直升机红外辐射的理论计算

第４０卷第３期２０１８年６月指挥控制与仿真ＣｏｍｍａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ＆ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＶｏｌ ４０㊀Ｎｏ ３Ｊｕｎ ２０１８文章编号：１６７３⁃３８１９（２０１８）０３⁃００３６⁃０５直升机目标红外辐射特性分析刘关心，阳再清（解放军９２４１９部队，辽宁兴城㊀１２５１０６）摘㊀要：红外辐射特性是直升机重要的目标特性，也是防空武器系统探测跟踪的关键性能，通过分析直升机目标红外辐射特性的形成，研究了其基本特点，供研究直升机目标特性的工程技术人员参考㊂关键词：直升机；目标特性；红外特性；红外辐射强度中图分类号：Ｖ２７５ １㊀㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀㊀ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３⁃３８１９．２０１８．０３．００９㊀ＡｎａｌｙｓｉｓｏｎＩｎｆｒａｒｅｄＲａｄｉａｔｉｏｎＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＨｅｌｉｃｏｐｔｅｒＬＩＵＧｕａｎ⁃ｘｉｎ，ＹＡＮＧＺａｉ⁃ｑｉｎｇ（ＰＬＡＵｎｉｔ９２４１９，Ｘｉｎｇｃｈｅｎｇ，１２５１０６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｆｒａｒｅｄｒａｄｉａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｔａｒｇｅｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｈｅｌｉｃｏｐｔｅｒ，ｉｔ ｓｋｅｙｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆａｉｒｄｅｆｅｎｓｅｗｅａｐｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｔｒａｃｋｉｎｇ．Ｂａｓｅｄｏｎａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｈｅｌｉｃｏｐｔｅｒｉｎｆｒａｒｅｄｒａｄｉａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｔｈｉｓｗｏｕｌｄｂｅａｖａｉｌａｂｌｅｆｏｒｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｔｅｃｈｎｉｃａｌｐｅｒｓｏｎｎｅｌｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｅｌｉｃｏｐｔｅｒ；ｔａｒｇｅｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ｉｎｆｒａｒｅｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ｉｎｆｒａｒｅｄｒａｄｉａｔｉｏｎｉｎｔｅｎｓｉｔｙ收稿日期：２０１８⁃０１⁃１１修回日期：２０１８⁃０３⁃１５作者简介：刘关心（１９８２⁃），男，湖北崇阳人，硕士，工程师，研究方向为无人机使用研究㊂阳再清（１９６６⁃），男，硕士，高级工程师㊂㊀㊀直升机作为重要的飞行器，一直是防空武器的主要防御目标之一㊂直升机的悬停状态㊁低空低速飞行㊁旋翼特性等，形成了与固定翼飞机不同之处，甚至有效降低了雷达探测㊁跟踪的能力，红外探测与跟踪成为更有效的手段㊂研究分析直升机目标的红外辐射特性成为防空武器的重点之一，更是空中靶标研究的关键㊂本文从目标模拟的角度，分析了直升机目标红外特性的形成与特点，为直升机目标红外特性的研究做一些前沿的探讨㊂１㊀红外特性基础分析自然界中温度高于绝对零度的一切物体每时每刻都在进行红外辐射，红外辐射本质上是电磁辐射，其辐射的能量大小与物体温度㊁辐射的波长等有关，公式（１）描述了黑体的光谱输出度Ｍλ与辐射波长λ㊁绝对温度Ｔ的关系：Ｍλ＝ｃ１λ５㊃１ｅｃ／λＴ－１（１）式中：ｃ１㊁ｃ２为第一和第二辐射常数㊂实际物体并不能全部吸收任何波长的辐射，当其反射率不变时为灰体，当其发射率变化时为选择性辐射体㊂物体的红外辐射一般由面壁和参与性介质形成㊂直升机目标的机体表面和热腔体会形成面壁辐射，发动机尾焰会形成参与性介质辐射，在飞行过程中因为环境辐射加热㊁内部热源等因素导致其不同位置温度发生变化，使得向外辐射也在时刻发生变化㊂其不同点受到不同因素影响的程度不同，其温度分布也十分复杂，形成众多的热源点㊂在此过程中参与性介质的状态也在不断变化，使得其与外界热交换也发生着复杂的变化㊂理论分析这一过程的红外辐射特性是一个相当复杂的系统工程，理想的方法是用理论和试验相结合的方法，探索在一定条件下的规律㊂理论分析上，首先计算温度场分布；再利用流场计算方程㊁对流辐射耦合方程㊁燃烧产物浓度方程，建立基本模型和算法，进行求解；最后用工程试验来校正，可以得到较为接近的特性分布㊂从红外探测的角度看，大气对红外辐射特性的影响也是至关重要的㊂直升机系统辐射的红外能量必须通过大气的传播才能被探测器探测到，大气的吸收和散射将使得红外辐射衰减㊂大气９９％的组成成分Ｏ２和Ｎ２并不对１５μｍ以下的红外辐射产生吸收作用，但Ｈ２Ｏ㊁ＣＯ２㊁ＣＯ㊁Ｎ２Ｏ㊁ＣＨ４㊁Ｎ２等成分都将对红外辐射的吸收产生明显的作用㊂大气是一个不均匀的介质，必然会导致散射，一般地，散射比分子吸收弱，随着波长增加散射也会减弱，但对于处于大气窗口的红外探测而言，散射却是辐射衰减的主要原因㊂不同的地域㊁不同的时间㊁不同的高度，大气的分布都不相同，其对红外辐射的吸收与散射也不相同，需要利用大气透过率和大气辐射特性来提高探测器的性能㊂. All Rights Reserved.第３期指挥控制与仿真３７㊀２㊀直升机目标红外特性分析２ １㊀红外辐射强度分析描述红外辐射特性的物理量较多，一般用能够通过观测得到辐射强度（Ｉ）来表述，其是指辐射源在单位立体角内的辐射功率㊂从这一定义看，红外辐射强度是从探测跟踪的角度来度量的，它不仅与物体自身的辐射相关，也与探测的距离㊁角度，传播介质等相关，是一个综合性的物理量㊂辐射强度是描述点源目标的，一般的物体都不是严格的点源目标，工程上将探测距离大于物体尺寸１０倍以上的物体视为点源㊂在均匀背景下红外探测器的探测距离Ｒ可以用公式（２）来表达：Ｒ＝τ０㊃τ（Ｒ，ｈ）㊃π㊃Ｄ２㊃Ｉ㊃Ｄ∗４㊃Ｓ／Ｎ㊃Ｆａ㊃ｂ㊃Δｆ（２）式中：τ０为光学系统透过率；τ（Ｒ，ｈ）为大气透过率；Ｄ为光学系统孔径；Ｉ为目标红外辐射强度；Ｄ∗为探测器比探测率；Ｓ／Ｎ为系统信噪比；Ｆ为噪声系数；ａ，ｂ为探测器面源尺寸；Δｆ为电子系统带宽㊂公式（２）全面反映了红外探测的制约因素，从探测的角度看，探测距离与辐射强度的平方根成正比，如果目标辐射强度下降１０ｄＢ（９０％），则探测距离将下降６８％，显然，影响是十分明显的㊂从辐射源的角度看，辐射强度Ｉ与探测距离的平方成正比，对同一辐射源，在不同位置探测目标，其红外辐射强度明显不同，对探测能力的影响也十分明显㊂目标在探测器所在方向上的辐射强度理论计算如公式（３）：Ｉ＝ʏλλＳʅ㊃ελ㊃Ｍλ／πｄλ（３）式中：Ｓʅ为目标的投影面积，ελ为材料的发射率，Ｍλ见公式（１）㊂可见，红外辐射强度由Ｓʅ㊁ελ和目标表面温度Ｔ三个参数决定㊂对某一目标而言Ｓʅ和ελ是固有的特性，相对稳定，不同目标而辐射强度不同，Ｉ会随着它们的降低而减少㊂物体的表面温度是一个变化的量，Ｉ会随着其降低而减小，其曲线峰值会随温度降低而逐步向长波方向移动，如图１示㊂图１㊀光谱输出度与温度关系图㊀㊀从上述分析可知，用红外辐射强度表征目标的红外辐射特性存在着一定的局限性，特别是对于目标特性模拟来说，是难以用简单的红外辐射强度研制出合适的靶标的，需要更深入的研究，将红外辐射强度反映出的目标本身特性用恰当的参数表现出来㊂从式（３）来看，主要是目标的面积㊁材质与表面温度，只有这些参数才与目标的结构特性㊁材料特性㊁运动特性㊁发动机特性等自身特性联系起来㊂红外辐射强度与投影面积㊁发射率（材质决定）与温度的关系是随着它们的降低而减少，但这些参数与目标自身特性的定量关系却是十分复杂，需要通过大量的试验和理论估算才能探索出一定条件下的规律来，对于靶标，可以用典型目标的相关特性来对比分析得出相关要求㊂２ ２㊀直升机主要红外特性分析直升机的红外特性主要由表面辐射㊁尾焰和发动机热腔体形成，它不同于固定翼飞机的是：它飞行速度较低，不存在气动加热；它不依靠排气速度来推进，尾焰流较小㊂２ ２ １㊀机体表面红外辐射直升机的蒙皮等表面温度会高于背景温度，是重要的红外辐射源㊂一般在３００Ｋ左右，其红外辐射峰值处于８μｍ １４μｍ波段的大气窗口，能透过大气传递大部分有效能量，形成有效的红外辐射㊂表面辐射是固体面壁辐射，没有参与性介质，是连续的光谱㊂表面的红外辐射包括自身辐射和环境辐射，而环境辐射与太阳照射㊁环境大气特性等相关，存在许多不确定性，需要红外探测专业专门研究，对目标研究来说研究其自身特性是首要的问题㊂对于特定目标而言，其发射率是相对稳定的，获得其红外辐射特性的关键是获得温度分布㊂直升机工作后，在热传导作用下，表面的温度. All Rights Reserved.３８㊀刘关心，等：直升机目标红外辐射特性分析第４０卷会发生变化，可以通过工程软件来估算表面的温度分布㊂再将表面沿轴向和径向分成ｎˑｍ各小面元，根据普朗克定律计算出各面元的光谱辐射度Ｍｉｊ（Ｔｉｊ），然后积分求得任意波段的辐射强度Ｉｓ，见公式（４）㊂显然，辐射强度不仅与表面温度有关，还与观察点位置㊁飞行姿态等有关㊂Ｉｓ＝ðｉ，ｊΔＡｉｊ㊃ｃｏｓθｉｊʏλλＭλ，ｉｊｄλπ（４）式中，ΔＡｉｊ为面元面积；θｉｊ为视线与面元法线夹角；ｉ＝１ ｎ；ｊ＝１ ｍ㊂２ ２ ２㊀发动机引起的红外辐射由发动机工作相关的热腔体和尾焰是直升机的主要红外辐射源，其典型的光谱辐射强度如图２示㊂从图２可以看出，其红外辐射主要在３ ５μｍ波段内，而且分为两部分，一部分是３ ０μｍ ４ １５μｍ和４ ６μｍ５ ０μｍ，主要由热腔体产生，由于Ｈ２Ｏ吸收与散射作用而出现波动；另一部分是４ １５μｍ ４ ６μｍ，由尾焰产生，由于ＣＯ２的吸收与散射作用而出现波动㊂图２㊀动力系统红外辐射强度分布示意图㊀㊀尾焰辐射是由发动机排出的高温ＣＯ２㊁Ｈ２Ｏ㊁ＣＯ等气体形成的分子辐射，其辐射强度取决于尾焰成分和温度，他们之间的关系十分复杂，工程上可以用正反光线跟踪法㊁辐射传输方程等方法来估算㊂首先根据发动机特性计算尾焰的温度分布，再根据普朗克定律求得尾焰温度场中各点的辐射度Ｍλ，ｂ，从而得到各点光谱辐射亮度Ｌλ，ｂ，根据气体介质亮度定义对Ｌλ，ｂ积分求得观测点的辐照度Ｈｓ，λ，即可求得辐射强度Ｉｐ＝Ｈｓ，λＲ２／τａ（Ｒ为探测距离，τａ为透过率）㊂不同形制的发动机尾焰的成分与温度是不相同的，直升机一般采用活塞式发动机或涡轮轴发动机，一般的涡轴发动机涡轮进口温度在１０００ħ，出口温度５００ħ ７００ħ，活塞发动机排气温度略高，如Ｒｏｔａｘ９１４发动机排气温度为９００ħ㊂由发动机尾喷管等构成的热腔体是典型的灰体辐射，其发射率ε＝０ ８ ０ ９，其辐射强度Ｉｔ与绝度温度Ｔ的４次方成正比，可用公式（５）计算㊂直升机的热腔体大多安装在尾部，这时的辐射只在排气管的后半球才能探测到，但它与其他表面的温度会有明显差别，一般相差１００ħ左右，其红外辐射明显㊂Ｉｔ＝εσＴ４πＡｔηλ１－λ２ｃｏｓθ（５）式中，ηλ１－λ２＝ʏλ２λ１Ｍｂ（λ，Ｔ）ｄλʏɕ０Ｍｂ（λ，Ｔ）ｄλ；Ａｔ为热腔体投影面积；θ为视线与腔体法线的夹角㊂２ ２ ３㊀不同探测方向上的红外辐射强度分布红外探测器对直升机进行探测时，探测距离与直升机红外辐射强度的平方根成正比㊂从不同角度进行探测，其探测距离远近与直升机红外辐射强度分布相一致㊂图３和图４为典型直升机（单旋翼＋尾桨，发动机喷口在机身后侧朝外）悬停时在不同波段下的红外辐射强度分布图㊂从图３和图４中可以看出，在垂直探测方向上，３μｍ ５μｍ波段和８μｍ １４μｍ波段红外辐射强度分布呈 ８ 字型，红外辐射强度在０ʎ １８０ʎ和１８０ʎ ３６０ʎ探测方向上呈现先增大后减小的趋势，这是由于机身照射面积变化影响所致；８μｍ １４μｍ波段红外辐射强度明显高于３μｍ ５μｍ波段，说明了机身蒙皮是８ １４μｍ波段主要辐射源㊂在水平探测方向上，３μｍ ５μｍ波段和８μｍ １４μｍ波段红外辐射强度沿机身左右基本对称；在发动机尾喷口方向区域，３μｍ ５μｍ波段红外辐射强度有非常明显的突变，而整个水平方向上８μｍ １４μｍ波段变化平缓㊂由此可见，尾焰辐射是３μｍ ５μｍ波段主要辐射源㊂图３和图４反映了直升机红外辐射强度分布的基本规律，要精确测量直升机红外分布特性，还需要考虑旋翼下洗气流㊁飞行环境（太阳照射㊁大气温度㊁风速风向）等对直升机红外特性的影响㊂从探测的角度看，从直升机机身正上方㊁机身侧向或者发动机喷口方向进行探测，直升机红外辐射强度大，可提高探测距离；直升机机头和机尾方向红外辐射强度最小，探测距离也相应最小，应尽量. All Rights Reserved.第３期指挥控制与仿真３９㊀避免㊂图３㊀垂直面上红外辐射强度分布图４㊀水平面上红外辐射强度分布２ ２ ４㊀红外抑制与运动特性的影响为有效降低红外辐射，武装直升机一般加装红外抑制器，通过引进外界冷空气对热腔体和尾焰降温，并改变尾焰流的成分，有效降低红外辐射㊂如ＡＨ⁃６４直升机，发动机排出口温度５７０ħ，加装红外抑制器后，金属外壁的温度只有９４ħ，排出的尾焰温度只有３００ħ，用２％的功率损耗降低红外辐射９４％㊂直升机的红外辐射特性会随着其运动状态的变化而改变，在不同高度㊁不同速度下会呈现不同的规律㊂当高度增加，自然温度会越来越低，空气对各红外源的降温作用明显，会导致辐射强度的降低，但由于背景温度的降低，自身的辐射也会增强㊂当速度增加时，运动形成的空气流会对各红外源产生降温作用，使得红外辐射强度有变小的趋势，同时运动会导致传动机构的部件发热，增强辐射㊂直升机运动过程中，红外辐射强度随状态变化是一个较为复杂的过程，应通过试验测试㊁建模估算来探寻规律㊂２ ３㊀分析结论通过上述分析，可以看出直升机目标的红外特性呈现以下特点：１）直升机目标红外特性中壁面辐射是主要的辐射源，主要来源于机体表面和发动机热腔体㊂机体表面辐射是一个选择性辐射体，它既发射自身的能量，又会反射太阳辐射等产生的能量，但其温度与背景温度相差不大，辐射主要集中在长波波段内㊂发动机热腔体辐射是典型的灰体辐射源，其温度与背景温度相差较大，辐射强度较高，辐射集中在中波波段，但由于其安装位置的关系，一般从头部观测难以显现㊂２）尾焰是典型的参与性介质辐射，是中波波段的主要辐射源㊂直升机发动机出口的尾焰温度一般在. All Rights Reserved.４０㊀刘关心，等：直升机目标红外辐射特性分析第４０卷５００ħ ９００ħ，采用红外抑制器的目标温度会明显降低，辐射的能量会明显减小，但在抑制器工作的过程中通过热传递会导致机体表面温度的升高，增加长波段辐射能量，不过这种增加是十分有限的㊂３）直升机目标红外特性模拟主要取决于表面面积和发动机的性能㊂用无人直升机模拟武装直升机存在的主要问题是：无人机会小许多，表面的辐射能量会明显不足；武装直升机采用涡轮轴式发动机，无人直升机主要是活塞式发动机，形成的热腔体和尾焰辐射差别较大，其总体性能是偏小的㊂因此，用无人直升机模拟直升机目标时，无论是中波波段还是长波波段的红外辐射特性都需要增加㊂４）准确描述直升机目标红外特性既要有长波波段的特性，又要有中波波段的特性；既要有面壁辐射源，又要有参与性介质辐射源㊂直升机目标的红外辐射定量分析，受到影响红外辐射特性诸多因素的影响，在工程上可采用试验与理论分析结合的方法，得到一定条件下的规律或数据，但反映全部状态下的特性较难㊂对于直升机目标模拟，目前能够要求逼近到一个数量级㊂３㊀结束语直升机目标的红外特性影响因素众多，各因素的影响方式㊁程度㊁效果等又十分复杂，使得研究十分棘手㊂从工程实践的角度，提出一些观点和看法只是起步，需要理论和试验并重，广泛开展基础性㊁实践性研究，才能在某些条件下有所突破，望本文对此有所启示和促进㊂参考文献：［１］㊀蒋新桐．飞机设计手册［Ｍ］．北京：航空工业出版社，２００５．［２］㊀祝小平．无人机设计手册［Ｍ］．北京：国防工业出版社，２００７．［３］㊀桑建华．飞行器隐身技术［Ｍ］．北京：航空工业出版社，２０１３．［４］㊀杨立，等．红外热成像测温原理与技术［Ｍ］．北京：科学出版社，２０１２．［５］㊀王超哲，等．飞机红外辐射特性及其探测技术研究［Ｊ］．激光与红外，２０１１，４１（９）：９９６⁃１００１．［６］㊀赵楠，等．来袭飞机的红外辐射与大气传输特性研究［Ｊ］．激光与红外，２０１２，４２（８）：８９０⁃８９３．［７］㊀王同辉．直升机用引射式红外抑制器气动和红外特性计算［Ｄ］．南京：南京航空航天大学，２００８．. All Rights Reserved.。

红外辐射射出度计算公式(一)
红外辐射射出度
简介
红外辐射是指物体在热平衡状态下所辐射出的电磁波，其波长范
围在红外线区域。

红外辐射射出度是描述物体辐射红外辐射能力的指标，对于了解物体的热辐射特性具有重要意义。

本文将介绍红外辐射
射出度的计算公式，并通过实例进行解释。

计算公式
红外辐射射出度可以通过斯蒂芬-波尔兹曼定律计算，其公式如下：[equation](
其中，E表示红外辐射射出度，σ表示斯蒂芬-波尔兹曼常数，T
表示物体的温度。

示例解释
假设有一个温度为1000K的物体，我们来计算其红外辐射射出度。

根据斯蒂芬-波尔兹曼定律，我们可以使用公式进行计算：
[equation](
其中，σ的值为^-8 W/(m2·K4)。

将温度T替换成1000K，代入公式计算，可得：
E = ^-8 W/(m2·K4) * (1000K)^4
经过计算，可得红外辐射射出度E的值为^10 W/m^2。

这意味着该物体以每平方米的表面积，每秒向周围放射出^10焦耳的红外辐射能量。

结论
红外辐射射出度是用来描述物体辐射红外辐射能力的重要指标。

通过斯蒂芬-波尔兹曼定律的计算公式，我们可以方便地计算出物体的红外辐射射出度。

这对于研究物体的热辐射特性以及红外技术应用具有重要的意义。

红外频率公式推导红外频率是指位于可见光频率和微波频率之间的电磁波的频率范围，通常被定义为300 GHz到400 THz之间的频段。

红外辐射是一种非常重要的电磁辐射波段，广泛应用于太阳辐射、红外热成像、通信和探测等领域。

红外辐射的频率可以通过在电磁波的波长和光速之间应用经典的频率公式来推导。

频率（f）与波长（λ）的关系可以由光速（c）公式推导得到：f = c/λ其中，光速c的数值近似为3×10^8 m/s。

红外辐射波长的范围通常是1 μm（1微米，即10^-6米）到1000 μm之间，在这个范围内可以进一步区分红外A、红外B、红外C和远红外等子波段。

1. 红外A波段：波长范围通常是0.7-1.4 μm，对应的频率范围为214-429 THz。

2. 红外B波段：波长范围通常是1.4-3 μm，对应的频率范围为100-214 THz。

3. 红外C波段：波长范围通常是3-8 μm，对应的频率范围为37.5-100 THz。

4. 远红外波段：波长范围通常是8-15 μm，对应的频率范围为20-37.5 THz。

需要注意的是，红外辐射波段的频率与波长之间是反比关系，即频率越高，波长越短。

所以，红外A波段的频率最高，而远红外波段的频率最低。

红外频率的具体数值可以用于计算红外辐射的能量和其他相关物理量。

例如，根据普朗克公式（E = hf），我们可以计算红外辐射的能量（E），其中h是普朗克常数。

另外，红外频率还与分子振动和转动能级的能量差息息相关。

红外光谱是通过测量物质吸收或发射特定波长（频率）的红外辐射来研究分子结构和化学键等信息的一种重要技术。

总之，红外频率是乘以光速与波长的倒数来计算的。

通过根据波长的不同，红外辐射可以进一步分为红外A波段、红外B 波段、红外C波段和远红外波段。

掌握红外频率的计算方法对于了解红外辐射的性质和应用具有重要意义。

红外波段速度计算公式红外波段速度计算公式是用来计算物体在红外波段下的速度的公式。

红外波段是指波长在0.7微米至1毫米之间的电磁波，通常用来进行红外成像和红外测温。

在工业、军事和科研领域中，红外波段速度计算公式被广泛应用于测量物体的速度，尤其是在无人机、导弹和火箭等高速运动物体的监测和控制中起着重要作用。

红外波段速度计算公式的推导基于多普勒效应，即当物体相对于观察者运动时，其辐射的频率会发生变化。

在红外波段下，物体辐射的频率与其速度成正比，因此可以通过测量红外波段下的频率变化来计算物体的速度。

红外波段速度计算公式的一般形式为：V = λΔf / f。

其中，V表示物体的速度，λ表示红外波段下的波长，Δf表示频率变化量，f表示物体辐射的频率。

在实际应用中，红外波段速度计算公式可以根据具体情况进行修正和改进。

例如，当考虑到观察者与物体之间的相对运动时，需要引入相对速度修正项；当考虑到红外传感器的分辨率和灵敏度时，需要引入仪器修正项。

因此，红外波段速度计算公式的具体形式会根据实际情况而有所不同。

在实际应用中，红外波段速度计算公式通常与红外成像技术和光电探测技术相结合，通过测量物体在红外波段下的辐射频率变化来实现对物体速度的精确测量。

这种技术在军事领域中被广泛应用于导弹的制导系统、飞机的速度测量和目标跟踪等方面；在工业领域中被应用于无人机的自动驾驶、机器人的运动控制和物体的运动监测等方面；在科研领域中被应用于高速运动物体的实时跟踪和运动分析等方面。

总之，红外波段速度计算公式是一种重要的物体速度测量方法，具有广泛的应用前景和重要的实际意义。

随着红外成像技术和光电探测技术的不断发展，红外波段速度计算公式将会在更多领域发挥重要作用，为实现对物体速度的精确测量提供有力支持。

航空器中白炽灯泡的红外线辐射特性分析随着航空业的不断发展，航空器的舒适性和安全性日益成为人们关注的焦点。

在航空器的灯光系统中，白炽灯泡被广泛应用于客舱照明、航空仪表盘等位置。

然而，白炽灯泡在工作过程中会产生红外线辐射，这可能对飞行员和乘客的健康产生一定的影响。

因此，对白炽灯泡的红外线辐射特性进行分析非常重要。

红外线辐射是指电磁波谱中位于可见光波之外的辐射，其波长范围从0.78微米到1000微米。

航空器中的白炽灯泡产生的红外线辐射主要来自于灯丝的高温辐射。

白炽灯泡内部由灯丝、灯泡外壳和填充气体组成。

当电流通过灯丝时，灯丝发热并且发出可见光和红外线辐射。

白炽灯泡的红外线辐射特性主要取决于灯丝的温度和波长。

灯丝的温度取决于电流的大小和灯丝的材料。

一般来说，白炽灯泡的工作温度在2500K至3500K之间，这个温度范围相应地造成了红外线辐射的波长分布。

通常情况下，波长大致集中在1.0微米至5.0微米之间。

在航空器中，以人体红外辐射接收为主的红外线辐射区间为8微米至14微米，白炽灯泡的波长分布并没有明显叠加在这一区间内。

然而，即使白炽灯泡的红外线辐射波长分布不会直接叠加在人体可接收的红外线范围内，但航空器中的灯光系统通常是连续使用的，时间久了也可导致一定的积累效应。

因此，为了确保飞行员和乘客的健康和安全，我们有必要对白炽灯泡产生的红外线辐射进行定量分析。

为了分析白炽灯泡的红外线辐射特性，我们需要考虑灯丝的材料、温度和电流等因素。

灯丝的材料通常是钨，因为钨具有较高的熔点和较低的蒸汽压，适合在高温下运行。

电流的大小直接影响灯丝的温度，因此可以通过控制电流来调整白炽灯泡的红外线辐射量。

另外，白炽灯泡的外壳也会对红外线辐射的传输产生一定的影响，因此灯泡的材质和设计也需要考虑。

定量分析白炽灯泡产生的红外线辐射需要运用红外辐射测量技术，如红外线辐射计或热成像相机。

这些设备能够在不接触或扰乱被测物体的情况下，测量其所发射的辐射能量。

红外辐射射出度计算公式红外辐射是一种电磁波辐射，它的能量范围在可见光的下方。

红外辐射的特点是它们的波长长于可见光，但又短于微波。

红外辐射可以从热源中射出，并在空间中传播。

红外辐射的射出度是指一个物体向周围环境射出的红外辐射能量的大小。

射出度通常用单位面积上的辐射能量表示，单位为瓦特/平方米(W/m²)。

物体的射出度取决于其温度和表面特性。

在计算红外辐射射出度时，我们可以使用斯特藩-玻尔兹曼定律。

该定律说明了一个黑体辐射能量的关系。

黑体是一个完美的吸收和辐射所有辐射能量的物体。

根据斯特藩-玻尔兹曼定律，黑体辐射的射出度P可以通过以下公式计算：P = εσT^4其中，P表示黑体辐射的射出度，ε是黑体的发射率，σ是斯特藩-玻尔兹曼常数，T是黑体的温度。

在这个公式中，黑体的发射率ε表示黑体吸收的辐射能量与其辐射出的能量的比值。

发射率的取值范围是0到1，其中0表示完全反射，1表示完全吸收。

斯特藩-玻尔兹曼常数σ是一个物理常数，它的数值约为5.67 × 10^-8 W/(m²·K^4)。

该常数表明了辐射功率与温度之间的关系。

温度T是黑体的绝对温度，单位为开尔文(K)。

绝对零度为0K，绝对热量无穷大，因此温度不能为负数。

通过使用斯特藩-玻尔兹曼定律的公式，我们可以计算出一个物体的红外辐射射出度。

值得注意的是，这个公式只适用于黑体辐射。

对于其他类型的物体，我们需要考虑其吸收和反射的特性。

红外辐射的射出度在许多领域具有重要的应用。

例如，它被广泛应用于红外热成像技术中。

红外热像仪可以通过检测物体射出的红外辐射来测量物体的表面温度。

这在医学、建筑、工业和军事等领域都有广泛应用。

总之，红外辐射的射出度是由斯特藩-玻尔兹曼定律计算得出的。

通过这个公式，我们可以估算物体射出的红外辐射能量。

这个公式在红外热像仪等应用中具有重要作用，能够帮助我们测量物体的温度和表面特性。

红外辐射基本定律红外辐射，顾名思义，是指在电磁波谱中处于可见光波长之外的红外波段的辐射现象。

红外辐射具有许多独特的特性和应用，其行为规律可以通过红外辐射的基本定律来描述。

红外辐射的基本定律是指斯特藩-玻尔兹曼定律和温度-波长关系两个方面。

斯特藩-玻尔兹曼定律是指物体辐射的能量与物体的温度的四次方成正比，即E=σT^4，其中E表示辐射能量，T表示物体的绝对温度，σ为斯特藩-玻尔兹曼常数。

这一定律揭示了物体辐射能量与温度的强烈关联性，温度越高，辐射能量越大。

而温度-波长关系则是描述物体的辐射谱分布与温度之间的关系。

根据普朗克公式，物体的辐射谱分布与物体的温度和波长有关。

随着温度的升高，物体的辐射峰值向短波方向移动，即波长变小，同时辐射强度也增加。

这一定律为红外辐射的测量和应用提供了理论基础。

红外辐射的基本定律在许多领域有着广泛的应用。

首先，它在物体温度测量方面发挥着重要作用。

由于红外辐射与物体温度密切相关，因此可以通过测量物体辐射的能量来推断物体的温度。

这种非接触式的测温方法被广泛应用于工业控制、医疗诊断、火灾监测等领域。

红外辐射也被广泛应用于红外成像技术。

红外相机可以通过接收物体发出的红外辐射，将其转化为图像，从而实现对红外辐射源的探测和成像。

红外成像技术在军事侦察、安防监控、夜视仪器等方面具有重要应用价值。

红外辐射还在材料科学、环境监测、生物医学等领域发挥着重要作用。

例如，在材料科学中，红外辐射可以用于材料的表征和分析，通过红外光谱可以获取物质的结构和成分信息。

在环境监测中，红外辐射可以用于大气污染的监测和控制。

在生物医学中，红外辐射可以用于体温测量、皮肤病诊断等领域。

红外辐射的基本定律是描述红外辐射行为规律的基础，它揭示了红外辐射与物体温度和波长之间的关系。

这一定律在温度测量、红外成像、材料科学、环境监测、生物医学等领域有着广泛的应用。

随着科技的进步和应用需求的不断增加，红外辐射技术将会继续发展并发挥更大的作用。