// Вие четете...

Атмосфера

Оценка на зоната на видимост с помощта на РЛС.

„Където е учението, там е умението.“

Състоянието на атмосферата съществено влияе на условията за разпространение на радиовълните. В зависимост от вертикалното и хоризонталното разпределение на метеорологичните параметри (температура и влажност на въздуха, атмосферното налягане, скорост на вятъра и други) се наблюдават различни типове на разпространение на радиовълните, което обуславя ефектите от (отразяване, поглъщане, разсейване и пречупване) атмосферната рефракция.

Не равномерното разпределение на показателя на пречупване в атмосферата, свързано с турбулентните процеси и конвекцията, водят до флуктуация на амплитудата и фазата на радио сигнала, предизвикват затихване на радиосигнала при неговото разпространение и приемане. При това, затихването на сигнала, имащо продължителност от няколко секунди до няколко минути, оказва значително влияние на далечината на откриване на въздушните цели с помощта на радиолокационните станции (РЛС) и се налага да бъде отчитано.

От факторите, влияещи на далечината на откриване на въздушните цели, като определяща се явява атмосферната рефракция. Основната характеристика за оценка се явява влиянието на разпространение на радиовълните – вертикалния профил на показателя на пречупване на атмосферата. В качеството на критерий за количествена оценка на атмосферната рефракция обикновено се използва отношението на ефективния радиус на Земята към нейния геометричен радиус, които за нормална рефракция е 4:3.

Известни са следните методи за определяне на рефракцията на атмосферата:

1. метеорологични измервания;

2. интерференция;

3. погонно затихване;

4. радиолокационен;

5. радиометричен.

Всички изброени методи за изключение на метода метеорологични измервания, изискват използването на приемо предаваща система от два пункта. В качеството на първи пункт, който се явява базов, използват РЛС на кораба, разположението на втория пункт се поставя на мачтата и надстройката на кораба. В качеството на алтернативен вариант може да се използва границата на водата с атмосферата.

Действието на указаната приемо предаваща система често може да е и не ефективна за оценка на слоя на атмосферата от 0 до 3000 м при наклонено трасе на разпространение на радио лъча, доколкото е необходимо да се използват различни летателни апарати и което прави процеса за получаване на данни за атмосферната рефракция много скъпо струваща.

Методът метеорологични измервания включва комплекс от стандартни наблюдения в надводния слой и аейрологично сондиране на атмосферата в слоя до 3000 м.

Следва да се отбележи, че използването на комплекса от стандартни наблюдения в надводния слой удовлетворяват изискванията за оценка на условията на атмосферната рефракция само за хоризонталните трасета на разпространение на радио лъчите и не осигурява ефективна оценка за условията на тропосферната рефракция в слоя, необходим за решаване на задачите на ПВО на надводните кораби (на наклонени трасета). Във връзка с това най-перспективен се явява способа аейрологичното сондиране на атмосферата с използването на парашутния способ за при извеждането на радио сондата от авиационни или ракетни носители.

Другите известни способи за извеждане на радио сонди – сфера пилотна и радио пилотна – имат редица недостатъци.

Приетия в флота способ сондиране с помощта на сфера–пилотна не гарантира без препятствано получаване на необходимите данни, тъй като е не приложим при наличието на силен вятър и вълнение. На точността на определяне на метео параметрите по този метод влияят непостоянството на вертикалната скорост на сферата-пилот, клатенето и топлинното поле на кораба. При големи скорости на насрещния вятър сферата-пилот не достига зададената височина. Освен това, за сфера-пилотния способ на сондиране е характерна относително високата скорост на издигане в началния участък на сондиране. При този процес подготовката за наблюдение е продължителна, а подготовката и пускането на сферата са затруднителни в корабни условия.

Що се отнася за времето в продължение на което се извършва подготовката за наблюдение, неговото изпълнение и обработка, то парашутния способ на сондиране на атмосферата има значителни преимущества както пред сферата-пилот, така и пред радио пилотния способ. В частност, определянето на скоростта и направлението на вятъра до височина от 10 км с помощта на парашути е от порядъка на 15 минути. За наблюдение в такива условия по способа сфера-пилот или радио пилот са необходими от 30 до 50 минути.

Преимуществото за извеждане на метео сондата в точка по парашутния способ с помощта на авиационни или ракетни носители се проявяват и в този случай, когато се изисква да се извърши сондиране от движещ се кораб при силен насрещен вятър, тъй като такова извеждане е възможно без ограничения по силата и направлението на вятъра.

Предлагания способ е реализиран в Интегрирана система за прогнозиране на рефракцията и успешно се използва в флота на САЩ. В частност, използва се нейна модификация, установена на борда на кораби от типа AEGIS. Тази система е снабдена с малогабаритен компютър. Радио сондата се извежда на зададената височина (700-800 м) със специални ракети и след от съединяването се спуска с помощта на парашут. След разделянето радио сондата започва да предава информация с дискретност от 4 м на приемник, който се разполага на разстояние 100 м от компютъра (ЕИМ) и е съединен с оптичен кабел. Целият процес по сбора и обработката на данните заема около 30 минути. Радиосондата се спуска с парашут до точката на приводняване, което позволява да се осъществи сбора на данни за надводния слой, който, също така има важно значение за оценка на условията на атмосферната рефракция при решаване на задачите на ПВО на надводния кораб. Следва да се отбележи, че такива резултати не е възможно да се достигнат при използването на сфера-пилотния и радио пилотния способи, когато влияние оказва височината на палубата и надстройката на кораба.

Голямо значение за оценка на зоната на видимост на корабните РЛС има възможността за отчета на тънкия слой на структурата на атмосферните вълноводи, която е подложена на значителна изменчивост и може да представлява плътен слой или ред от независими атмосферни вълноводи (с дебелина не по-малка от 10 м). За оценка на тънката структура на атмосферните вълноводи и ниския слой на тропосферата като цяло е необходимо провеждане на сондиране на атмосферата с висока дискретност. След това е необходимо последователно да се разчете градиента на температурата, влажността на въздуха и показателя на пречупване на атмосферата. Получения вертикален профил на показателя на пречупване на атмосферата позволява да се стратифицира интересуващия ни слой на тропосферата (от 0 до 3000 м) със зададена дискретност и да се дадат на потребителите (преди всичко на РТС на корабите) данни за построяване три мерна зона на видимост на РЛС.

За откриването на въздушни цели решаващо значение има взаимното разположение на антената на РЛС на кораба и въздушна цел. Влошаване на откриването обикновено настъпва, когато тях ги разделя вълновод или една от границите на вълновода, заради значима изменчивост на приводния атмосферен вълновод (ПВВ) и на повдигнат атмосферен вълновод (ППВВ) може да се приеме:

– увеличаване, намаляване на броя на при повдигнатия атмосферен вълновод (ППВВ);

– критично сместване (повишение или понижение в пределите на височината на разположението на антената на РЛС) долната граница на ППВВ (най-ниската от серията ППВВ);

– критично сместване (повишение или понижение) на горната граница на ПВВ;

– ръст на дебелината на ППВВ;

– образуване или отсъствие на ПВВ;

– образуване или отсъствие ППВВ.

Като краен резултат от сондирането на атмосферата в пределите на радио метеорологичното осигуряване на ПВО на надводния кораб трябва да стане построяването на тримерна зона на видимостта на РЛС, която включва в себе си разпределение на вероятността на откриване на въздушните цели, разчитани за конкретни РЛС и въздушни цели с известна отражателна способност.

Редът за довеждане до потребителя на крайната информация за условията на атмосферната рефракция може да се представи по следния начин:

Разпределение на показателя за пречупване от атмосферата с отчитане на текущото разположение на ПВВ и ППВВРазпределение на множителя на отслабване на атмосферата с отчитане на текущото разположение на ПВВ и ППВВРазчет на вероятността на откриване на въздушните цели за частни радио метеорологични условия

Решаването на въпросите на радио метеорологичното осигуряване на флота в настоящо време върви по пътя на оценка на радио метеорологичния фон на ниския слой на атмосферата. Сведения за условията на рефракцията в района, получавана от подразделенията на ХМС на флота и изразена в балове радио локационната наблюдаемост (РЛН), с успех се използва при определени средни условия на атмосферната рефракция. Имайки възможност да се получи с помощта на оперативното аейрологично сондиране на детайлна количествена информация за разпределението на атмосферната рефракция, няма необходимост тя да се привежда в балове РЛН за оценка на тримерната зона на видимост на РЛС.

Оперативната оценка на условията на атмосферната рефракция, краткосрочното прогнозиране на тези условия може да съчетават в себе си комбинирана прогноза в балове на РЛН и количествени показатели за изменчивостта на тънката структура на ниския слой на атмосферата.

Следва да отбележим, че изменчивостта на тънката структура на ниския слой на атмосферата по-висока от изменчивостта на нейния радио метеорологичен фон, поради което е необходимо да се започне краткосрочно прогнозиране на условията на атмосферната рефракция с количествени показатели за изменчивостта на тънката структура на ниския слой на атмосферата, а след това според ръста на предварителния период за прогнозиране преминава към балова оценка на РЛН.

За оценка на условията на разпространение на радио вълните на наклонено трасе е необходимо да се определи тънкия слой на структурата на атмосферата.

Изводи:

1. Методът на метеорологични измервания, основан на провеждане на оперативното сондиране на атмосферата, се явява най-перспективен при решаване на задачите на радио метеорологичното осигуряване на ПВО на надводния кораб. Той позволява разкриването на тънката слоеста структура на атмосферата, детайлно да се оцени изменението на атмосферната рефракция и да се даде на потребителите на РТС на флота необходимата количествена информация за вземане на решение в процеса на организиране и провеждане на ПВО на надводния кораб.

2. Оперативното аейрологично сондиране следва да се изпълни с помощта на парашутния способ на сондиране на атмосферата, което най-пълно отговаря на съвременните потребности на радио метеорологичното осигуряване на ПВО на надводния кораб.

3. Като резултат от оценката за условията на атмосферната рефракция, за нуждите на ПВО на надводния кораб, трябва да се предава информация на потребителя във вид на редица последователни значения на показателя за пречупване от атмосферата (в съответствие с получения вертикален профил) и по нататък се преизчислява в значение на множител за отслабването от атмосферата с излизането от вероятност за откриване на въздушните цели.

4. При извършване на радио метеорологично осигуряване на ПВО на надводния кораб, в това число при краткосрочно прогнозиране на условията на атмосферната рефракция е необходимо да се отчита изменчивостта на тънката структура на ПВВ и ППВВ и преминаване към комбинирано прогнозиране на РЛН.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар