ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.07.2024
Просмотров: 139
Скачиваний: 0
долитам. Отсчеты (горизонтальный и вертикальный углы) снимаются одновременно по сигналам, передавае мым по телефону с первого теодолитного пункта, и за писываются в специальный бланк—-сначала горизон тальный, а затем вертикальный угол.
При отсутствии (нарушении) телефонной связи на блюдения производятся с каждого пункта самостоятель но; время снятия отсчетов отмечается по секундомерам.
Ветровое зондирование с помощью оптических средств производят и ночью, подвешивая к шару на нит ке специальный фонарик. Порядок наблюдений остается прежним, но трубку теодолита наводят на фонарик. Следить за перемещающимся фонариком в теодолит не так-то просто, особенно на фоне звездного неба, поэтому на фонарике устанавливается специальное устройство, благодаря которому фонарик вращается под действием потока встречного воздуха и «мигает», что помогает от личить его от звезд.
С помощью в е т р о в о г о |
р у ж ь я можно |
измерить |
скорость с р е д н е г о в е т р а |
в нижнем слое |
атмосфе |
ры (до 200 м). Принцип использования данного прибора основан на зависимости сноса парашютирующего тела от скорости ветра. Роль такого тела выполняет пуля с прикрепленной к ней матерчатой лентой. При выстреле из ружья пуля забрасывается вертикально вверх и за тем в процессе падения сносится воздушным потоком.
Скорость среднего ветра W вычисляется по формуле
w = y >
где Дг— горизонтальный снос ветровой пули от места стояния ветрового ружья до точки падения;
t — время полета ветровой пули от момента вы стрела до момента падения.
В комплект ветрового ружья входят собственно вет ровое ружье, зондировочные патроны различных типов, мерная лента длиной 50 м, компас, принадлежности для чистки ружья, чехлы для ствола и треноги.
Скорость ветра в нижних слоях атмосферы особен но изменчива. Эта изменчивость ветра на практике про является в виде порывов, когда за небольшие отрезки времени резко изменяются и скорость, и направление ветра. Порывистость ветра возрастает с увеличением его
112
скорости, так что отдельные порывы могут намного пре вышать среднюю скорость ветра.
Поскольку время полета ветровой пули соизмеримо со временем порыва ветра, то, следовательно, по резуль татам одного выстрела можно характеризовать только значение отдельного порыва, а не среднее значение ско рости и направления ветра. Поэтому для измерения среднего ветра с помощью ветрового ружья необходимо произвести несколько выстрелов, причем через равные промежутки времени.
Т е м п е р а т у р а в слоях атмосферы (температурное зондирование атмосферы) измеряется специальными приборами (радиозондами), поднимаемыми в воздух с помощью шаров, наполненных водородом. Сущность метода радиозондов заключается в том, что радиозонд, имеющий приемник температуры, преобразует сведения о температуре в радиосигналы, которые принимаются радиолокационной станцией и преобразуются снова в по казания температуры. Принимаемые сигналы исполь зуются также для определения координат радиозонда.
Р а д и о з о н д (рис. 35)— прибор разового действия. Выпущенный в атмосферу, он обратно не возвращается. Подъем радиозонда происходит до тех пор, пока не ло пается резиновая оболочка шара (шаропилотная оболоч ка), поднимающего прибор. Поэтому высоты, достигае мые радиозондом, зависят от размеров, качества шаро пилотных оболочек и правильной их подготовки.
Радиозонд — сложный измерительный прибор. К ка честву изготовления его блоков предъявляются высокие требования, ибо он предназначен для работы в таких тяжелых условиях, при которых многие другие сложные приборы едва ли смогли бы действовать бесперебойно. Например, в летних условиях у поверхности земли тем пература воздуха может быть выше +40°С, а в страто сфере она около —60°С; давление за время подъема радиозонда может уменьшиться почти в 100 раз по сравнению с первоначальным; при прохождении сквозь облака и во время выпадения осадков на прибор попа дает вода.
Следует отметить, что температурное зондирование совмещается, как правило, с ветровым (так называемое комплексное зондирование атмосферы).
8 Зак. 583 |
113 |
Комплексное зондирование атмосферы в артиллерий ских метеорологических подразделениях осуществляется с помощью автомобильной радиотехнической метеороло гической станции (АРМС).
Рис. 35. Общий вид радиозонда
114
АРМС в своем составе имеет:
—радиолокационную метеорологическую станцию РМС-1;
—аппаратную машину;
—вспомогательную машину;
—станцию питания;
—радиозонды комплексного зондирования РК.3-1, приборы и принадлежности для подготовки и проверки радиозондов;
—приборы наземных метеорологических наблюде
ний;
—приборы обработки данных зондирования атмо сферы;
—водородный генератор для автономного добывания водорода;
—бензоэлектрический агрегат для питания аппарат
ной машины электрическим током;
—радиостанцию;
—средства внутренней телефонной связи;
—вспомогательные принадлежности.
Станция рассчитана на работу в любое время суток при температуре воздуха в диапазоне от +50 до —40°С.
Радиолокационная метеорологическая станция РМС-1
конструктивно |
представляет |
собой |
автоприцеп, в кото |
|||||
ром расположены р а д и о л о к а т о р и |
п р и е м н о - ре |
|||||||
г и с т р и р у ю щ е е |
у с т р о й с т в о |
координат и сигна |
||||||
лов радиозонда. |
станция |
для |
определения метеорологи |
|||||
РМС-1— это |
||||||||
ческих |
данных. |
Станция |
имеет |
два |
режима |
рабо |
||
ты: «Радиозонд» и «Уголковый |
отражатель». |
В ре |
||||||
жиме |
«Радиозонд» |
станция |
позволяет |
получать све |
дения о температуре воздуха, скорости и направлении ветра. В режиме «Уголковый отражатель» станция по зволяет получать сведения о скорости и направлении ветра.
Принцип работы РМС-1 основан на способности элек тромагнитных волн отражаться от предметов, которые отличаются по своему составу от воздуха. Измерение дирекционного угла а, угла места е (рис. 33) и дально сти производится так же, как и на станции, входящей в систему РВЗ, т. е. на шкалах, электрически связанных с антенной, можно снимать значения углов, а для опре деления дальности используется зависимость (3.1). На станции РМС-1 угол поворота антенны в горизонтальной
8* |
115 |
плоскости составляет 60-00, а в вертикальной — от —0-50 до +15-00, что позволяет станции сопровождать цель независимо от положения последней в пространстве.
П р и е м н о - р е г и с т р и р у ю щ е е устройство стан ции автоматически в процессе зондирования атмосферы печатает на бумажной ленте для определенных момен тов времени значения текущих координат и сигналов радиозонда.
РМС-1 позволяет устойчиво фиксировать сигналы ра диозонда с расстояния более 100 км. Сопровождение шара с пассивным отражателем осуществляется на рас стояние до 30 км.
Радиозонд комплексного зондирования РКЗ-1 (рис. 35) позволяет при работе совместно с РМС-1 осу ществлять комплексное (температурно-ветровое) зонди рование атмосферы, передавая сведения о температуре воздуха автоматически в виде радиосигналов. Излучение передатчика радиозонда принимается радиолокатором РМС-1, что позволяет пеленговать радиозонд и автома тически сопровождать его в пространстве.
Основными частями радиозонда являются:
—радиоблок в футляре;
—баропереключатель;
—датчик температуры (терморезистор);
— комплект |
питания в картонном кожухе. |
Р а д и о б л о к |
состоит из передатчика сверхвысоких |
частот (передатчика СВЧ), модулятора и измеритель ного генератора с датчиком опорной частоты, которые управляют работой передатчика.
Передатчик СВЧ генерирует электромагнитные коле |
|
бания. Назначение модулятора — в о - п е р в ых , |
создать |
такой режим работы передатчика СВЧ, чтобы |
он мог |
ретранслировать сигнал запроса от РМС-1, и, |
в о - в т о - |
р ы х, обеспечить устойчивую работу системы |
управле |
ния антенной РМС-1. |
|
С помощью измерительного генератора показания дат чиков радиозонда — датчика опорной частоты и датчика температуры — преобразуются в импульсы напряжения.
Датчик опорной частоты является высокостабильным резистором. Сопротивление резистора практически не меняется с изменением температуры воздуха, вследст вие чего частота опорных импульсов (количество пауз в излучении передатчика за одну секунду) остается при
116
близительно постоянной за все время зондирования. Колебания опорной частоты могут быть связаны только с колебаниями напряжения источников питания и тем пературы деталей измерительного генератора.
Д а т ч и к о м т е м п е р а т у р ы воздуха служит тер морезистор, изменяющий свое электрическое сопротив ление с изменением температуры. Чем ниже температура терморезистора (воздуха), тем больше его сопротивление. Поскольку температура воздуха за время зондирования атмосферы изменяется в широких пределах, то изме няются в широком диапазоне частоты температурных сигналов и, следовательно, отношение температурной частоты к опорной. Именно это отношение частот и ис пользуется для определения температуры воздуха, так как в этом случае появляется возможность уменьшить влияние дестабилизирующих факторов на частоту им пульсов передатчика.
Датчик опорной частоты постоянно подключен к из мерительному генератору и периодически вырабатывает опорные сигналы, в то время как датчик температуры время от времени (через определенные интервалы дав ления) выключается из цепи измерительного генератора. Когда терморезистор включен в цепь, частота повторе ния импульсов напряжения будет определяться суммар ным значением сопротивлений терморезистора и рези стора. Величина температурной частоты может резко изменяться в зависимости от температуры терморези стора.
Выключается датчик температуры с помощью б а р о п е р е к л ю ч а т е л я , представляющего собой барометранероид. Контакт стрелки барометра, которая переме щается по шкале вследствие уменьшения давления с высотой, последовательно занимает положение в проме жутках между контактами шкалы или находится на контактах шкалы. Если стрелка баропереключателя на ходится в промежутке между контактами шкалы, часто та импульсов определяется температурой воздуха, в кото ром движется в это время радиозонд. Если стрелка баропереключателя находится на контакте шкалы, то частота импульсов определяется сопротивлением рези стора, т. е. в это время радиозонд передает сведения об опорной частоте.
117
Баропереключатель рассчитан на работу в диапазоне давления от 1060 мб до 5 мб, что соответствует высотам зондирования 35—40 км.
Э л е к т р о п и т а н и е радиозонд получает от комплек та батарей 200-ПМХМ-2 ч, которые рассчитаны на обес печение нормальной работы в течение двух часов. Вслед ствие этого при проверках радиозонда пользуются от дельным источником питания.
Радиозонд РКЗ-1 позволяет измерять температуру воздуха в диапазоне от +50 до —80°С.
Одной из важнейших операций, осуществляемых при проверке радиозонда, является выявление соответствия! характеристик радиоблока и терморезистора с указанны ми заводом-изготовителем. Как было отмечено, в основе' определения температуры воздуха радиозондом лежит зависимость частоты радиосигналов от сопротивления терморезистора. В свою очередь сопротивление терморе зистора находится в зависимости от его температуры. Поэтому для получения данных о температуре необхо димо знать связь между частотой радиосигналов (отно шением температурной частоты к опорной) и темпера турой воздуха.
Эту зависимость выразить аналитически довольно трудно, поэтому на практике используются графические зависимости. Принцип составления графика, связываю щего отношения частот с температурой, заключается в: том, что для конкретной пары радиоблок — терморези стор опытным путем строятся График зависимости отно шения частот от электрических сопротивлений (при проверке радиоблока) и График зависимости электриче ских сопротивлений терморезистора от температуры. Со вмещая затем оба графика по точкам с одинаковым зна чением сопротивления, находят зависимость отношения частот от температуры. Построенный таким образом гра фик называется т а р и р о в о ч н ы м (рис. 36).
Для определения температуры воздуха с помощью тарировочного графика следует рассчитать величину
Z — F‘..
F o n ’
где Ft, Fon— температурная и опорная частоты (считы ваются с ленты приемно-регистрирующего устройства РМС-1).
118