烧蚀效应是高超声速飞行器目标特性分析评估中的重要问题之一。基于高温反应气体动力学方程与辐射输运方程，建立了飞行器表面防热材料热化学烧蚀流场及其红外辐射特性的计算模型和方法。以钝锥体弹头外形及其表面防热材料碳-碳为对象，研究了材料烧蚀效应对再入目标流场红外辐射特性的影响，分析了再入体烧蚀流场及尾流在不同波段红外辐射的分布特征和变化规律。研究发现：典型状态计算结果与试验测量及文献预测结果一致，表明烧蚀流场及红外辐射模型和方法的可行性；材料热化学烧蚀现象对再入流场红外辐射特性产生严重影响，使3~8 μm波段尾流积分辐射强度增加一个量级以上，并随着尾流长度增加而增大；烧蚀流场红外辐射主要来自CO、NO和CO₂等化学组分，烧蚀对1~3 μm波段流场红外辐射影响相对较弱；再入速度不变情况下，烧蚀流场在3~8 μm波段红外辐射强度随再入高度降低而增强；再入高度不变情况下，烧蚀流场在同样波段红外辐射强度随着再入速度减小而减弱。

喷流反作用控制系统（Reaction Control System, RCS）热喷高温燃气辐射效应对飞行器光学探测跟踪具有重要影响。基于谱带辐射模型，通过求解带化学反应源项的三维Navier-Stokes方程和辐射传输方程，对高超声速飞行器喷流反作用控制系统热喷干扰流场及其红外辐射特性进行了数值模拟，分析了二次燃烧效应、不同飞行条件以及不同观测角度对流场红外辐射特性的影响。研究表明：典型状态喷流辐射计算与实验测量结果一致，流场与红外辐射数值方法具有较好的适应性；飞行器RCS工作所形成热喷干扰流场的红外辐射，主要由喷流燃气中的CO₂和H₂O组分贡献，其中CO₂对辐射的贡献更大，流场中二次燃烧效应对流场辐射强度有显著影响，在20 km高度下可使流场辐射强度提高一倍以上；随着马赫数/高度的增加，流场辐射强度均呈现先略有减小，后增大的趋势，随着高度增加，二次燃烧效应对流场辐射强度的影响明显减弱；由飞行器RCS工作引起的辐射增量十分显著，俯视观测以及3~5 μm波段的目标辐射强度最大。文中的研究结果可为飞行器探测跟踪提供参考。

弹道导弹发射阶段发动机尾焰中的H2O、CO2等大量高温气体组分和弹头再入段高温气体流场以及受气动加热的本体均产生强烈的红外辐射，是红外预警、跟踪、制导的重要信号。针对印度烈火-Ⅱ导弹，开展其助推段和再入段的辐射特性计算分析。从窄带辐射模型出发，考虑流场中重要气体组分的红外辐射机制，建立高温气体组分光谱参数的计算方法，发展了目标红外辐射特性计算软件。根据助推段火箭发动机尾焰流场和再入段流场的数值模拟的物理化学参数，利用所发展的辐射计算软件，计算分析了烈火-Ⅱ导弹助推段和再入段典型状态的红外辐射特性，可以为针对烈火导弹的预警、反导提供参考。