Бортовые оптико-электронные системы (стр. 5 )

При изменении атмосферного давления (например, с изменением высоты трассы) в качестве входного параметра в табл. 4 вместо значения действительной длины трассы L необходимо использовать значение эквивалентной длины трассы Lэкв, определяемое по выражению

Lэкв = L (Рдейст/Рст)1,5.

На больших высотах линии и полосы поглощения сужаются из-за уменьшения давления, т. е. пропускание увеличивается. Это учитывается расчетом эквивалентной длины трассы.

Таблица 4

Спектральные коэффициенты пропускания излучения

углекислым газом для горизонтальной трассы на уровне моря

λ, мкм	Протяженность трассы L, км
0,1	0,2	0,5	1	2	5	10	20	50	100	200
0,5…1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2…2,6 2,7 2,8 2,9 3,0…3,9 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 4,8 4,9 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4…6,9	1 1 0,996 0,999 0,996 1 1 1 0,978 0,998 1 0,799 0,871 0,997 1 0,998 0,983 0,673 0,098 0,481 0,957 0,995 0,995 0,976 0,975 0,999 1 0,986 0,997 1	1 1 0,995 0,999 0,995 1 1 1 0,969 0,997 1 0,718 0,804 0,995 1 0,997 0,975 0,551 0,016 0,319 0,949 0,993 0,993 0,966 0,964 0,998 0,999 0,980 0,995 1	1 1 0,992 0,998 0,992 1 1 1 0,951 0,996 1 0,569 0,695 0,993 1 0,996 0,961 0,445 0 0,115 0,903 0,989 0,989 0,945 0,943 0,997 0,999 0,968 0,993 1	1 0,999 0,988 0,998 0,990 0,999 1 0,999 0,931 0,994 1 0,419 0,578 0,990 1 0,994 0,944 0,182 0 0,026 0,863 0,985 0,985 0,922 0,920 0,995 0,998 0,955 0,989 1	1 0,999 0,984 0,997 0,984 0,999 1 0,999 0,903 0,992 1 0,253 0,432 0,985 1 0,991 0,921 0,059 0 0,002 0,807 0,978 0,978 0,891 0,886 0,994 0,998 0,936 0,984 1	1 0,999 0,975 0,995 0,975 0,999 1 0,999 0,847 0,987 1 0,071 0,215 0,977 1 0,986 0,876 0,003 0 0 0,699 0,966 0,966 0,828 0,822 0,990 0,996 0,899 0,976 1	1 0,998 0,964 0,993 0,964 0,998 1 0,998 0,785 0,982 1 0,011 0,079 0,968 1 0,980 0,825 0 0 0 0,585 0,951 0,951 0,759 0,750 0,986 0,994 0,857 0,966 1	1 0,997 0,949 0,990 0,949 0,997 1 0,997 0,699 0,974 1 0 0,013 0,954 1 0,971 0,755 0 0 0 0,439 0,931 0,931 0,664 0,652 0,979 0,992 0,799 0,951 1	1 0,996 0,919 0,984 0,919 0,996 1 0,996 0,541 0,959 1 0 0 0,927 1 0,955 0,622 0 0 0 0,222 0,891 0,891 0,492 0,468 0,968 0,988 0,687 0,923 1	1 0,994 0,885 0,976 0,885 0,994 1 0,994 0,387 0,942 1 0 0 0,898 1 0,937 0,485 0 0 0 0,084 0,845 0,845 0,331 0,313 0,954 0,9,84 0,569 0,891 1	1 0,992 0,838 0,967 0,838 0,992 1 0,992 0,221 0,919 1 0 0 0,855 1 0,911 0,322 0 0 0 0,014 0,783 0,783 0,169 0,153 0,935 0,976 0,420 0,846 1

Уменьшение температуры с ростом высоты также вызывает увеличение пропускания излучения, но им пренебрегают до определенных высот.

Кроме поглощения, лучистый поток рассеивается молекулами воздуха (молекулярное рассеяние) и различными частями в воздухе (аэрозольное рассеяние). Последнее в отличие от молекулярного рассчитать довольно сложно, т. к. необходимо знать количество, размеры, форму и состав вещества аэрозольных частиц, на которых происходит рассеяние излучения. Поэтому рассеяние лучистого потока учитывают на основании результатов экспериментальных исследований, которое показывают, что коэффициент τр пропускания атмосферой монохроматического лучистого потока, учитывающий молекулярное и аэрозольное рассеяния, зависит от длины волны излучения и метеорологической дальности видимости Lмв, а также от длины поглощающего слоя атмосферы L (км) и количества осажденной воды w (мм)

,

где τрэ - полученные экспериментально данные для трассы длиной 1,83 км при ω = 17 мм (рис. 6)

Рис.6 Экспериментальные значения коэффициента рассеяния атмосферы

Окончательное выражение для спектрального коэффициента пропускания атмосферы имеет вид:

τλн = τвп τуг τр.

Экспериментальная часть

Лабораторная работа № 1

Описание экспериментальной установки

В ходе эксперимента исследуется излучение модели АЧТ. Внутренняя полость представляет собой цилиндр глубиной 20 см и диаметром 8 см. Выходное отверстие регулируется по диаметру за счет смены калибровочных диафрагм от 0,3 до 10 мм. Температура внутренней полости может достигать величины 2000 К. Коэффициент поглощения внутренних стенок полости составляет 0,9.

АЧТ размещается на поворотном стенде, позволяющем определить направление с точностью до 1°.

Излучение АЧТ измеряется с помощью радиометра, на входе которого размещается объектив диаметром 10 см (рис.7).

Показания радиометра снимаются с индикатора, проградуированного в единицах падающего потока (Вт) . Расстояние D от выходного отверстия АЧТ до объектива радиометра выдерживается равным 2 м. Перед началом излучения АЧТ включением модели на индикаторе радиометра устанавливается нулевое значение.

Порядок выполнения лабораторной работы

1. Замерить температуру воздуха в месте расположения установки.

2. Для различных диафрагм модели АЧТ (не менее 3) при различных тем-пературах модели АЧТ произвести замеры потока, падающего на радиометр. При проведении эксперимента возможно использование его математической модели ЛР№1_ОЭС. Завести экспериментальные данные в табл.1.1, необходимые данные рассчитать.

3.Для заданных значений диафрагмы (минимальной) и температуры (мак-симальной) модели АЧТ, поворачивая стенд (шаг установить самостоятельно), произвести замеры освещенности радиометра. При проведении эксперимента возможно использование его математической модели ЛР№1_ОЭС. Эксперимен-тальные и расчетные данные занести в табл.1.2.

4.Для одного самостоятельно выбранного значения диафрагмы модели АЧТ произвести замеры потока на радиометре при различных значениях температуры модели в диапазоне от 900 до 2000 К (не менее 5 значений). При проведении эксперимента возможно использование его математической модели ЛР№1_ОЭС. Экспериментальные и расчетные данные занести в табл.1.3.

Таблица 1.1

Определение эффективного коэффициента модели АЧТ

Экспериментальные данные	Величина диафрагмы, мм
Температура АЧТ, К
Наружная температура, К
Поток излучения на радиометре, Вт
Поток излучения фона, Вт
Расчетные данные	Поток излучения модели АЧТ, Вт
Поток излучения АЧТ, Вт
Коэффициент модели АЧТ по данным эксперимента
Коэффициент модели АЧТ по выражению (10)
Коэффициент модели АЧТ по выражению (12)

Таблица 1.2