CN115639166A - 发动机尾喷流近场大气透过率计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发动机尾喷流近场大气透过率计算方法，主要包括采用光谱辐射计分别测量黑体的近距黑体辐射亮度、发动机尾喷流近场距离黑体辐射亮度；计算实测辐射亮度大气透过率；在发动机开车前和发动机开车后，分别采集发动机尾喷流近场范围内的大气相关参数；计算开车前、开车后测量大气相关参数大气透过率；计算发动机尾喷流近场大气透过率。本发明方法对发动机尾喷流近场区域进行分段处理，测量每段内的大气相关参数，利用CART软件计算非均匀大气的透过率；采用试验测量和软件计算相结合的方法，利用得到的大气散射透过率和大气吸收透过率影响，获取高精度发动机尾喷流后的大气透过率。

Description

发动机尾喷流近场大气透过率计算方法

技术领域

本发明属于红外辐射探测技术领域，具体涉及一种发动机尾喷流近场大气透过率计算方法。

背景技术

研究发动机尾喷流的红外辐射特征对于发动机隐身有重要作用，而发动机尾喷流发出的红外辐射到被探测系统接收到，需要经过大气的衰减，衰减的程度用大气透过率来衡量。大气透过率主要由大气吸收透过率、大气散射透过率以及气候条件综合因素所引起。在大气吸收透过率中，产生影响的因素主要包括二氧化碳、水汽的浓度以及大气的温度和压力。大气散射主要为气溶胶的散射影响。气候条件主要表现为当地以及当时的天气状况。

在《科技视界》期刊2015年第19期，欧阳艺的论文《红外辐射大气透过率测量方法研究》提出了一种大气透过率的外场测试方法，该方法针对测试场条件下通过多段测量能够提高大气透过率测试的精度。但该测试方法是针对均匀平静大气进行测试，当发动机开车时，在发动机尾喷流处的近场区域为复杂气象环境，同时发动机尾喷流产生的辐射会混淆黑体的目标辐射，从而导致实验测量误差的出现，因此不能在发动机尾喷流后用试验测量的方法准确得到相应路径上的大气透过率。

在《红外与激光工程》期刊2012年，第41卷第12期，魏合理的论文《通用大气辐射传输软件(CATR)及其应用》中对通用大气辐射传输计算软件进行介绍，该软件可用于可见光到红外波段的大气光谱透过率和大气背景辐射计算，通过测量当前静态大气条件下大气参数输入到软件当中，可计算得到相应的结果。该软件经过实际的验证结果表明了其准确性，能满足均匀大气条件下的透过率计算。但当发动机工作时，尾喷流近场处将产生大量的二氧化碳、水汽并改变尾喷流附近大气的温度以及气压，路径上的大气将不再为均匀大气，采用该软件无法直接进行非均匀大气的计算。

发明内容

为了克服发动机尾喷流近场大气透过率计算过程中存在的近场大气条件剧烈变化，从而导致测量误差较大的不足，本发明公开了一种发动机尾喷流近场大气透过率计算方法。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种发动机尾喷流近场大气透过率计算方法，包括如下步骤：

步骤1，测量黑体辐射亮度

以标准黑体为辐射源，采用光谱辐射计分别测量发动机尾喷流近场范围内黑体的近距黑体辐射亮度L₁和发动机尾喷流近场距离黑体辐射亮度L₂。

步骤2，计算实测辐射亮度大气透过率

由步骤1得到的近距黑体辐射亮度L₁和发动机尾喷流近场距离黑体辐射亮度L₂，通过普朗克公式联立计算得出发动机尾喷流近场范围X₂内实测辐射亮度大气透过率。即发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间的实测辐射亮度大气透过率τ₁。

步骤3，采集大气相关参数

利用大气参数测量装置，在发动机开车前和发动机开车后，分别采集发动机尾喷流近场范围内的大气相关参数，大气相关参数包括大气温度、大气压力、二氧化碳浓度、水汽相对湿度。

步骤4，计算开车前测量大气相关参数大气透过率和开车后测量大气相关参数大气透过率

开车前测量大气相关参数大气透过率计算

依据步骤3测量得到的开车前发动机尾喷流近场范围内各点处的大气温度T₁、大气压力P₁、二氧化碳浓度k₁、水汽相对湿度h₁，采用软件CART计算得出发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间在开车前的大气透过率，即为发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间开车前测量大气相关参数大气透过率τ₂。

开车后测量大气相关参数大气透过率计算

依据步骤3测量得到的在开车后发动机尾喷流近场范围内测量点的大气温度T_3nθ、大气压力P_3nθ、二氧化碳浓度k_3nθ、水汽相对湿度h_3nθ，采用软件CART计算得出发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间在开车后的大气透过率，即为发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间开车后测量大气相关参数大气透过率τ_3θ。

开车后测量大气相关参数大气透过率τ_3θ与测量点设置的密度相关，设置越多，计算结果越精确。开车后测量大气相关参数大气透过率τ_3θ等于自端点开始至第m点位置相邻测量点两两之间大气透过率的乘积。

步骤5，计算发动机尾喷流近场大气透过率

由朗伯比尔定律可知，可以将大气透过率的影响因素分为大气吸收透过率以及大气散射透过率。因此，大气透过率可以表示为：

τ＝τ_α·τ_s (5)

式(5)中，τ为大气透过率，τ_α为大气吸收透过率，τ_s为大气散射透过率。

依据式(5)，将发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间的实测辐射亮度大气透过率τ₁、开车前测量大气相关参数大气透过率τ₂、开车后测量大气相关参数大气透过率τ_3θ分别分解为：

τ₁＝τ_α1·τ_s1 (6)

τ₂＝τ_α2·τ_s2 (7)

τ_3θ＝τ_α3θ·τ_s3θ (8)

式(6)中，τ_α1为实测辐射亮度大气吸收透过率、τ_s1为实测辐射亮度大气散射透过率；

式(7)中，τ_α2为开车前测量大气相关参数大气吸收透过率、τ_s2为开车前测量大气相关参数大气散射透过率；

式(8)中，τ_α3θ为开车后测量大气相关参数大气吸收透过率、τ_s3θ为开车后测量大气相关参数大气散射透过率。

由于τ₁、τ₂、τ_3θ分别为不同条件下的发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间的大气透过率，因此，可以设定：

τ_α1＝τ_α2 (9)

τ_s2＝τ_s3θ (10)

发动机尾喷流近场大气透过率τ_3θ’由式(11)计算得出：

τ_3θ'＝τ_α3θ·τ_s1 (11)

联立式(6)至式(11)，得到发动机尾喷流近场大气透过率τ_3θ’计算公式如下：

式(12)为修正的开车后测量大气相关参数大气透过率，即为发动机尾喷流近场大气透过率。

上述的发动机尾喷流近场大气透过率计算方法，所述步骤1进一步包括：

在发动机开车前，将黑体置于发动机尾喷口处，黑体辐射面与发动机喷口相背。

首先，测量近距黑体辐射亮度L₁。使光谱辐射计至黑体辐射面的距离为X₁，X₁＝0.05m～0.20m；调节光谱辐射计的镜头方位角度，使黑体辐射面充满光谱辐射计视场；黑体温度由环境温度逐渐升高，黑体温度升高至T₁，T₁＝100℃～200℃，黑体温度T₁达到稳定时，利用光谱辐射计采集黑体的辐射亮度，即为近距黑体辐射亮度L₁。

其次，测量发动机尾喷流近场距离黑体辐射亮度L₂。保持黑体位置与温度不变，移动光谱辐射计，使得黑体辐射面与光谱辐射计之间的距离为发动机尾喷流近场距离X₂，即发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间的距离，X₂＝100m～200m；调节光谱辐射计的镜头方位角度，使黑体辐射面充满光谱辐射计视场，利用光谱辐射计采集黑体的光谱辐射亮度，即为发动机尾喷流近场距离黑体辐射亮度L₂。

得到，黑体温度T₁时，近距黑体辐射亮度L₁、以及发动机尾喷流近场距离黑体辐射亮度L₂。

上述的发动机尾喷流近场大气透过率计算方法，所述步骤2进一步包括：

由普朗克公式可得，近距黑体辐射亮度L₁和发动机尾喷流近场距离黑体辐射亮度L₂计算公式为：

式(1)中，a₁、a₂为辐射常数，a₁＝3.7415×10⁸W·μm/m²、a₂＝1.43879×10⁴μm·K；ε为黑体的发射率，T₁为黑体的温度，λ为波长，λ₁为波段的最小值为3μm、λ₂为波段的最大值为5μm。τ_x1为光谱辐射计至黑体辐射面之间为近距X₁时的大气透过率，即实测近距大气透过率，τ_x1＝1。

式(2)中，τ_x2为光谱辐射计至黑体辐射面之间为发动机尾喷流近场距离X₂时的大气透过率，即发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间的大气透过率，亦即尾喷流近场实测辐射亮度大气透过率。

式(1)、式(2)联立可得：

将尾喷流近场大气透过率τ_x2称为实测辐射亮度大气透过率，记为τ₁，即：

得到实测辐射亮度大气透过率τ₁。即为通过辐射亮度计算得到的发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间的实测辐射亮度大气透过率τ1。

上述的发动机尾喷流近场大气透过率计算方法，所述步骤3进一步包括：

使用m台大气参数测量装置采集大气相关参数，m＝4～8台，大气参数测量装置的设置以发动机喷口中心为端点，以发动机尾喷流近场边界点为范围，m台大气参数测量装置的连线为直线，直线的延长线穿过发动机喷口中心，即穿过端点，第m台位于发动机尾喷流近场边界点上。自端点位置的大气参数测量装置开始进行编号，编号分别为第1台、第2台、第3台、…、第m台；大气参数测量装置的连线与发动机尾喷流中心线之间的夹角为θ，θ＝0～90°。

将第1台、第2台、第3台、…、第m台测量的大气相关参数分别按不同下标区分，下标依次记为nθ，其中，n＝1，2，3，...，m。

发动机开车前，m台大气参数测量装置采集的大气相关参数分别记为：大气温度T₂、大气压力P₂、二氧化碳浓度k₂、水汽相对湿度h₂。

发动机开车并稳定后，发动机尾喷流近场范围内的大气相关参数与喷口至尾喷流近场边界点连线和尾喷流中心线之间的夹角θ相关，自喷口开始至尾喷流近场边界点在θ角直线上各测量点的大气相关参数分别记为大气温度T_3nθ、大气压力P_3nθ、二氧化碳浓度k_3nθ、水汽相对湿度h_3nθ。

本发明的有益效果是：

一种发动机尾喷流近场大气透过率计算方法，对发动机尾喷流后的近场区域进行分段处理，使用大气参数测量装置测量得到每段内的二氧化碳、水汽、大气温度和大气压力这些大气参数，从而使得大气透过率软件可以计算非均匀大气的透过率，该处理方法适用于发动机尾喷流后的大气透过率计算。

本发明方法，针对发动机尾喷流近场大气参数变化剧烈，大气条件复杂，大气透过率测量以及计算困难的问题，提出发动机尾喷流近场大气透过率计算方法。针对发动机开车时无法在尾喷流处放置黑体进行试验测量得到大气透过率，提出一方面开车前对黑体进行测量从而得到正常大气时的透过率，另一方面测量得到发动机开车前后的大气相关参数从而计算得到相应的大气透过率。通过试验测量和软件计算相结合的方法，利用实验测量得出大气散射和气候的衰减影响，利用测量大气参数使用软件进行计算的方法得到大气吸收的影响，将这两部分的影响综合起来，从而获取高精度发动机尾喷流后的大气透过率。

具体实施方式

实施例

一种发动机尾喷流近场大气透过率计算方法，包括如下步骤：

步骤1，测量黑体辐射亮度

以标准黑体为辐射源，采用光谱辐射计分别测量发动机尾喷流近场范围内黑体的近距黑体辐射亮度L₁和发动机尾喷流近场距离黑体辐射亮度L₂。

发动机开车前，发动机尾喷流近场范围内的大气为均匀分布，其大气参数与所处位置无关；发动机开车后，发动机尾喷流近场范围内的大气受发动机尾喷流影响，发动机尾喷流近场范围内各处的大气参数与所处位置相关，大气参数分布具有一定的规律。

在发动机开车前，将黑体置于发动机尾喷口处，黑体辐射面与发动机喷口相背。

首先，测量近距黑体辐射亮度L₁。使光谱辐射计至黑体辐射面的距离为X₁，X₁＝0.05m～0.20m；调节光谱辐射计的镜头方位角度，使黑体辐射面充满光谱辐射计视场；黑体温度由环境温度逐渐升高，黑体温度升高至T₁，T₁＝100℃～200℃，黑体温度T₁达到稳定时，利用光谱辐射计采集黑体的辐射亮度，即为近距黑体辐射亮度L₁。

其次，测量发动机尾喷流近场距离黑体辐射亮度L₂。保持黑体位置与温度不变，移动光谱辐射计，使得黑体辐射面与光谱辐射计之间的距离为发动机尾喷流近场距离X₂，即发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间的距离，X₂＝100m～200m；调节光谱辐射计的镜头方位角度，使黑体辐射面充满光谱辐射计视场，利用光谱辐射计采集黑体的光谱辐射亮度，即为发动机尾喷流近场距离黑体辐射亮度L₂。

得到，黑体温度T₁时，近距黑体辐射亮度L₁以及发动机尾喷流近场距离黑体辐射亮度L₂。

步骤2，计算实测辐射亮度大气透过率

由步骤1得到的近距黑体辐射亮度L₁和发动机尾喷流近场距离黑体辐射亮度L₂，通过普朗克公式联立计算得出发动机尾喷流近场范围X₂内实测辐射亮度大气透过率。即发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间的实测辐射亮度大气透过率τ₁。

由普朗克公式可得，近距黑体辐射亮度L₁和发动机尾喷流近场距离黑体辐射亮度L₂计算公式为：

式(1)中，a₁、a₂为辐射常数，a₁＝3.7415×10⁸W·μm/m²、a₂＝1.43879×10⁴μm·K；ε为黑体的发射率，T₁为黑体的温度，λ为波长，λ₁为波段的最小值为3μm、λ₂为波段的最大值为5μm。τ_x1为光谱辐射计至黑体辐射面之间为近距X₁时的大气透过率，即实测近距大气透过率，τ_x1＝1。

式(2)中，τ_x2为光谱辐射计至黑体辐射面之间为发动机尾喷流近场距离X₂时的大气透过率，即发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间的大气透过率，亦即尾喷流近场实测辐射亮度大气透过率。

式(1)、式(2)联立可得：

将尾喷流近场大气透过率τ_x2称为实测辐射亮度大气透过率，记为τ₁，即：

得到实测辐射亮度大气透过率τ₁。即为通过辐射亮度计算得到的发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间的实测辐射亮度大气透过率τ₁。

步骤3，采集大气相关参数

利用大气参数测量装置，在发动机开车前和发动机开车后，分别采集发动机尾喷流近场范围内的大气相关参数，大气相关参数包括大气温度、大气压力、二氧化碳浓度、水汽相对湿度。

使用m台大气参数测量装置采集大气相关参数，m＝4～8台，大气参数测量装置的设置以发动机喷口中心为端点，以发动机尾喷流近场边界点为范围，m台大气参数测量装置的连线为直线，直线的延长线穿过发动机喷口中心，即穿过端点，第m台位于发动机尾喷流近场边界点上。自端点位置的大气参数测量装置开始进行编号，编号分别为第1台、第2台、第3台、…、第m台；大气参数测量装置的连线与发动机尾喷流中心线之间的夹角为θ，θ＝0～90°。

将第1台、第2台、第3台、…、第m台测量的大气相关参数分别按不同下标区分，下标依次记为nθ，其中，n＝1，2，3，...，m。

发动机开车前，发动机尾喷流近场范围内各点处的大气相关参数为均匀分布，即m台大气参数测量装置采集的大气温度相同、大气压力相同、二氧化碳浓度相同、水汽相对湿度相同，分别记为：大气温度T₂、大气压力P₂、二氧化碳浓度k₂、水汽相对湿度h₂。

发动机开车并稳定后，发动机尾喷流近场范围内的大气相关参数在不同位置为非均匀分布，但是，自喷口至尾喷流近场边界点直线上相同距离路径上的大气参数，仅与喷口至尾喷流近场边界点连线和尾喷流中心线之间的夹角θ相关，即在某一夹角θ的直线上，在距喷口相同距离内，其大气相关参数相同，同理，其路径上的大气透过率也相同。自喷口开始至尾喷流近场边界点在θ角直线上各测量点的大气相关参数分别记为大气温度T_3nθ、大气压力P_3nθ、二氧化碳浓度k_3nθ、水汽相对湿度h_3nθ。

表1

	实施例1	实施例2	实施例3
				X<sub>1</sub>/m	0.05	0.10	0.20
T<sub>1</sub>/℃	100	150	200
				X<sub>2</sub>/m	100	150	200
m/个	4	6	8
				θ/°	0	30	90

步骤4，计算开车前测量大气相关参数大气透过率和开车后测量大气相关参数大气透过率

开车前测量大气相关参数大气透过率计算

依据步骤3测量得到的开车前发动机尾喷流近场范围内各点处的大气温度T₁、大气压力P₁、二氧化碳浓度k₁、水汽相对湿度h₁，采用软件CART计算得出发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间在开车前的大气透过率，即为发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间开车前测量大气相关参数大气透过率τ₂。

开车后测量大气相关参数大气透过率计算

依据步骤3测量得到的在开车后发动机尾喷流近场范围内测量点的大气温度T_3nθ、大气压力P_3nθ、二氧化碳浓度k_3nθ、水汽相对湿度h_3nθ，采用软件CART计算得出发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间在开车后的大气透过率，即为发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间开车后测量大气相关参数大气透过率τ_3θ。

开车后测量大气相关参数大气透过率τ_3θ与测量点设置的密度相关，设置越多，计算结果越精确。开车后测量大气相关参数大气透过率τ_3θ等于自端点开始至第m点位置相邻测量点两两之间大气透过率的乘积。

步骤5，计算发动机尾喷流近场大气透过率

由朗伯比尔定律可知，可以将大气透过率的影响因素分为大气吸收透过率以及大气散射透过率。因此，大气透过率可以表示为：

τ＝τ_α·τ_s (5)

式(5)中，τ为大气透过率，τ_α为大气吸收透过率，τ_s为大气散射透过率。

依据式(5)，将发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间的实测辐射亮度大气透过率τ₁、开车前测量大气相关参数大气透过率τ₂、开车后测量大气相关参数大气透过率τ_3θ分别分解为：

τ₁＝τ_α1·τ_s1 (6)

τ₂＝τ_α2·τ_s2 (7)

τ_3θ＝τ_α3θ·τ_s3θ (8)

式(6)中，τ_α1为实测辐射亮度大气吸收透过率、τ_s1为实测辐射亮度大气散射透过率；

式(7)中，τ_α2为开车前测量大气相关参数大气吸收透过率、τ_s2为开车前测量大气相关参数大气散射透过率；

式(8)中，τ_α3θ为开车后测量大气相关参数大气吸收透过率、τ_s3θ为开车后测量大气相关参数大气散射透过率。

由于τ₁、τ₂、τ_3θ分别为不同条件下的发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间的大气透过率，因此，可以设定：

τ_α1＝τ_α2 (9)

τ_s2＝τ_s3θ (10)

开车后测量大气相关参数大气透过率τ_3θ与测量点设置的数量相关，测量点设置越多，计算得到的τ_3θ越精确。τ_3θ的值与其真实值的差值主要在于气溶胶的散射，τ_s1反映了真实大气环境下大气散射透过率，τ_α3θ反映了发动机开车后大气参数变化引起的大气吸收透过率。将两者组合起来，按式(11)对τ_3θ进行修正，得到发动机尾喷流近场大气透过率τ_3θ’。

τ_3θ'＝τ_α3θ·τ_s1 (11)

联立式(6)至式(11)，得到：

式(12)为修正的开车后测量大气相关参数大气透过率，即为发动机尾喷流近场大气透过率。

Claims (4)

1.一种发动机尾喷流近场大气透过率计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，测量黑体辐射亮度：

以标准黑体为辐射源，采用光谱辐射计分别测量发动机尾喷流近场范围内黑体的近距黑体辐射亮度L₁和发动机尾喷流近场距离黑体辐射亮度L₂；

步骤2，计算实测辐射亮度大气透过率：

由步骤1得到的近距黑体辐射亮度L₁和发动机尾喷流近场距离黑体辐射亮度L₂，通过普朗克公式联立计算得出发动机尾喷流近场范围X₂内实测辐射亮度大气透过率；即发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间的实测辐射亮度大气透过率τ₁；

步骤3，采集大气相关参数：

利用大气参数测量装置，在发动机开车前和发动机开车后，分别采集发动机尾喷流近场范围内的大气相关参数，大气相关参数包括大气温度、大气压力、二氧化碳浓度、水汽相对湿度；

步骤4，计算开车前测量大气相关参数大气透过率和开车后测量大气相关参数大气透过率：

开车前测量大气相关参数大气透过率计算：

依据步骤3测量得到的开车前发动机尾喷流近场范围内各点处的大气温度T₁、大气压力P₁、二氧化碳浓度k₁、水汽相对湿度h₁，采用软件CART计算得出发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间在开车前的大气透过率，即为发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间开车前测量大气相关参数大气透过率τ₂；

开车后测量大气相关参数大气透过率计算：

依据步骤3测量得到的在开车后发动机尾喷流近场范围内测量点的大气温度T_3nθ、大气压力P_3nθ、二氧化碳浓度k_3nθ、水汽相对湿度h_3nθ，采用软件CART计算得出发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间在开车后的大气透过率，即为发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间开车后测量大气相关参数大气透过率τ_3θ；

开车后测量大气相关参数大气透过率τ_3θ等于自端点开始至第m点位置相邻测量点两两之间大气透过率的乘积；

步骤5，计算发动机尾喷流近场大气透过率：

由朗伯比尔定律可知，可以将大气透过率的影响因素分为大气吸收透过率以及大气散射透过率；因此，大气透过率可以表示为：

τ＝τ_α·τ_s (5)

式(5)中，τ为大气透过率，τ_α为大气吸收透过率，τ_s为大气散射透过率；

依据式(5)，将发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间的实测辐射亮度大气透过率τ₁、开车前测量大气相关参数大气透过率τ₂、开车后测量大气相关参数大气透过率τ_3θ分别分解为：

τ₁＝τ_α1·τ_s1 (6)

τ₂＝τ_α2·τ_s2 (7)

τ_3θ＝τ_α3θ·τ_s3θ (8)

式(6)中，τ_α1为实测辐射亮度大气吸收透过率、τ_s1为实测辐射亮度大气散射透过率；

式(7)中，τ_α2为开车前测量大气相关参数大气吸收透过率、τ_s2为开车前测量大气相关参数大气散射透过率；

式(8)中，τ_α3θ为开车后测量大气相关参数大气吸收透过率、τ_s3θ为开车后测量大气相关参数大气散射透过率；

由于τ₁、τ₂、τ_3θ分别为不同条件下的发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间的大气透过率，因此，可以设定：

τ_α1＝τ_α2 (9)

τ_s2＝τ_s3θ (10)

发动机尾喷流近场大气透过率τ_3θ’由式(11)计算得出：

τ_3θ'＝τ_α3θ·τ_s1 (11)

联立式(6)至式(11)，得到发动机尾喷流近场大气透过率τ_3θ’计算公式如下：

2.根据权利要求1所述的发动机尾喷流近场大气透过率计算方法，其特征在于，所述步骤1进一步包括：

在发动机开车前，将黑体置于发动机尾喷口处，黑体辐射面与发动机喷口相背；

首先，测量近距黑体辐射亮度L₁；使光谱辐射计至黑体辐射面的距离为X₁，X₁＝0.05m～0.20m；调节光谱辐射计的镜头方位角度，使黑体辐射面充满光谱辐射计视场；黑体温度由环境温度逐渐升高，黑体温度升高至T₁，T₁＝100℃～200℃，黑体温度T₁达到稳定时，利用光谱辐射计采集黑体的辐射亮度，即为近距黑体辐射亮度L₁；

其次，测量发动机尾喷流近场距离黑体辐射亮度L₂；保持黑体位置与温度不变，移动光谱辐射计，使得黑体辐射面与光谱辐射计之间的距离为发动机尾喷流近场距离X₂，即发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间的距离，X₂＝100m～200m；调节光谱辐射计的镜头方位角度，使黑体辐射面充满光谱辐射计视场，利用光谱辐射计采集黑体的光谱辐射亮度，即为发动机尾喷流近场距离黑体辐射亮度L₂；

得到，黑体温度T₁时，近距黑体辐射亮度L₁、以及发动机尾喷流近场距离黑体辐射亮度L₂。

3.根据权利要求1所述的发动机尾喷流近场大气透过率计算方法，其特征在于，所述步骤2进一步包括：

由普朗克公式可得，近距黑体辐射亮度L₁和发动机尾喷流近场距离黑体辐射亮度L₂计算公式为：

式(1)中，a₁、a₂为辐射常数，a₁＝3.7415×10⁸W·μm/m²、a₂＝1.43879×10⁴μm·K；ε为黑体的发射率，T₁为黑体的温度，λ为波长，λ₁为波段的最小值为3μm、λ₂为波段的最大值为5μm；τ_x1为光谱辐射计至黑体辐射面之间为近距X₁时的大气透过率，即实测近距大气透过率，τ_x1＝1；

式(2)中，τ_x2为光谱辐射计至黑体辐射面之间为发动机尾喷流近场距离X₂时的大气透过率，即发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间的大气透过率，亦即尾喷流近场实测辐射亮度大气透过率；

式(1)、式(2)联立可得：

将尾喷流近场大气透过率τ_x2称为实测辐射亮度大气透过率，记为τ₁，即：

得到实测辐射亮度大气透过率τ₁；即为通过辐射亮度计算得到的发动机喷口中心点到发动机尾喷流近场范围边界点之间的实测辐射亮度大气透过率τ₁。

4.根据权利要求1所述的发动机尾喷流近场大气透过率计算方法，其特征在于，所述步骤3进一步包括：

使用m台大气参数测量装置采集大气相关参数，m＝4～8台，大气参数测量装置的设置以发动机喷口中心为端点，以发动机尾喷流近场边界点为范围，m台大气参数测量装置的连线为直线，直线的延长线穿过发动机喷口中心，即穿过端点，第m台位于发动机尾喷流近场边界点上；自端点位置的大气参数测量装置开始进行编号，编号分别为第1台、第2台、第3台、…、第m台；大气参数测量装置的连线与发动机尾喷流中心线之间的夹角为θ，θ＝0～90°；

将第1台、第2台、第3台、…、第m台测量的大气相关参数分别按不同下标区分，下标依次记为nθ，其中，n＝1，2，3，...，m；

发动机开车前，m台大气参数测量装置采集的大气相关参数分别记为：大气温度T₂、大气压力P₂、二氧化碳浓度k₂、水汽相对湿度h₂；

发动机开车并稳定后，发动机尾喷流近场范围内的大气相关参数与喷口至尾喷流近场边界点连线和尾喷流中心线之间的夹角θ相关，自喷口开始至尾喷流近场边界点在θ角直线上各测量点的大气相关参数分别记为大气温度T_3nθ、大气压力P_3nθ、二氧化碳浓度k_3nθ、水汽相对湿度h_3nθ。