Техника и вооружение 2014 12

С развитием артиллерии и необходимостью повышения эффективности стрельбы перед учеными-артиллеристами встала задача учета метеопараметров при подготовке стрельбы. Для этого необходимо измерять метеопараметры в слое атмосферы, включающем траекторию снаряда. На заре развития аэрологии применялись различные методы измерения, в том числе и достаточно экзотические, например, с помощью воздушных змеев и аэростатов с установленной регистрирующей аппаратурой.

Для регистрации метеопараметров на воздушный змей устанавливались самописцы, регистрирующие температуру воздуха и скорость ветра (с помощью флюгарки) на бумажную ленту. Высота змея определялась приближенно, по длине троса и углу его наклона по отношению к горизонту. В процессе подъема змея фиксировалось текущее время и длина троса (с целью обеспечения возможности сопоставления высоты и метеопараметров). После подъема на максимальную высоту змей с помощью троса спускался на землю и производилась дешифровка метеоинформации и сопоставление ее с высотой. Направление ветра определялось по направлению троса.

При использовании аэростата в гондолу помещался метеонаблюдатель, который через определенные промежутки времени производил измерения температуры воздуха (с помощью термометра) и скорости ветра (с помощью анемометра) и передавал эти значения по телефону на наземный пункт.

Направление ветра определялось по направлению троса аэростата.

Точность измерения метеопараметров при использовании данных методов оказалась невысока. Высота подъема змея и аэростата не превышала нескольких сот метров, что было явно недостаточно при стрельбе дальнобойной артиллерией. Но самое главное – при ведении боевых действий существовала вероятность обстрела противником аэростата, что подвергало метеонаблюдателя опасности. В результате широкого распространения данные методы не получили.

Для проведения комплексного (температурно-ветрового) высотного зондирования атмосферы в 1930 г. в СССР профессор П.А. Молчанов разработал метеорологический радиозонд, который прикреплялся с помощью шнура к резиновой оболочке, наполненной легким газом (водородом), и выпускался в свободный полет. В процессе подъема радиозонд измерял температуру воздуха и передавал с помощью радиопередатчика телеметрическую информацию с помощью азбуки Морзе в эфир. Сигналы принимались оператором с помощью радиоприемника на слух, записывались вручную на бумаге, затем раскодировались и пересчитывались в температуру. Ветер определялся измерением положения шара (вертикального и горизонтального углов) в пространстве в определенные моменты времени с помощью двух теодолитов, размещенных на известном расстоянии. Измеренные углы и известное расстояние (база) между теодолитами на основе теоремы синусов пересчитывались в высоту подъема шара и ветровые характеристики. Затем рассчитанные метеопараметры сопоставлялись с высотой. При использовании данного способа значительно упростилась организация зондирования и повысилась точность метеоизмерений, поэтому он применялся в годы Великой Отечественной войны3*, а также вплоть до 1950-х гг. Высота зондирования составляла 2-3 км.

Тем не менее, данный способ требовал от операторов высокой квалификации, являлся трудоемким и дорогостоящим (вследствие высокой стоимости радиозонда). Кроме того, оптический метод (использование теодолитов) обуславливал малую высоту зондирования (2-3 км), а при плохой видимости данный способ вообще был неприменим.

Основным недостатком теодолитного способа измерения ветра, ограничивающим область его применения, являлось обязательное условие оптической видимости. Поэтому в 1950-х гг. для зондирования атмосферы применялась радиолокационная станция (РЛС) орудийной наводки СОН-2 метрового диапазона длин волн.

К оболочке, наполненной водородом, подвязывался уголковый отражатель и радиозонд. РЛС измеряла сферические координаты уголкового отражателя (т.е. его азимут, угол места и наклонную дальность), а радиозонд определял и передавал на наземную станцию информацию о температуре воздуха азбукой Морзе. Сферические координаты радиозонда снимались операторами РЛС с приборных шкал и фиксировались вручную. Сигналы от радиозонда принимались оператором с помощью радиоприемника на слух и записывались на бумаге. Путем совместной обработки координатной и телеметрической информации, а также учитывая значение наземного давления атмосферы, рассчитывался метеобюллетень, содержащий данные о состоянии атмосферы. Так же как и при использовании теодолитного способа, оператор должен был иметь высокую квалификацию, чтобы записывать на слух метеоинформацию, не допуская ошибок. Ручная запись координат обуславливала трудоемкость способа, а также вносила вероятность ошибок.

С целью повышения автоматизации и удобства выполнения трудоемких расчетов в начале 1960-х гг. разработали специализированную артиллерийскую радиотехническую метеостанцию (АРМС), включавшую радиолокационную станцию РМС-1 сантиметрового диапазона с радиозондом РКЗ-1.