книги из ГПНТБ / Колодочка А.С. Метеорологические условия стрельбы артиллерии учебное пособие

мощи карты и теодолита определяют на местности поправку для перехода от магнитных азимутов к дирекционным углам ( \А т). Кроме того, при помощи мерной ленты и теодолитов для каждой шаропилотной базы определяют: длину базы (b) в метрах, дирекционный угол базы (аь) в градусах и превышение (Л) второго теодолитного пункта над первым в метрах.

При ограниченных сроках на подготовку первого зондирования топографическую подготовку запасной, а в некоторых случаях и ос­ новной шаропилотной базы производят в процессе или по оконча­ нии зондирования.

Поправка для перехода к дерекционным углам обычно опре­ деляется после перемещения артиллерийского метеорологиче­ ского взвода в новый район работы на расстояние не менее 50 км.

к

Длину шаропилотной базы определяют, как правило, при помо­ щи вспомогательного короткого базиса с (рис. 3), который развер­ тывают при первом! «ли втором теодолитном пункте примерно под прямым углом к шаропилотной базе. Длина вспомогательного бази­ са должна быть не менее 7ю длины шаропилотной базы, а при воз­ можности — до lU ее длины.

Длину вспомогательного базиса измеряют мерной лентой вперед и назад с точностью до 0,1' м и из полученных значений вычисляют среднее. При расхождении двух измерений более чем на 0,2% изме­ ренной длины производят третье измерение.

Если вспомогательный базис выбран на местности с заметным уклоном, то при помощи теодолита измеряют угол превышения од­ ного конца базиса над другим (6); в том случае, когда он боль­ ше 5°, измеренную длину базиса приводят к горизонту, умножая ее на sm (90"—б).

Кроме того, для определения длины шаропилотной базы изме­ ряют при помощи теодолитов все три угла треугольника Т{Г2К, об­ разованного теодолитными пунктами и концом вспомогательного базиса. Каждый угол измеряют два раза с точностью до 0,1'°' с изме-

20

пением положения горизонтального лимба и из полученных значе­ ний вычисляют среднее. При расхождении двух измерений каждого угла больше чем на' 0,2° производят третье измерение. Сумма всех трех углов должна быть равна 180” с отклонением не более чем на 0,2°. В противном случае производят повторное измерение углов.

Длину шаропилотной базы вычисляют по формуле

два раза (впереди назад), и если расхождение не будет превышать 0,5% измеряемой длины, то вычисляют среднее значение с округле­ нием до 1 м.

Дирекционный угол базы определяют при помощи шаропи­ лотного теодолита, установленного на первом пункте и ориенти­

вым, измеренному теодолитом с первого пункта, либо при помощи карты (подсчетом горизонталей). При измерении угла превышения теодолитом обязательно учитывают поправку на место нуля' верти-,

мерение. Превышение вычисляют с помощью логарифмической ли­

Если второй теодолит выше первого, то знак превышения плюс, а если ниже — минус.

Ориентирование радиолокационной станции производится отно­ сительно направления «север—юг». Для этого до постановки ра­ диолокационной станции на позицию при помощи теодолита опре­ деляется дирекционный угол с будущей точки стояния станции на удаленный ориентир. Кроме того, на ориентир определяется верти­ кальный угол для последующего контроля установки антенной си­ стемы радиолокационной станции по углу места.

Па развертывание артиллерийского метеорологического взвода и подготовку к первому комплексному зондированию с момента прибытия взвода на позицию до момента выпуска радиозонда тре­ буется в среднем около 1,5 часа светлого времени, не считая вре­ мени на инженерное оборудование позиции взвода.

21

На развертывание метеовзвода и подготовку к первому комп-j лексному зондированию только при помощи радиолокационной' станции (без подготовки и развертывания шаропилотной базы) требуется в среднем 30—40 минут? на свертывание взвода и на. подготовку его' к маршу требуется около 45—50 минут.

§ 5. ПОРЯДОК и МЕТОДЫ РАБОТЫ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ АРТИЛЛЕРИЙСКОЙ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ

Подразделения артиллерийской метеорологической службы,, выполняя стоящие перед ним» задачи, определяют для отдельных видов артиллерии, как правило, различные метеорологические дан­ ные. Однако основными исходными данными для составления ме­ теорологических бюллетеней являются данные о температуре возду­ ха, давлении атмосферы и ветре у поверхности земли и на различ­ ных высотах, т. е. данные о распределении этих метеорологических элементов по высоте.

Для определения метеорологических данных подразделения ар­ тиллерийской метеорологической службы оснащены специальной аппаратурой, приборами, принадлежностями и различным вспомо­

этих наблюдений.

Рассмотрим порядок и объем работы, а также краткую характе­ ристику тех методов определения метеорологических данных, кото­ рые применяются в настоящее время основными подразделениями артиллерийской метеорологической службы — метеовзводами. Ра­ бота других подразделений службы по своему объему обычно мень­ ше, а по применяемым методам определения метеорологических данных — аналогична работе взвода.

Боевая работа артиллерийского метеорологического' взвода по определению метеоданных и составлению бюллетеней обычно вклю­ чает в себя:

—наземные метеорологические наблюдения;

—добывание водорода;

—ветровое зондирование атмосферы;

—температурное (комплексное температурно-ветровое) зонди­ рование атмосферы;

—обработку результатов метеорологических измерений;

—вычисление баллистических отклонений (значений) метеоро­ логических элементов;

—составление артиллерийских метеорологических бюллетеней;

—передачу бюллетеней в штабы и подразделения артиллерии. Все эти работы1обычно перекрываются по времени их выполне­

ния, а некоторые из них могут даже вовсе не выполняться, напри­ мер добывание водорода, комплексное зондирование и др.

Наземные метеорологические наблюдения в том или ином объ­ еме. производятся во всех подразделениях артиллерийской метеоро-

22

I

\логической службы. Наиболее полно их осуществляют, артиллерийские метеорологические -взводы.

Наземные метеорологические наблюдения заключаются в изме­ рении при помощи специальных метеорологических приборов на­ земных значений основных метеорологических элементов: давления атмосферы, температуры воздуха, направления и скорости ветра.

Наземное давление атмосферы измеряется при помощи баро­ метров-анероидов, точность измерения давления выверенным баро­ метром (поверяется через каждые шесть месяцев) характеризуется срединной ошибкой порядка 0,8—1,0 мм рт. ст.

Наземная температура воздуха измеряется при помощи венти­ ляционных психрометров. Точность измерения температуры выве­

ренным психрометром характеризуется срединной ошибкой поряд­ ка 0,2—0,ЗгС.

Направление и скорость наземного ветра обычно измеряются как средние по 10 отсчетам за 5 минут при помощи артиллерий­ ских полевых ветромеров. Точность измерения вектора скорости на­ земного ветра характеризуется срединной круговой ошибкой по­ рядка М-2 м/сек в зависимости от величины ветра.

Кроме того, в наземные метеорологические наблюдения вклю­ чается определение барометрической тенденции (изменение давле­ ния атмосферы в мб или мм рт. ст. за последние три часа), а также визуальные (без приборов) метеорологические наблюдения над об­ лачностью, состоянием погоды и почвы в районе расположения ме­ теоподразделения.

Наземные метеорологические измерения при помощи приборов производятся перед каждым выпуском шара-пилота (радиопилота) или радиозонда, а также перед каждой передачей бюллетеней. Уточненные значения наземной температуры и давления включают­ ся в передаваемые бюллетени. Независимо от этого через каждые три часа производятся так: называемые срочные метеорологические наблюдения как при помощи приборов, так и без них. Для выпол­ нения всего комплекса наземных метеорологических наблюдений требуется в среднем до 10 минут.

Водород для наполнения радиозондовых и шаропилотных обо­ лочек в боевых условиях обычно добывается при помощи полевого водородного газогенератора. Получаемый в газогенераторе водород в процессе добывания перепускается в' баллоны для хранения водо­ рода, из которых в дальнейшем и производится наполнение оболо­ чек.*

В отдельных случаях, если позволяет обстановка, а также в мир­ ное время водород может поступать на снабжение подразделений артиллерийской метеорологической службы в готовом виде в бал­ лонах, наполненных на специальных газовых заводах.

* Конструкция некоторых типов газогенераторов и способ добывания во­ дорода в них позволяют наполнять оболочки непосредственно из газогенера­ тора в процессе получения водорода.

23

В артиллерии зондирование атмосферы производится с целью установить распределение по высоте скорости и направления ветра, температуры воздуха и атмосферного давления (плотности воз­ духа).

Ветровое зондирование атмосферы подразделения артиллерий­ ской метеорологической службы производят методом шаров-пило­ тов (радиопилотов), а температурное — методом радиозондов. При этом температурное зондирование, как правило, самостоятельно не производится, с ним совмещают ветровое, производя так называе­ мое комплексное температурно-ветровое зондирование атмосферы.

При ветровом зондировании наблюдения за шарами-пилотами (раджмтилотами или шарами с радиозондами) производятся при помощи оптических или радиотехнических средств.

Оптические' средства — шаропилотные (ШТ) или аэрологиче­ ские (АТ «ли АТК) теодолиты — позволяют наблюдать шар-пилот до предела его видимости, который зависит от состояния атмосфе­ ры (степень ее прозрачности, наличие, характер и высота облаков) и времени суток. Днем в ясную погоду при хорошей вертикальной видимости высота наблюдений оптическими средствами составляет в среднем 7—12 км в зависимости от скорости ветра и размеров шара; в ночное время шары-пилоты с осветительными приспособле­ ниями (фонариками) можно наблюдать лишь до высоты 2—4 км,

ито при отсутствии облаков. В условиях облачной погоды высота зондирования при помощи теодолитов ограничивается нижней гра­ ницей облаков.

Радиотехнические средства — радиолокационные или радиопеленгационные станции — позволяют наблюдать радиопилот (ра­ диозонд) независимо от оптической видимости (в облаках, в ту­ мане, в дыму, при запылении атмосферы, в сумерки и ночью). Мак­ симальная высота ветрового зондирования атмосферы при помощи применяемых в настоящее время радиолокационных станций в сред­ нем колеблется от !0 до 30 км, а в отдельных случаях может быть

ибольше.

Возможность ветрового зондирования при помощи радиолока­ ционных станций иногда может ограничиваться такими явлениями,

24

как сильный ливневый дождь, снегопад или грозовое состояние ат­ мосферы, а также активными и пассивными помехами, создавае­ мыми противником.

Точность ветрового зондирования атмосферы в общем случае характеризуется величиной срединной круговой ошибки определе­ ния вектора скорости среднего (действительного) ветра порядка

0,5—0,7 м/сек.

В настоящее время для температурного (комплексного) зонди­ рования атмосферы подразделения артиллерийской метеорологиче­ ской службы применяют в основном радиозонд РЗ-049, а в отдель­ ных случаях — специальный радиозонд РКЗ-1. Конструкция радио­ зонда РЗ-049 может обеспечить температурное зондирование атмо­ сферы! до высоты порядка 25—30 км, а радиозонда РКЗ-1 — до высоты 35—40 км. При существующих оболочках средняя высота зондирования составляет 15—25 км.

Точность температурного зондирования атмосферы указанными радиозондами характеризуется величиной срединной ошибки в из­ мерении температуры зоздуха. на различных высотах порядка от 0,5 до 1,5°'С в' зависимости от высоты и типа радиозонда. С увели­ чением высоты ошибки обычно возрастают.

Подразделения артиллерийской метеорологической службы, производя метеорологические измерения, одновременно осуществ­ ляют и обработку результатов этих измерений.

Обработка результатов наземных метеорологических наблюде­ ний заключается в определении наземных отклонений (значений) температуры, давления и плотности воздуха от нормальных (таб­ личных) значений этих метеорологических элементов.

Обработка результатов ветрового и температурного (комплекс­ ного) зондирований атмосферы заключается в установлении рас­ пределения по высоте направления и скорости среднего (действи­ тельного) ветра, температуры воздуха и атмосферного давления (отклонения плотности воздуха).

На основании обработанных результатов всех метеорологиче­ ских измерений подразделения артиллерийской метеорологической службы вычисляют так называемые баллистические средние, т. е. баллистические отклонения (значения) метеорологических элемен­ тов: баллистический ветер, баллистическое отклонение температу­ ры и баллистическое отклонение плотности воздуха. Вычисление баллистических средних производится, как правило, также одно­ временно с проведением1' зондирования атмосферы.

Подразделения артиллерийской метеорологической службы в за­ висимости от поставленных перед ними, задач по обеспечению того или иного вида артиллерии могут определять различные метеороло­ гические данные.

Артиллерийские метеорологические взводы метеобатарей обыч­ но определяют следующие данные.

25

1. Для подготовки стрельбы наземной ствольной и реактивной артиллерии:

наземные отклонения давления атмосферы (Л/г0) и тем­ пературы воздуха (Л£,) от нормальных их значений на месте расположения взвода (в горной местности — наземные значения давления /г0 и температуры ta);

— направление (дирекционный угол a.w) п скорость ( W gH)

баллистического ветра для установленных стандартных высот траекторий включительно до высоты, указанной артиллерийским штабом;

— баллистическое отклонение температуры воздуха (Д"^) для тех же стандартных высот траекторий (в горной местности - „баллистическую температуру1 tr).

2.Для подготовки стрельбы войсковой зенитной артиллерии:

—наземные отклонения давления атмосферы (Д/г0), темпера­ туры (Д£0) и плотности (Д/7,,) воздуха от нормальных их значе­ ний на месте расположения взвода;

— направление (азимут зенитной артиллерии $w) и скорость

( W вз) баллистического ветра для установленных стандартных вы­ сот точек разрывов включительно до высоты, указанной артил­ лерийским штабом;

баллистическое отклонение температуры (Л ^ ) и баллисти­ ческое отклонение плотности (ДПб) воздуха для тех же стан­ дартных высот.

3. Для учета метеорологических условий при работе под­ разделений артиллерийской звуковой разведки:

—наземную температуру воздуха (£„):

направление (дирекционный угол ау ) и скорость ( V0) на­

ствительного ветра для тех же стандартных высот.

Во всех случаях температура воздуха или ее отклонение опре­ деляются с учетом виртуальной поправки (виртуальная температу­ ра), за исключением наземного отклонения температуры для зенит­ ной артиллерии, где влажность воздуха не учитывается.

Все перечисленные метеорологические данные вычисляются

сокруглением окончательного результата до следующих величин:

—давление атмосферы и его отклонение до 1 мм рт. ст.;

—температура воздуха и ее отклонения до 1°С;

—отклонения относительной плотности воздуха до 1%;

—направление ветра до 1-00;

—скорость ветра до 1 м/сек.

26

ГЛАВА ВТОРАЯ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АТМОСФЕРЕ

§6. СТРОЕНИЕ АТМОСФЕРЫ

Вначале XX столетия, когда накопились некоторые статистиче­ ские материалы аэрологических измерений, производившихся выше 10—12 км, стало очевидным, что в атмосфере необходимо разли­ чать два слоя. Первый из них (от поверхности' земли до высоты по­ рядка 10—12 км) характеризуется понижением температуры с вы­ сотой. Этот слой был назван тропосферой. Во втором слое (выше тропосферы) температура с высотой почти не меняется; он был

слой — ионосфера. Нижняя граница ионосферы начинается при­ мерно с высоты 80 км. Эта высота и была принята за верхнюю граг ницу стратосферы. Характерной особенностью ионосферы является значительная ее ионизация под действием солнечных лучей и боль­ шая электропроводность. Позже было предложено выделять еще один, самый внешний слой атмосферы в особую, четвертую сферу— сферу рассеивания. Этот слой начинается с высоты порядка 800 км. Названием этого слоя подчеркивается основная особенность сферы: из нее происходит рассеяние газов в мировое пространство.

Однако если делить атмосферу на слои по характеру распреде­ ления температуры по высоте, что особенно важно и с точки зре­ ния метеорологического обеспечения стрельбы артиллерии, то не­ обходимо применять несколько другую терминологию атмосферных слоев.

Международным геодезическим и геофизическим союзом в 1951 г. было принято следующее разделение атмосферы по слоям:

28

При таком делении атмосферы сохраняется основной признак каждого слоя — его температурная характеристика.

На: рис. 4 изображены эти слои и кривая изменения температу­ ры с высотой. По рисунку видно, что температура в тропосфере по­ нижается с высотой, в стратосфере почти неизменная, а в мезосфе­ ре сначала повышается, а затем понижается. В термосфере темпе­ ратура с высотой повышается.

Переходный слой между тропосферой и стратосферой называет­ ся тропопаузой, между стратосферой и мезосферой — стратопау­ зой, а между мезосферой и термосферой — мезопаузой. Чем выше переходный слой, тем больше его мощность. Так, если тропопауза имеет толщину 1—3 км, то мезопауза может простираться на десят­ ки километров.

Тропосфера — самый нижний слой атмосферы. Высота верхней границы тропосферы на одной и той же широте меняется в зависи­ мости от времени года: летом она больше, а зимой меньше. Эти колебания в основном связаны с изменением атмосферного давле­ ния у поверхности земли. Еще более резкие различия в высоте верхней границы тропосферы наблюдаются по широтам. Если

35—48°' на высоте 8—12 км часто наблюдаются очень сильные вет­ ры, так называемые струйные течения. Скорость их в среднем 45—55 MjceK, а иногда достигает 60—80 м!сек и более. В связи с этим высота верхней границы тропосферы (высота тропопаузы) сначала повышается в направлении от полюса к экватору посте­ пенно, но в области струйного течения переход тропопаузы в более экваториальное положение совершается скачком. В тропопаузе, как во всяком переходном слое, наблюдаются в большинстве случаев значительные изменения температуры и нарушения ее плавного хода по высоте, что является определяющим признаком положения этогослоя.

Наиболее типичной особенностью тропосферы является пониже­ ние в ней температуры с высотой. На верхней границе тропосферы в средних широтах температура составляет 50—60°' ниже нуля, а над экватором иногда доходит до —80°С. В тропосфере очень резко проявляется вертикальное перемешивание воздуха, что яв­ ляется второй важной особенностью этого слоя.

Над умеренными широтами в тропосфере наблюдается преиму­ щественно западный перенос воздуха. Скорость ветра с высотой обычно возрастает, достигая на высоте 10—12 км в среднем 18—22 м/сек. В тропосфере воздух сильно уплотнен по сравнению с более высокими слоями атмосферы. Здесь сосредоточено около 3/4 массы атмосферы, что весьма важно для развития многих ат­ мосферных процессов. В этом слое находится почти весь содержа­ щийся в атмосфере водяной пар, образуются мощные облака и вы-

29