「精密ガイド」科学万華鏡（56）戦闘機の尾部ノズルを「冷却」する方法

空対空ミサイルの標的は主に各種戦闘機です。航空機の赤外線放射源は、主にエンジン尾部ノズル、排気流、外皮の 3 つの部分で構成されます。特定の角度で航空機の外皮から反射される太陽放射も、大きな放射源となります。

物体の表面温度が高くなるほど、赤外線エネルギーのピーク波長は短くなります。航空機の赤外線放射源としては、エンジン尾部ノズルの温度が最も高く、排気ガス流の温度が次に高く、外皮温度が最も低くなります。したがって、尾部ノズルからの赤外線のピーク波長は最も短く、皮膚からの赤外線のピーク波長は最も長くなります。

空対空ミサイルの赤外線誘導システムは、目標と背景の間の赤外線放射の差を利用して目標を検出し、目標を追跡し、情報を測定します。

エンジンのテールノズルは強力な赤外線放射源であり、その温度は一般に 400℃ から 1000℃ の範囲です。尾部ノズルの最も高温の部分の放射強度は、一般に短波赤外線と中波赤外線の帯域に集中しています。赤外線空対空ミサイルの挑戦に対応するため、一部の戦闘機は赤外線ステルス技術を採用しており、主に熱抑制によって赤外線放射の強度を低下させ、機体構造部品を使用してより大きな観測角度で尾部ノズルをブロックするなどしている。米国のF-117戦闘機は狭いスロット型のデュアル尾部ノズルを使用し、米国のB-2爆撃機は「ビーバーテール」形状の尾部ノズルを使用し、米国のF-22ステルス戦闘機とF-35ステルス戦闘機はすべて蝶形の尾翼を使用して尾部ノズルをブロックしている。

排気ガスの流れは赤外線放射のもう一つの主要な発生源であり、その温度は排気ノズルの温度の約 85% です。排気ガスの赤外線は主に中赤外線帯に集中しています。赤外線空対空ミサイルに対処するために、戦闘機が使用する主な熱抑制方法は、排気流に冷たい空気を導入して排気流の温度を下げることです。

皮膚放射は、空力加熱とエンジンの局所的な熱伝導によって生成されます。飛行速度が速いほど、皮膚温度が高くなります。皮膚放射線は一般に長波長帯で最も強くなります。 （出典：国防科学技術大学「科学普及中国」共同建設基地）