計(jì)算電磁學(xué)-第八章-矩量法

第六章矩量法

矩量法是將待求的積分或微分問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)矩陣方程問題，借助于計(jì)算機(jī)，求得其數(shù)值解。R.F.Harrington對(duì)用矩量法求解電磁場(chǎng)問題做了全面和深入的分析，其經(jīng)典著作已于1968年出版。矩量法已成功地用于求解許多實(shí)際的電磁問題。本節(jié)主要介紹矩量法的基本原理，包括矩量法的求解步驟，基函數(shù)和權(quán)函數(shù)的選擇。

為最大可能地達(dá)到隱身效果，F(xiàn)—117A隱形戰(zhàn)機(jī)采用多面體外形設(shè)計(jì)。由于雷達(dá)探測(cè)范圍一般在飛機(jī)水平面上下30度的角度內(nèi)，因此F—117A的大多數(shù)表面與垂直面的夾角均大于30度，這樣可以把雷達(dá)波上下偏轉(zhuǎn)出去，以避開輻射源。另一方面，F(xiàn)—117A的前后緣被設(shè)計(jì)得尖銳筆直，機(jī)體表面其它邊緣設(shè)計(jì)成與主波束方向一致，對(duì)方雷達(dá)接收不到連續(xù)的信號(hào)，難以確定該飛機(jī)是一個(gè)實(shí)在目標(biāo)還是一種瞬變?cè)肼暋?/p>

F—117A隱形戰(zhàn)斗轟炸機(jī)的全動(dòng)V型尾翼和機(jī)翼均采用菱形翼剖面設(shè)計(jì)，2臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)裝入機(jī)體內(nèi)部，進(jìn)氣口采用特殊的復(fù)合材料格柵設(shè)計(jì)，可保證進(jìn)氣口對(duì)10長(zhǎng)或更長(zhǎng)的雷達(dá)波的隱身效果。這種格柵進(jìn)氣口同時(shí)還具有向發(fā)動(dòng)機(jī)提供均勻氣流的優(yōu)點(diǎn)，從而使F—117A更適應(yīng)大仰角和側(cè)滑飛行。

F—117A的發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口設(shè)計(jì)采用展向“開縫”式噴口設(shè)計(jì)，噴口下緣底面阻止紅外探測(cè)器及雷達(dá)從后面探測(cè)到渦輪部件。發(fā)動(dòng)機(jī)排出的氣流能夠與從發(fā)動(dòng)機(jī)旁經(jīng)過的冷空氣迅速混合，使排氣速下降到66攝氏度，這樣即可以有效地降低發(fā)動(dòng)機(jī)的紅外輻射特征。這種埋入式發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)及特殊的進(jìn)，排氣設(shè)計(jì)可有效降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲。

F—117A機(jī)體材料以鋁合金結(jié)構(gòu)為主，整體外表涂滿黑色的磁性鐵氧體雷達(dá)吸波材料，可以有效地吸收高頻率雷達(dá)波或低頻率雷達(dá)波，增強(qiáng)隱形效果。這些技術(shù)使F—117A的隱身效果極佳，雷達(dá)反射截面積僅0.001~0.01平方米。它可以在敵防空火力上空任何高度飛行，可以在高空借助機(jī)載激光器指示目標(biāo)并進(jìn)行轟炸。一般以7600米高度接近目標(biāo)，實(shí)施攻擊時(shí)，下降到1000米左右的高度，在水平飛行時(shí)進(jìn)行投彈攻擊。演飛中對(duì)紅外目標(biāo)的攻擊精度約為1米量級(jí)。F—117A采用有利于隱身的內(nèi)置式武器艙，彈艙長(zhǎng)5.18米，寬1.83米，可攜帶2枚908千克的BLU—109型激光制導(dǎo)炸彈或戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機(jī)使用的各種武器。武器載荷可達(dá)2270千克。炸彈由機(jī)頭座艙前下部安裝的激光照射器提供目標(biāo)指示。

其他分域基函數(shù)還有分段正弦函數(shù)、二次插值函數(shù)、正弦插值函數(shù)等。分域基具有“局部化”的特點(diǎn)，即其只在一個(gè)局部范圍內(nèi)不為零，其余為零。這樣，離散的節(jié)點(diǎn)值的變化將只直接影響到與其相銜接的子域，從而保證了當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)遞增時(shí)插