机载红外诱饵弹三维仿真方法研究

发布时间：2021-10-15 21:01

　　随着红外制导与诱饵弹制造技术的发展，以及计算机仿真技术的成熟，研究机载红外诱饵弹的可视化仿真方法变得具有重要意义。本文根据红外诱饵弹的特性进行建模，并结合计算机仿真技术分别对诱饵弹的运动轨迹、辐射特性，以及火焰辐射在机身蒙皮上的反射效果进行了模拟仿真。首先，本文介绍了机载红外诱饵弹干扰制导武器的基本原理，并以此为基础对诱饵弹的飞行过程与燃烧过程进行分析，分别对诱饵弹的运动特性模型以及辐射特性模型进行建立。其次，基于红外诱饵弹的运动特性模型与辐射特性模型，结合多种三维仿真技术建立了诱饵弹的三维模型。然后，考虑到诱饵弹火焰产生的红外辐射对飞机蒙皮的影响，利用双向反射分布函数（BRDF），建立了飞机蒙皮对于红外辐射的反射模型。最后，借助OGRE渲染引擎与Cg着色器语言，使用前面建立的四个模型，通过仿真软件对载机投放红外诱饵弹的整个过程进行了实现。 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外发展状况
    1.3 本文的组织结构
第二章 机载红外诱饵弹物理模型的建立
    2.1 机载红外诱饵弹的基本工作原理与主要性能参数
        2.1.1 红外诱饵弹的基本结构
        2.1.2 红外诱饵弹的基本工作原理[6,19,28]
        2.1.3 影响红外诱饵弹干扰效果的主要特性
    2.2 机载红外诱饵弹运动特性模型的建立
        2.2.1 大气密度p_a的计算
        2.2.2 诱饵弹相对大气瞬时速度v a的计算
        2.2.3 诱饵弹质量 m 的计算
        2.2.4 空气阻力系数C d的计算
    2.3 机载红外诱饵弹辐射特性模型的建立
        2.3.1 红外诱饵的燃烧机理
        2.3.2 标准条件下红外诱饵弹辐射强度的计算
        2.3.3 工作条件下红外诱饵弹辐射强度的计算
        2.3.4 红外诱饵弹辐射面积与辐射亮度的计算
    2.4 红外诱饵弹运动特性模型与辐射特性模型的计算结果与分析
        2.4.1 空气阻力对机载红外诱饵运动特性影响的计算结果分析
        2.4.2 工作条件下红外诱饵弹辐射强度随时间变化规律
    2.5 本章小结
第三章 机载红外诱饵弹三维模型的建立
    3.1 诱饵弹三维模型的主要结构
    3.2 诱饵弹球形火焰模型的仿真
    3.3 诱饵弹星芒与光晕效果的仿真
    3.4 诱饵弹拖尾烟雾的仿真
    3.5 诱饵弹动态三维模型的仿真
    3.6 本章小结
第四章 红外诱饵弹对机身蒙皮光照模型的建立
    4.1 红外诱饵弹对载机蒙皮辐射特性的影响
    4.2 光源模型的建立
    4.3 漫反射与朗伯反射体模型
    4.4 镜面反射与 Phone 模型
    4.5 双向反射分布函数(BRDF)光照模型
    4.6 红外诱饵弹光照模型的计算结果与分析
        4.6.1 距离 d 对光照效果的影响
        4.6.2 光源半径 R 对光照效果的影响
        4.6.3 反射率 C_λ 对光照效果的影响
        4.6.4 粗糙度因子 r 对光照效果的影响
        4.6.5 各向同性因子 p 对光照效果的影响
    4.7 本章小结
第五章 机载红外诱饵弹仿真软件的实现
    5.1 OGRE 渲染引擎介绍
        5.1.1 OGRE 渲染引擎的特点
        5.1.2 OGRE 渲染引擎的核心模块
    5.2 Cg 着色器语言介绍
    5.3 基于 OGRE 渲染引擎与 Cg 着色器语言的仿真流程
    5.4 仿真结果
        5.4.1 单发诱饵弹投放过程
        5.4.2 高温段红外诱饵弹仿真图像
        5.4.3 单发诱饵弹的连续投射
        5.4.4 多枚诱饵弹的同时投射
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作的不足与展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]地物环境对红外诱饵弹散射特性建模及仿真[J]. 郭冰涛,王晓蕊,黄曦,刘德连,柴国贝.  红外与激光工程. 2013(02)
[2]红外诱饵弹的视景仿真[J]. 郭亚峰,吴庆宪,姜长生.  电光与控制. 2012(07)
[3]三维渲染引擎OGRE与OSG的比较综述[J]. 金阳,张宣,李青元.  数字技术与应用. 2011(10)
[4]国内外红外面源诱饵弹的发展和试验方法研究[J]. 王继光,王敏帅,臧寿洪.  红外. 2011(10)
[5]红外诱饵辐射特性仿真技术研究[J]. 杨东升,戴冠中.  科学技术与工程. 2011(21)
[6]红外诱饵弹建模与视景仿真实现研究[J]. 金政芝,杜文红,王星,鲁磊.  弹箭与制导学报. 2010(06)
[7]红外诱饵弹干扰特性与仿真[J]. 王洪强,方洋旺,伍有利,曾宪伟.  火力与指挥控制. 2010(04)
[8]机载红外诱饵运动特性仿真技术研究[J]. 杨东升,慕德俊,戴冠中.  西北工业大学学报. 2009(06)
[9]机载红外诱饵弹干扰效果评估方法[J]. 胡一繁,宋笔锋,王旭,裴扬.  红外技术. 2009(03)
[10]红外诱饵弹最佳干扰方法研究[J]. 童中翔,刘鹏飞,王晓东,李传良.  系统仿真学报. 2009(01)

博士论文
[1]粒子系统理论及其在飞行模拟器实时视景仿真中的应用研究[D]. 陈蕾.吉林大学 2004

硕士论文
[1]动态红外诱饵弹仿真方法研究[D]. 张云哲.西安电子科技大学 2011



本文编号：3438617