航天器和飞行器发动机喷管高温自由喷流的气动辐射是空间目标的主要红外特征，对其光谱特性和方向特性进行研究可为飞行器的热防护与诊断技术、空间目标捕捉与拦截武器设计提供依据，具有重要的研究价值。　　本文在建立飞行器高温自由喷流红外辐射传输模型基础上，分析了热喷流在2-5μm波段动态光谱特性，研究了影响喷流辐射特性的因素，考察了不同波长喷流光谱特性的相对变化规律，结合地球背景热辐射模型建立了动态喷流虚拟空间红外探测模型，基于喷流辐射特性发展了目标识别与喷流参数反演算法。研究结果为红外探测卫星传感器最佳波段选择，实现对地球大气背景下弱小目标高温喷流信号的探测和识别提供了理论基础。主要研究内容包括以下五个方面。　　(1)发展了基于窄谱带模型的散射谱带热流模型求解高温自由喷流红外辐射传输，该方法可以方便地处理复杂形状问题且计算快速，适于全尺寸高温自由喷流辐射特性的计算。通过与实验数据及验证模型结果的比较，验证了本文方法的正确性和可行性。　　(2)利用红外辐射传输数值模型，获得了高温自由喷流在2-5μm动态红外方向光谱辐射特性，分析了各种参数对不同波长辐射强度的影响及相对变化规律；研究了热喷流红外特性随飞行高度的动态变化；考察了热喷流流场的湍流脉动对喷流红外辐射特性的影响；计算了多股参混喷流流动和多级推进飞行器级间分离流动的红外辐射特性。　　(3)通过理论分析将喷流流动特征量与喷流的辐射特性相关联，建立了全尺寸高温自由喷流光谱辐射强度估算模型，总结了影响喷流辐射特性的因素以及影响程度，分析了喷流红外辐射特性随流动及工况参数的变化规律，解释了喷流不同光谱辐射特性的相对变化现象。　　(4)利用估算模型获得全尺寸高温自由喷流全程动态红外信号，通过大气吸收带衰减特性的计算结合地球背景热辐射模型建立了地球背景喷流动态红外虚拟探测模型，并对喷流动态点目标的识别问题进行了研究。　　(5)基于喷流红外辐射信号建立喷流流动工况诊断方法。发展了一种改进微粒群算法（MPSO），提高了搜索效率和收敛速度，应用该方法反演了半透明介质的辐射物性参数以及高温自由喷流内的粒子参数和非均匀温度场分布。同时，建立了喷流多元组分浓度测定模型提高了建模效率与精度。