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.