計算電磁學(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)化為一個矩陣方程問題，借助于計算機，求得其數(shù)值解。R.F.Harrington對用矩量法求解電磁場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。

為最大可能地達到隱身效果，F(xiàn)—117A隱形戰(zhàn)機采用多面體外形設(shè)計。由于雷達探測范圍一般在飛機水平面上下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)計得尖銳筆直，機體表面其它邊緣設(shè)計成與主波束方向一致，對方雷達接收不到連續(xù)的信號，難以確定該飛機是一個實在目標還是一種瞬變噪聲。

F—117A隱形戰(zhàn)斗轟炸機的全動V型尾翼和機翼均采用菱形翼剖面設(shè)計，2臺發(fā)動機裝入機體內(nèi)部，進氣口采用特殊的復(fù)合材料格柵設(shè)計，可保證進氣口對10長或更長的雷達波的隱身效果。這種格柵進氣口同時還具有向發(fā)動機提供均勻氣流的優(yōu)點，從而使F—117A更適應(yīng)大仰角和側(cè)滑飛行。

F—117A的發(fā)動機尾噴口設(shè)計采用展向“開縫”式噴口設(shè)計，噴口下緣底面阻止紅外探測器及雷達從后面探測到渦輪部件。發(fā)動機排出的氣流能夠與從發(fā)動機旁經(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)動機的紅外輻射特征。這種埋入式發(fā)動機設(shè)計及特殊的進，排氣設(shè)計可有效降低發(fā)動機噪聲。

F—117A機體材料以鋁合金結(jié)構(gòu)為主，整體外表涂滿黑色的磁性鐵氧體雷達吸波材料，可以有效地吸收高頻率雷達波或低頻率雷達波，增強隱形效果。這些技術(shù)使F—117A的隱身效果極佳，雷達反射截面積僅0.001~0.01平方米。它可以在敵防空火力上空任何高度飛行，可以在高空借助機載激光器指示目標并進行轟炸。一般以7600米高度接近目標，實施攻擊時，下降到1000米左右的高度，在水平飛行時進行投彈攻擊。演飛中對紅外目標的攻擊精度約為1米量級。F—117A采用有利于隱身的內(nèi)置式武器艙，彈艙長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)斗機使用的各種武器。武器載荷可達2270千克。炸彈由機頭座艙前下部安裝的激光照射器提供目標指示。

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，即其只在一個局部范圍內(nèi)不為零，其余為零。這樣，離散的節(jié)點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)點數(shù)遞增時插