Индекс материала
Самолеты для научных исследований
стр.2

 

Самолеты для исследования атмосферы, природных ресурсов и  метеозащиты

В Советском Союзе ведущей организацией по тематике зондирования и  исследования атмосферы была Центральная аэрологическая обсерватория (ЦАО), образованная в г. Долгопрудном в 1940 г. путем слияния двух групп: аэронавтов из ликвидированного долгопрудненского «Дирижаблестроя» и ученых.

До войны и первое послевоенное время  для этих целей   использовались метеозонды и аэростаты. Авиацию   широко  начали применять   с 50-х годов. Полеты  выполнялись на  разных типах самолётов, как гражданских, так и военных  (ПО-2, Як-18Т, Ан-2, ЛИ-2, ИЛ-12, ИЛ-14. В последующие десятилетия в метеолаборатории переоборудовались  более высотные самолеты  - Ил-18, Як-40.

Первым  самолетом, поднявшим метеоприборы на большую высоту, стал Ан-6 «Метео» (на базе Ан-2) - зондировщик атмосферы  для высотных, метеорологических и геофизических исследований. Для этого на двигателе АШ-62ИР был установлен компрессор ТК-19, обеспечивающий поддержание мощности 850 л.с. до высоты 9500 м. Кроме того, в самолете была оборудована кабина наблюдателя перед килем для достижения наилучшего обзора вверх, в стороны и вперед поверх крыльев.

Первый советский  зондировщик атмосферы Ан -6 "Метео"

Следующими  самолетами,    оборудованными  для зондирования атмосферы,  стали Ли-2. Одним из первых  в  Ли-2 «Метео» был переоборудован самолет с бортовым обозначением СССР-Л4890. В дальнейшем  новую профессию  обрели  машины  с бортовыми номерами  Л54909,  Л83962 и

Л84713, которые отличались   только набором установленного  метеооборудования.

С появлением в начале 50-х   Ил-14 парк самолетов–зондировщиков  стал пополняться ими, и в течение 1957 – 1963 гг.  в Советском Союзе функционировала   сеть самолетного  зондирования атмосферы, насчитывавшая 30 пунктов. Созданная по инициативе ученых Центральной аэрологической обсерватории (А.М. Боровиков, В.А. Девятова)  и работавшая по разработанным ими же методикам, эта сеть внесла значительный вклад в метеорологические исследования.

Ежедневно,  в  строго определенные  часы,  метеосамолеты  взлетали с  приписных аэродромов и по определенной схеме  проводили  вертикально-горизонтальное  зондирование  атмосферы (ВГЗА) от приземного слоя до высоты потолка самолета. Помимо  инструментальной фиксации  на разных высотах   основных параметров атмосферы: давления,  температуры,  водности облаков, находившиеся на борту  аэрологи  производили  большой объем визуальных наблюдений: определяли вид облаков, высоты их нижней и верхней кромок, другие характеристики.

Максимальный потолок Ил-14 не превышал 7000 метров, но  в начале 60-х к системе зондирования были  подключены четыре,  переданных из ВВС  реактивных самолета Ил-28,  потолок которых был уже 12  км, что позволяло проводить зондирование  по всей толще тропосферы.  Для исследования  атмосферы на малых высотах  периодически использовали самолеты ПО-2, базировавшиеся на аэродроме в г.Долгопрудном.

Благодаря  самолетному зондированию, проводившемуся  на регулярной основе во все сезоны года    в течение многих лет и в  разных климатических  зонах СССР,  был получен уникальный и полезный  для  научных и прикладных целей материал.

Научные исследования в области физики атмосферы проводили многие  научно-исследовательские институты и обсерватории Госкомгидромета СССР. Почти в каждом таком учреждении  для  исследования атмосферы использовали самолеты. Поскольку ведущей в этом отношении всегда была Центральная аэрологическая обсерватория, ниже будут  представлены только летающие  метеолаборатории  этой обсерватории.

Большой цикл самолётных исследований был проведен в 1959-1965г. на опытном самолёте ТУ-104Б, предоставленном ученым ЦАО Государственным научно исследовательским институтом гражданской авиации (ГосНИИГА). Этот самолет предстояло эксплуатировать на высотах, не освоенных пассажирскими самолетами, и было важно иметь четкое представление о характере атмосферных явлениях на них. Эта цель и была главной при оборудовании самолета   исследовательской аппаратурой. Предстояло как можно больше информации получить о струйных течениях, о существовании  которых ученые знали, но только в общих чертах. Было известно, что  такие течения довольно распространены на больших высотах и  они как-то могут влиять на безопасность полетов. В этом же плане предполагалось изучать  на  маршрутах будущих полетов Ту-104  и  другие малоизученные  явления  -   атмосферное электричество и  турбулентность в высоких слоях тропосферы.

В этих важных для науки и авиации исследовательских полётах  принимали участие  ученые и специалисты ЦАО − C.М. Шметер, Н.К. Винниченко, А.Н. Пахомов, Г.Н. Шур. На Ту-104Б впервые в СССР были установлены и использованы доплеровская система («Трасса») для измерения ветра и  комплекс аналоговой пульсационной аппаратуры, регистрирующий данные о пульсациях метеоэлементов в широком диапазоне масштабов. Кроме того, на самолете имелась усовершенствованная аппаратура для измерения основных термодинамических параметров атмосферы и ряд других приборов.

Данные, полученные  по результатам  полетов,  после  обработки на ЭВМ легли в основу разработанной Г.Н. Шуром  гепотезы о спектре турбулентности в устойчиво стратифицированной атмосфере, в последующем получившей  развитие и ставшей  известной специалистам  теорией Шура-Ламли.

Первым самолетом, в полном смысле  соответствующим статусу  летающей метеолаборатории,  стал  Ил-18  с  известным бортовым номером 75 716.  Известен же он был тем, что   ранее  был личным  самолетом  Н. С. Хрущева, на котором  советский лидер летал до те пор, пока не пересел в полюбившийся ему Ту-104.  Работы по переоборудованию проводили на заводе № 30 в Москве. Научную аппаратуру весом около 4 тонн разместили в салонах самолета и специальном подфюзеляжном контейнере. Ее установкой занимались специалисты  созданной при ЦАО Летной экспедиции,  начальником которой  стал Юриков Виктор Петрович,  бывший аэронавт и пилот ГВФ, а главным инженером −  Иван Федорович Локтионов, который, что называется, дневал и ночевал на  самолете в течение всего времени, пока вся научная аппаратура не заняла на самолете отведенное ей место.

В то время самолет принадлежал  Управлению полярной авиации (УПА) с местом базирования в аэропорту Шереметьево. Первым командиром  экипажа  метеолаборатории  75716 был полярный летчик Г.И. Шуварин, а после  ликвидации УПА  -   В. Шубин  и Г.Ступак. Особенно много налетал часов по научно-исследовательским программам  на 75716-м  пилот Владимир Иванович Шубин.  … Атмосфера над вулканами Камчатки и Kурильских остовов,  горами Кавказа, песками Средней Азии, таежными массивами Сибири, тундрой Севера,  водами всех внутренних морей и Тихого  океана, ледяным панцирем Арктики - все  это  было объектом исследований ученых ЦАО.  И  над всеми этими видами   подстилающей поверхности  с целью ее сканирования неоднократно проносилась на минимально безопасной высоте  летающая лаборатория Ил-18 75716, управляемая  классным пилотом  Володей Шубиным.

Первоначально  самолет предназначался для  подспутниковых  экспериментов - прежде всего для проверки данных и результатов, передаваемых метеоспутниками. Последние только-только  начинали использовать для получения  и передачи в учреждения Госкомгидромета различной метеоинформации  и завоевать  доверие  у  специалистов  еще не успели.  Синхронно со спутниками полеты самолета позволяли быстрей отлаживать и доводить до ума аппаратуру, устанавливаемую на спутниках.

Потом к этим функциям 716 – го  были добавлены    наблюдения за запуском геофизических ракет в высоких широтах Арктики. А  с начала 70-х летающая    метеолаборатория  стала  главной  воздушной лошадкой ученых  ЦАО, «оседлавших» научного коня на долгие годы. В 1968 году самолет был передан на баланс 63-го летного отряда ЦУ МВС, но фактическим его владельцем уже тогда стал ГосНИИГА.

Десятки научных программ,  практически, всех  научных отделов ЦАО  были выполнены за эти годы. 716-я была задействована и в  нескольких международных программах, наиболее масштабной из которых была ТРОПЭКС – 74. В этой программе, кроме двух  советских летающих лабораторий  Ил-18 ( ЦАО и ГГО),  участвовали  самолеты-метеолаборатории США, Канады, Англии, Франции, Австралии… Может быть, наши  несколько слабее выглядели в части  технического  исполнения исследовательской аппаратуры, но по ее функциональности и, особенно,   по составу научного персонала  экспедиции (А.М. Боровиков, Ю.В. Мельничук, Г.Н. Шур, И.П. Мазин, А.Н. Невзоров)   и мастерству пилотов советская авиагруппа была в этой программе  на лидирующих позициях..

В  1976 году,  когда у  «716» - го был на исходе ресурс,  владелец самолета  ГосНИИГА  выделил  для продолжения исследовательских работ новую машину − Ил-18 Д -75598. Так ЦАО без особых хлопот обзавелась  новой  «лошадкой», к тому же обладавшей большей продолжительностью полета нежели у прежней. ("Семьсот шестнадцатый" борт  после демонтажа оборудования   передали в Ульяновскую школу высшей летной подготовки, где в 1980 г. и завершилась  его насыщенная летная  жизнь).

Переоборудование нового борта проводилось на заводе № 240. Вокруг фюзеляжа и под концами консолей крыла появились различные трубки для забора проб воздуха, и пилоны для  крепления многочисленных датчиков. В передней и задней части фюзеляжа установили направленные вниз фотокамеры,  в  заднем туалете разместили фотокомнату.   Весной 1977 г. самолет перегнали в Шереметьево, но еще какое-то время  сотрудники ЛНИЦ  на стоянке ГосНИИ ГА  устанавливали  и отлаживали  научную аппаратуру внутри салона.

Самой трудоемкой была установка бортовой метеорологической станции  РЛС БМР-1. Ее установили под  центропланом, блоки разместили в переднем багажном отсеке, а для доступа к ним  из пассажирской кабины  сделали  лаз, через который во время полета  сновали вверх-вниз специалисты отдела радиолокации. Лаз  оказался неудобным для пользования, в багажном отсеке был страшный гул и вибрация, и Володя Ермаков −  соавтор  и оператор этой РЛС -  к концу полета был измочален так, что его пошатывало даже после полета. Но, как  говорится, наука требует жертв и  Володя  мужественно переносил тяготы  экспериментатора.

Другим операторам  в полете тоже приходилось  изрядно намять бока  под столом. Дело в том, что большинство приборов,  установленных  на борту летающей лаборатории не были серийными,  их разработчики постоянно   совершенствовали, отчего аппаратура  в полете  порой начинала вести себя  «неправильно». В таких случаях операторам приходилось  с отверткой, а то и с паяльником,    доводить  аппаратуру «до ума», пребывая под столом в самых невероятных позах.

После  нескольких пробных  вылетов из Шереметьева, самолет-метеолаборатория 75598 с достоинством продолжил нести научную вахту по программам ЦАО на территории СССР,  периодически  участвуя  в  совместных  экспериментах по  другим исследовательским программам.

…В 1974 г. по  решению Совмина СССР в ЦАО был образован  Летный научно-исследова-тельский центр (ЛНИЦ), основными задачами которого являлись:

-организация и выполнение летных исследований по тематике Росгидромета;

-разработка и летные испытания самолетной бортовой научной аппаратуры и испытания средств для активных воздействий;

- проведение опытных и опытно-производственных работ по активным воздействиям на облака и осадки.

В создании ЛНИЦ,  организации научно-исследовательских работ и оборудовании первых самолетов-лабораторий участвовали сотрудники ЦАО: В.П. Беляев, В.К. Бабарыкин, Н.К. Винниченко, Г.Н. Костяной, Г.Н. Шур, В.Ф. Гракович, В. К. Дмитриев. Организацию летной работы осуществляли   бывшие летчики гражданской и военной авиации: Пименов А.Н. – занимавший должность Заместителя начальника ЛНИЦ , Осипов Б.С. - начальник летно-технической базы,   Сливка  А.Р. – начальник штаба.

Летный парк ЛНИЦ состоял  из группы многоцелевых самолетов-метеолабораторий (СМЛ) ИЛ-18Д, АН-12 и ТУ-16, получившей обобщенное условное наименование "Циклон" ( позже к этой линейке добавили Ан-26).  Эти самолеты широко использовались для работ по физике облаков и для активных воздействий с целью модификации осадков. Высокая эффективность использования СМЛ "Циклон" стала следствием их оборудования уникальным набором измерительной аппаратуры, предназначенной для изучения разномасштабной структуры облаков и осадков. При этом большая часть самолетов была нацелена на проведение опытных и практических работ по активному воздействию на облака (два Ан-12,  один Ан-26 и два Ту-16). На последних в бомбоотсеках установили кассетные держатели для отстрела метеопиропатронов с йодистым серебром и контейнеров для  высокомарочного цемента. Спецпатроны и цемент использовались для вызова дождя  из мощной кучево-дождевой облачности. В состав экипажа Ту-16 входили два аэрометеоролога – один сидел в кресле второго штурмана, другой – в кресле стрелка в хвостовой кабине.

В некоторых источниках указывается, что  первым «боевым крещением» Ту-16 «Циклон» стали полеты летом 1980 года над Москвой для обеспечения погоды во время Олимпийских игр.  Может быть, какой-то Ту-16 с этой целью и вылетал, но погода в те дни  была преимущественно  антициклональной  и нет никаких оснований считать, что погода была обеспечены методом  искусственного воздействия на дождевые облака.

Более правдоподобной выглядит версия применения Ту-16 для разрушения мощных кучево-дождевых облаков в  1986 году  при ликвидации последствий Чернобыльской аварии. Тогда для решения этой задачи была привлечена целая авиагруппа самолетов-метеолабораторий.

Опыты по использованию самолетов  с целью вызывания искусственных осадков были начаты в ЦАО в 1948 г. по инициативе И.И. Гайворонского. В 1954 г. была создана Лаборатория активных воздействий, которая выросла затем в отдел, который в течение 22 лет возглавлял  И.И. Гайворонский.

В  конце 70-х, начале 80-х отдел, который уже возглавлял Серегин Ю.А., работал над разработкой методов активных воздействий  на облака с целью регулирования осадков. Именно в это время один из соратников  ЦАО предложил начальнику Главмосдоруправления Лифшицу Б.А. использовать этот метод для  уменьшения количества выпадавшего на  улицы Москвы снега. Начальник Главка, в функции которого входила уборка  московских улиц, заинтересовался авиационно-метеорологическим ноу-хау и вошел с соответствующим  предложением в Моссовет. Обильные снегопады затрудняли  жизнь столицы, уборка снега с улиц обходилась городу  дорого и  руководство Москвы поддержало инициативу Главмосдоруправления. При этом  одним из аргументов в поддержку данного решения было то, что самолеты было решено использовать не только в зимнее время для борьбы со снегопадами, но и в течение всего года для «улучшения погодных условий во время проведения в столице общегосударственных и городских праздничных мероприятий».

Решением Моссовета №3013 от 19 октября 1981 г.  В структуре Главмосдоруправления  создается Экспериментально-производственная лаборатория, которую возглавили сотрудники ЛНИЦ ЦАО Пименов А.Н. и главный инициатор внедрения авиационного метода «уборки улиц от снега» Скачков С.А.

Первые  три года лаборатория выполняла работы на  практически необорудованных для проведения экспериментов самолетах Ил-14. С 1985 г. -  с первых из  8 заказанных Моссоветом самолетов А-30, оборудованных средствами воздействия. Ан-30М "Метеозащита" – такую маркировку получил новый самолет. Внешне он отличался от серийных  аэрофотосъемочных  обтекателем РЛС "Гроза М-30" (установлена под кабиной штурмана ). В салоне  самолета-метеозащиты  (была предусмотрена возможность установки нескольких контейнеров для регулируемого сброса на облака гранулированной углекислоты, а на фюзеляжном пилоне – устройство для отстрела метеопиропатронов с йодистым серебром.

Полеты самолетов-метеозащиты на борьбу со снегопадом производились с аэродрома Быково в период прохождения циклона, практически   – круглосуточно. Для осуществления руководства полетами и получения объективной информации по результатам воздействия в Крылатском в середине 80-х была установлена аппаратура связи и современный метеорадиолокатор МРЛ-5 с комплексом АКСОПРИ- автоматизированного комплекса сбора, обработки и представления радиолокационной информации.

Экспериментально-производственная лаборатория Главмосдоруправления работала по тематике метеозащиты Москвы  в течение 10 лет  вплоть до распада СССР. Относительно результатов ее работы – никаких официальных оценок не опубликовано.