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《南京理工大学》 2003年
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燃烧型抗红外发烟剂配方设计及应用研究

周遵宁  
【摘要】:在光电技术日趋完善的情况下,作为对抗现代红外探测装置的抗红外烟幕在战场上的地位变得越来越重要,燃烧型抗红外发烟剂已成为现代战场烟幕保障的主要手段之一。 本文全面系统地分析了燃烧型抗红外发烟剂配方研究的理论依据、技术途径和技术方案,提出了以碳黑为烟幕主要成分的燃烧型抗红外发烟剂的配方设计方案。通过对碳黑生成机理的理论研究,建立了烟幕中碳黑的生成机理图;分析了燃烧温度、压力、材料分子结构对碳黑生成量及消光性能的影响;采用RDG/FA理论,建立了多分散碳黑聚集体的消光模型。模型模拟结果与已知结果的比较表明,建立的模型是精确可靠的。采用均匀设计试验方法设计了抗红外发烟剂配方,结合烟幕箱烟幕性能测试试验,优选出了最佳抗红外发烟剂配方,并运用二次回归模型分析了发烟剂组分对烟幕干扰性能的影响。研究了烟幕红外光谱透过率的测试机理,建立了烟幕红外光谱透过率的测试计算方法。对所设计的最佳发烟剂配方进行了红外光谱透过率、发烟剂材料的相容性、烟幕质量浓度、粒谱分布及沉降速度等性能的测试和计算,结果表明所设计的抗红外发烟剂能形成高效能的抗红外烟幕。首次对烟幕干扰红外热成像探测的机理进行了理论和试验研究。实验室和外场试验结果表明,所研制的抗红外发烟剂形成的烟幕在室内、外都可对先进的军用红外热成像仪形成有效的干扰和遮蔽。针对外场抗红外烟幕性能测试受气象条件和环境因素的影响较大,对准确评估抗红外烟幕遮蔽性能存在较大困难的情况,本文依据辐射传输理论和大气扩散理论,通过对外场烟幕性能测试过程的环境影响因素分析,建立了外场抗红外烟幕遮蔽性能的计算模型,通过试验对其中的一些结论进行了实验验证,结果表明计算结果能够与实验数据较好吻合。
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