飞机在高空中飞行时,蒙皮会受到太阳辐射、天地背景辐射、地面反射的太阳辐射等复杂背景辐射照射,当红外制导探测器对目标进行捕获时,一方面蒙皮反射环境背景辐射可以作为探测辐射源,探测器可以追踪对背景辐射的反射对目标实施打击;另一方面由于环境辐射的多变性,飞机对环境辐射的反射可能成为红外制导导弹追踪目标时的干扰项从而导致目标脱靶等现象。因此,研究飞机的红外反射特性对于作战方案的制定与实施、目标红外识别与跟踪、红外制导系统的研发与实验等研究具有重要的意义。本文主要对飞机表面红外反射特性开展研究,为获得材料表面方向反射特性,首先对飞机材料表面双向反射分布函数进行研究,建立Schlick模型和CookTorrance模型两种双向反射分布函数的计算模型,发现模型中的反射系数和粗糙度因子是影响双向反射函数分布的主要因素;随后基于随机惯性权重微粒群智能算法建立了不同的双向反射分布函数(BRDF)模型参数反演方法,通过对已知文献中的铝合金和钛合金两种飞机常用金属表面BRDF分布数据进行参数反演,证明了本文所提出的微粒群智能反演模型的正确性。基于上述建立的双向反射分布函数模型,对飞机表面红外反射特性进行了系统深入的研究。首先,分别采用Catia和GiD软件完成某型飞机三维几何模型的构建和网格划分,基于导出网格数据建立坐标转换关系,结合反向蒙特卡洛法对某型飞机表面辐射遮挡判断因子进行仿真计算,编写自动计算程序调用MODTRAN软件得到大气光谱透过率;然后针对不同飞行场景下飞机表面受到的环境背景辐射进行计算,发现飞机表面环境辐射与飞机的飞行姿态、所处当地时间位置及探测波段有关;最后基于BRDF计算模型对飞机表面反射背景辐射特性进行仿真计算,结果发现当计算飞机表面反射特性时采用BRDF模型比漫反射模型更合理,在不同反射角度下,飞机表面的反射辐射分布呈现非一致性。因此,在通过红外制导武器对目标进行打击时,需要根据当地日期时间位置、探测波段和探测器相对飞机位置合理制定作战方案。