Файл: Колодочка А.С. Метеорологические условия стрельбы артиллерии учебное пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 91
Скачиваний: 2
Бризы — ветры с суточной периодичностью, дующие днем с мо ря на сушу, а ночью — с суши на море. Морской бриз проникает в глубь суши на 20—40 км при скорости 3—5 м/сек, береговой же углубляется в море на 10—15 км при скорости 2—3 м/сек. На не которой высоте, обычно 500—600 м, наблюдаются ветры противо положных направлений. Возникают бризы, как и муссоны, из-за разности температур над сушей -и морем. В тропических странах они повторяются с большой закономерностью, в умеренных же, ши ротах обычно лишь в ясную тихую погоду летом, когда они обна руживаются иногда и, у берегов крупных озер.
В горных районах из-за различий в тепловом состоянии долин и вершин возникают горно-долинные ветры■ Ночью ветры дуют с гор в долины, днем они дуют из долин в горы. Над этими тече ниями на некоторой высоте всегда обнаруживаются течения, обрат ные по направлению. Долинный ветер наблюдается только при безоблачной пагоде. Скорость этих ветров колеблется в широких пределах.
К горным ветрам относятся также такие ветры, как сухой и теп лый фен, относительно холодная бора, мистраль, бакинский норд
и др.
Фен наблюдается во всех горных районах, где имеются доста точно высокие хребты, например на Кавказе, в Альпах и т. п. Зи мой фен может вызывать значительное потепление в долинах, куда он дует. .Скорость фена может достигать 15—20 м/сек.
Бара наблюдается в районе Новороссийска, на Новой Земле и в некоторых других местах. Она вызывает резкое похолодание. Скорость боры в отдельных случаях может достигать нескольких десятков метров в секунду.
Подобно боре образуется мистраль, дующий во Франции у берегов Средиземного моря. Много общего с борой |меет бакин ский норд, холодный и сухой ветер, достигающий скорости 20—
30 м/сек. |
— горячие |
На юге и юго-востоке СССР наблюдаются суховеи |
|
сухие ветры из Арало-Каспийских степей. Температура |
при сухо |
веях — 35—45°С, относительная влажность — 10—15%.
Огромной силы суховеи достигают в пустынях Сахара, Аравий ская и др. Они называются «самумы» и «шамсины».
Из всего изложенного можно сделать следующие выводы:
1.Скорость и направление ветра зависят в основном от харак тера распределения температуры и давления на различных уров нях атмосферы, а также от рельефа местности данного района.
2.Скорость и направление ветра могут резко изменяться как во времени, так и по расстоянию вдоль земной поверхности; особенно резкие изменения наблюдаются при прохождении атмосферных
фронтов.
3. Скорость и направление ветра с высотой изменяются незако номерно', что требует для нужд артиллерии производить ветровое зондирование атмосферы.
94
§ 18. НОРМАЛЬНАЯ АРТИЛЛЕРИЙСКАЯ АТМОСФЕРА
Значения метеоэлементов у поверхности земли и на различных высотах могут, как известно, меняться в очень широких пределах, что создает определенные трудности при учете метеорологических условий во время подготовки стрельбы всех видов артиллерии. С целью в значительной степени упростить этот учет условились пользоваться некоторой фиктивной атмосферой, так называемой нормальной артиллерийской атмосферой.
Нормальная а\ртаялерайская атмосфера (табличные условия стрельбы) представляет собой осредненные значения метеорологи ческих элементов для различных высот, довольно близко совпа дающие со средними значениями этих элементов в умеренных ши ротах в летнее время.
Учет влияния метеорологических условий стрельбы обычно про изводится путем введения в установки прицельных приспособлений (приборы управления огнем), а также в установки взрывателя соответствующих поправок, отвечающих отклонениям действитель ных метеорологических условий стрельбы от их нормальных (таб личных) значений.
Вдальнейшем нормальные значения метеоэлементов на всех высотах будем снабжать индексом N, а у поверхности земли, кро ме того, — индексом О.
Вартиллерии Советской Армии в качестве нормальных метео
рологических условий у поверхности земли принимают следующие значения метеоэлементов:
— давление атмосферы hN0= 750 мм рт. ст. (1000 мб);
—температура воздуха tN0= + 15,0°С;
—относительная влажность +, = 50%, что отвечает у поверх ности земли упругости водяных паров еЫ0 = &,2>Ъмм рт. ст. (8,52 мб),
или, так как влажность воздуха отдельно не учитывается, а вы ражается через виртуальную температуру:
— виртуальная температура воздуха tVN0= Jr 15,9°С;
— вектор скорости ветра Ид,о= 0 (ветер отсутствует — штиль). Эти условия определяют собой нормальные значения:
— |
весовой плотности воздуха |
/7^= 1 ,2 0 6 кГ/мг\ |
— абсолютной виртуальной |
температуры воздуха + 0= |
|
— |
273+ 15,9 = 288,9°К; |
м/сек. |
скорости звука <2^ = 340,9 |
В основу нормальных метеорологических условий на различных высотах положен нормальный закон изменения виртуальной тем пературы по высоте, полученный на основании обработки резуль татов многократных зондирований атмосферы.
Нормальный закон распределения виртуальной температуры воздуха по высоте выражается несколькими уравнениями в зависи мости от зоны атмосферы, к которой уравнение относится (рис. 27) .
95
1. |
Для высот |
в пределах от 0 |
до 9300 м (зона |
тропосферы |
|
принят линейный закон |
|
|
|
||
где |
— нормальное |
tjv= xm ) - °9.з-У* |
(3-36) |
||
значение абсолютной виртуальной |
темпера |
||||
|
туры на высоте ум-, |
|
|
||
G93— нормальное |
значение вертикального градиента виртуаль |
||||
|
ной температуры |
в пределах |
высот от 0 до 9300 м, рав |
||
|
ное 6,328-10“3 |
м . |
|
|
Рис. 27. Нормальный закон распределения виртуальной температуры воздуха по высоте
Таким образом, нормальный закон распределения виртуальной температуры воздуха до высоты 9300 м характеризуется равномер ным понижением температуры на 6,328-10“ 8 град, на каждый метр
высоты; |
на высоте 9300 м нормальное значение абсолютной вирту |
|||||
альной температуры |
составляет тдаз = |
230°К(£ |
= |
—43,0°С). |
||
2. |
Для высот |
в пределах от 9300 до 12 000 |
м |
(зона тропо |
||
паузы) принят параболический закон |
|
|
|
|
||
|
V = % 9,3 - |
° 9,з (У ~ 9300) + |
G12 (у - |
9300)2 , |
(3.37) |
|
где коэффициент Gn — 1,172-10~6 г^ а^ |
-, остальные |
обозначения |
||||
прежние. |
|
м |
|
|
|
|
96
Таким образом, нормальный закон распределения температуры в пределах высот от 9300 до 12000 м характеризуется пониже нием температуры при линейном уменьшении абсолютной вели чины температурного градиента от Gg3 до нуля; на высоте 12000 ж
нормальное значение абсолютной температуры составляет
'слп2 = 221,5°К (,tVm2= 51,5°С).
3. Для высот в пределах от 12000 до 31 000 ж (ниж няя зона стратосферы) принят изотермический закон, т. е. темпе
ратура принимается постоянной, |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
'/v=xA42=:'yv3i= 221.5 К. |
|
(3.38) |
|||||
4. |
Для высот в пределах |
от 31 000 до 35000 |
ж |
(средняя зона |
|||||||
стратосферы) |
принят параболический закон |
|
|
||||||||
|
|
|
|
xyv = V3i |
+ |
О35( у - З 1 000)8, |
|
(3.39) |
|||
где G35 = 0,75-10 |
град |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
яг |
|
|
|
|
|
|
|
|||
На |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
высоте 35000 ж нормальное значение абсолютной темпера |
|||||||||||
туры |
составляет т |
|
=233,5°К |
(t |
|
— 39,5°С). |
|
||||
|
|
N35 |
|
|
" |
y ~vN35 |
|
|
|
||
5. Для высот в пределах от 35000 до 50000 м |
{верхняя зона |
||||||||||
стратосферы |
и |
ниж няя |
зона |
мезосферы) |
принят линейный |
||||||
закон |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N " |
Л'35 |
О50( у - 35000), |
|
(3.40) |
|||
где G50 = -6 ,0 -1 0 -3^ м - . |
|
|
|
значение абсолютной темпе |
|||||||
На высоте 50000 м |
нормальное |
||||||||||
ратуры составляет 1^ = 323,5° К |
{ivNS0 = + 50,5°С). |
|
|||||||||
6. |
Для высот в пределах |
от 50000 до 60 000 ж |
{средняя зона |
||||||||
мезосферы) принят изотермический |
закон |
|
|
||||||||
|
|
|
|
ТуУ= ХЛ-50==Т^0 = 323-5°К - |
|
(3-41) |
|||||
7. |
Для высот в пределах от 60000 до 80 000 ж {верхняя зона |
||||||||||
мезосферы) принят линейный закон |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
xv= x/V6o — ^8о (У — 60 000), |
|
(3.42) |
где G80 = 6,0-KT3^ ^ - . |
|
||
|
|
м |
|
На высоте 80000 ж нормальное значение абсолютной темпера |
|||
туры составляет |
—203,5°К(^ о= — 69,5°С). |
|
|
8. |
Для высот, больших 80000 ж (зона |
термосферы), прини |
|
мается |
изотермический закон |
|
|
|
|
хж= х*8о= 203>5°к - |
(3-43) |
Колодочка А. С. |
9 7 |
Таким образом, для большей части атмосферы нормальный закон изменения температуры с высотой имеет линейный харак тер с тем или иным температурным вертикальным градиентом.
Нормальный закон распределения давления атмосферы по вы соте в общем случае выражается формулой
|
|
V |
|
|
|
и |
_ J_ (*dy |
|
|
|
R J |
ТЛГ |
|
|
|
~Г~ =* N (y) = e ° |
, |
(3.44) |
|
где hN — нормальное |
давление |
на высоте у м\ |
|
|
V ,-н о р м ал ьн о е |
давление |
у поверхности земли; |
|
е — основание |
натуральных логарифмов; |
|
|
||||||
R — удельная |
газовая |
постоянная для сухого воздуха; |
|||||||
тЛ, — нормальное значение |
абсолютной |
виртуальной |
темпера |
||||||
|
туры воздуха |
на |
высоте у м, |
определяемое |
форму |
||||
лами (3.36)—(3.43). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нормальный закон распределения плотности воздуха можно |
|||||||||
записать |
в виде |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
|
|
|
|
|
|
|
|
_ 1 f+ i |
|
||
|
ПN |
|
|
№ |
*J 'N |
(3.45) |
|||
|
U |
M |
|
|
|
||||
|
п NO |
|
|
|
|
||||
|
|
|
N |
|
|
|
|
||
Нормальный закон |
распределения |
скорости звука по высоте |
|||||||
выражается формулой |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
а'N |
LN W " ) . |
|
|
|
(3.46) |
||
|
|
"NO |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
или приближенно |
|
|
|
|
|
|
|
(3.47) |
|
|
Од,= [331,5+ 0,61-^] |
м/сек. |
|||||||
Для |
определения функций |
?N (y), |
Яд, (у) |
и A N (y) |
при нор |
||||
мальном |
законе распределения абсолютной |
виртуальной темпе |
ратуры хЛ, составлены специальные таблицы, помещенные в учеб никах по внешней баллистике.
Значения HN (y) при у < 15000 м можно определить также по
приближенной эмпирической формуле В. П. Ветчинкина |
|
|||
HN {y) |
20000 - |
у |
(3.48) |
|
20 000 + у |
||||
|
|
Для нормальной артиллерийской атмосферы принимается усло вие, что ветер на всех высотах отсутствует (атмосфера непо движна), т. е. 1/д, = 0.
98