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高轨天基红外系统对临近空间高超声速飞行器探测可行性分析

黄明  魏峻  汪波  王浩  
【摘要】:高超声速飞行器作为临近空间武器系统的重要平台,是未来战场的颠覆性技术载体。武器化的高超声速飞行器具有飞行速度快、突防能力强和攻击能力高的特点,也是典型的时敏目标。随着高超声速飞行器研究热度的日益增加和成熟度的不断提高,对其进行早期预警监视的需求也日益迫切。高轨天基红外系统目前用于弹道导弹助推段探测,主要通过搭载红外扫描相机和凝视相机,探测弹道导弹助推段尾焰的红外辐射,实现早期预警。临近空间高超声速飞行器由于自身特点,在飞行过程中会释放大量的红外辐射,因此用红外探测器对其进行探测具有良好的应用前景。本文针对高超声速——滑翔飞行器(HBGV, Hypersonic Boost-Glide Vehicle)和高超声速助推——巡航飞行器(HBCV, Hypersonic Boost-Cruise Vehicle)两种典型目标,利用高轨天基红外系统,开展探测可行性分析研究。文章具体结构如下:首先,分析临近空间高超声速飞行器的红外辐射特性。具体的,根据HBGV(以美国HTV-2为对象)和HBCV(以美国X-51A为对象)的飞行特点,将其红外辐射分解为飞行器蒙皮辐射、超燃冲压发动机辐射以及发动机尾焰辐射三个部分,分别估算对应的辐射强度;然后针对HBGV和HBCV的弹道特点,分析其辐射强度随弹道分布的阶段性特征。其次,将临近空间高超声速飞行器与弹道导弹进行红外辐射特性对比,通过差异性比判,定性判断高轨天基红外系统探测的可行性。再次,根据天基红外系统载荷的指标性能,选取探测距离为评价标准,估算红外探测器对HBGV和HBCV的探测可行性。最后,根据分析结果,对高轨天基红外系统探测临近空间高超声速飞行器的潜在需求给出建议。

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