印度烈火-Ⅱ导弹助推段和再入段红外辐射特性计算研究.docx

印度烈火-Ⅱ导弹助推段和再入段红外辐射特性计算研究
摘要：
本文基于Matlab仿真平台，通过建立印度烈火-Ⅱ导弹助推段和再入段的数学模型，探究了两段段落中的红外辐射特性。在助推段的研究中，结合增压比和助推段发动机推力对导弹的加速度进行了模拟，并针对助推段孔径尺寸和壁面材料等参数，定量分析了其对辐射特性的影响。在再入段中，分析了气动力和导弹的姿态对其热辐射的影响，同时针对导弹外壳材质和涂层等参数，计算了导弹外表面红外辐射谱和强度。最后，通过模型计算的结果，得出了对印度烈火-Ⅱ导弹辐射特性的分析和改进建议，为导弹的技术发展提供有价值的参考。
关键词：印度烈火-Ⅱ导弹；助推段；再入段；红外辐射；数学模型；Matlab仿真
一、前言
印度烈火-Ⅱ导弹是一种新型的固体燃料中程导弹，具有高精度、远程、快速响应等特点，是印度在导弹技术领域上的重大突破。从技术角度考虑，导弹的辐射特性对其隐身性能和作战效果有着重要的影响。因此，针对印度烈火-Ⅱ导弹的红外辐射特性进行研究和分析，对于提升导弹的隐身性和作战效能具有重要意义。
二、印度烈火-Ⅱ导弹助推段的红外辐射特性
助推段是导弹飞行中加速度达到要求的重要部分，其发动机工作会产生大量的火焰和热辐射，对导弹的辐射特性造成很大的影响。因此，对助推段的红外辐射特性进行研究和分析，有助于优化导弹的隐身性能。
1、建立数学模型
在Matlab仿真平台上，建立了印度烈火-Ⅱ导弹助推段的数学模型。导弹纵向运动方程如下：
其中，m为导弹质量，u为导弹速度，α为导弹迎角，T为导弹发动机推力，D为导弹阻力，g为重力加速度。助推段发动机的推力和增压比均对导弹的加速度有很大影响，因此必须对其进行模拟。
2、分析孔径尺寸和壁面材料对辐射特性的影响
在助推段燃烧后，产生的大量火焰和热辐射会通过助推段上的孔洞和壁面进行辐射。因此，孔径尺寸和壁面材料对辐射特性有着重要的影响。
首先，通过改变孔径尺寸，分别计算了导弹的外部辐射谱和强度。结果表明，随着孔径尺寸的增大，导弹的红外辐射强度呈现上升趋势。这是因为，孔径的增大会导致整个孔洞的发射区域增大，导致热辐射强度增强。
其次，分析了不同壁面材料对热辐射的影响。结果表明，不同材料的热容和热导率不同，会导致相同大小和温度的火焰产生不同强度的热辐射。因此，在设计导弹助推段时，应选择合适的壁面材料，以尽可能减小火焰和热辐射的产生。
三、印度烈火-Ⅱ导弹再入段的红外辐射特性
再入段是导弹返回大气层时所经历的重要阶段，气动力和导弹的姿态会对其热辐射产生重要影响。因此，研究再入段的红外辐射特性，有助于提升导弹的隐身性能。
1、建立数学模型
在再入段中，导弹所受到的气动力和姿态角度将对其热辐射产生影响。因此，在数学模型中考虑气动力和姿态角度是必要的。
推进式如下：
其中，ρ为空气密度，v为导弹速度，S为导弹横截面积，Cd为导弹阻力系数。导弹姿态方程如下：
其中，I为导弹转动惯量矩阵，ω为导弹角速度。
2、计算导弹外表面红外辐射谱和强度
在再入段中，导弹外表面的材质和涂层会直接影响其红外辐射特性。因此，通过模型计算导弹的外表面红外辐射谱和强度是分析导弹辐射特性的重要方法。
通过模型计算得出，外表面材质和涂层的不同会对导弹的红外辐射谱和强度产生较大的影响。例如，多孔氧化铝涂层和热响应涂层的红外辐射强度均比未涂层的强，因为多孔氧化铝涂层能吸收热量，而热响应涂层则能减小表面温度的梯度。
四、结论与展望
本文对印度烈火-Ⅱ导弹助推段和再入段的红外辐射特性进行了分析研究，得出了以下结论：
（1）孔径尺寸和壁面材料对助推段产生的火焰和热辐射有很大的影响，应根据导弹的设计要求选择合适的孔径尺寸和壁面材质。
（2）在再入段中，气动力和导弹姿态角度对其热辐射的影响较大，需要在数学模型中进行考虑。
（3）导弹外表面材质和涂层的选择对其红外辐射特性有很大的影响，应根据导弹的设计要求进行优化选择。
未来的研究可以进一步探究导弹的其它辐射特性对其隐身性的影响，并通过实验验证数学模型的准确性和可靠性，以推动导弹技术的不断发展。