Борьба с туманами на аэродромах

Военная экономика /
В и других странах — участницах агрессивного блока продолжаются интенсивные разработки новых образцов оружия и боевой техники, в том числе самолётов тактической и стратегической авиации.

Большое внимание уделяется при этом техническим средствам обеспечения полётов самолётов в любых погодных условиях.

По мнению иностранных специалистов, погодные условия в районах аэродромов оказывают существенное влияние на безопасность полётов и эффективность применения гражданской и военной авиации. Достаточно часто самолёты, оснащённые самым современным пилотажным и навигационным оборудованием, оказываются не в состоянии производить безопасный взлёт и совершать посадку из-за недостаточной видимости или малой высоты нижней кромки облаков над аэродромом. Причиной образования таких облаков чаще всего являются туманы.

По оценке американских специалистов, материальный ущерб, причиняемый туманами гражданской авиации США, составлял в 1969 году 70-80 млн. долларов, а в 1979 году он достигнет предположительно 170-180 млн. долларов. Закрытие аэродромов туманами может значительно снизить безопасность полётов военной авиации вообще, а в случае войны отрицательно скажется на эффективности и интенсивности её боевых действий. В настоящее время в США, Франции, Великобритании и ряде других стран широко проводятся исследовательские, экспериментальные и практические работы по борьбе с туманами в районах аэродромов. Статистические данные, опубликованные за рубежом, свидетельствуют, что причиной закрытия аэродромов для полётов вследствие снижения видимости ниже допустимых пределов в 80-95% случаев являются так называемые тёплые туманы, образующиеся при температуре воздуха выше 0°С. 5% случаев закрытия аэродромов в США и 20% во Франции и Великобритании связано с холодными туманами, которые образуются при температуре воздуха ниже 0°С.

По мнению иностранных специалистов, наибольшую опасность представляют тёплые туманы, так как они образуются чаще, а борьба с ними сложнее, чем с холодными туманами.

Борьба с холодными туманами


Рассеивание такого тумана иностранными специалистами проводится методом распыления в нем реагентов или катализаторов — сухого льда (твёрдой углекислоты) и жидкого пропана (рис. 1). Вышеназванные химические вещества вызывают переохлаждение капелек тумана, образование и быстрый рост кристаллов льда и выпадение их на землю.

Рис. 1. Распылитель жидкого пропана

На авиабазе ВВС США Элмендорф (Аляска) в течение нескольких лет холодные туманы рассеивались с помощью сухого льда. Распыление льда производилось на малой высоте против ветра и на расстоянии от ВПП, которое определялось в зависимости от силы и направления ветра в слое тумана. Распыление осуществлялось несколькими самолётами WC-130 с бортовым оборудованием для дробления и разбрасывания (распыления) сухого льда. По мере испарения льда окружающий воздух охлаждался до температуры -78°С, в результате чего в переохлаждённом тумане образовывались кристаллы льда, которые интенсивно росли и затем выпадали на землю в виде снежных хлопьев.

Американские специалисты подчёркивают, что успешное проведение операции по рассеиванию тумана в значительной степени зависит от правильного определения скорости и направления ветра, а также комплексного учёта всех местных метеорологических факторов и условий рельефа района аэродрома. Лучшие результаты получаются при распылении льда непосредственно над верхней границей тумана. За три месяца напряжённой лётной работы в 1969 году, связанной с полётами военно-транспортных самолётов в различные районы, в том числе в Юго-Восточную Азию, было обеспечено 180 посадок и 155 взлётов самолётов в условиях, которые обычно исключают их. За это время было проведено 61 распыление сухого льда, самолёты-распылители налетали 187 ч и израсходовали 8164 кг льда. С 1973 года засев облаков холодного тумана сухим льдом с самолётов практически не применяется. В настоящее время американские аэродромы в США и оборудуются более надёжными и экономичными наземными системами для борьбы с туманами.

На авиабазе Элмендорф проводилось опытное распыление реагент-катализатора, содержащего йодистое серебро.
Он обеспечивал ускоренное образование кристаллов льда из капелек тумана, но, как оказалось, его распыление должно осуществляться непосредственно в тумане и при более низких температурах, чем для сухого льда. Американские специалисты, проводившие эти работы, считают, что сухой лёд экономически более выгодно применять на крупных авиабазах, которые часто подвергаются воздействию холодных туманов.

В иностранной печати сообщалось об успешном использовании на парижском аэродроме Орли специально созданной системы из 60 распылителей жидкого пропана. Такие установки расположены по периметру лётного поля с учётом данных образования туманов и ветров на аэродроме. Распыление пропана, представляющего собой жидкость с низкой температурой кипения, приводит к образованию ледяных кристаллов, инициирует их рост за счёт переохлаждения капелек тумана и выпадение последних на землю. Установки системы связаны трубопроводами, по которым производится автоматическое регулирование подачи пропана в зависимости от силы тумана, направления и скорости ветра. Хотя стоимость системы оценивается в 5 млн. франков, её применение считается экономически оправданным. За год её функционирования из-за плохой видимости было отменено всего 15 полётов.

Американские специалисты, проводившие испытания по применению жидкого пропана на одной из авиабаз ВВС США, пришли к выводу, что наземная система по распылению пропана должна включать до 20 установок, а расход пропана в метаноле достигает 40 л/ч.

Борьба с тёплыми туманами


Борьба с тёплыми туманами, как следует из сообщений иностранной печати, может осуществляться различными способами, однако большинство из них признаны малоэффективными и пока рассматриваются в качестве теоретически возможных.

Американские и западногерманские специалисты называют следующие основные способы:

  • продувка больших масс воздуха через экран с мелкоячеистой сеткой, на которой осаждаются капельки тумана разбрызгивание в толще тумана водяных капель, способствующих коагуляции капелек тумана и выпадению их в виде осадков;
  • распыление сажи, усиливающей поглощение солнечной энергии и ускоряющей процесс естественного рассеивания тумана за счёт прогрева;
  • электризация капелек тумана, способствующая их коагуляции;
  • воздействие на капельки тумана звуком и ультразвуком для усиления процесса коагуляции;
  • механическое перемешивание тёплых верхних слоев воздуха с лежащим ниже туманом для его нагревания и стимулирования интенсивного испарения;
  • распыление гигроскопических веществ, поглощающих влагу, способствующих конденсации и выпадению капелек тумана на землю;
  • применение устройств для нагревании воздуха с целью интенсивного испарения частиц воды, образующих туман.

Американские специалисты практически уже используют способ борьбы с тёплыми тумаками по проекту «Фогти Клауд-V» в зоне Панамского канала. По этому проекту акватория покрывается плёнкой препятствующей испарению воды и, следовательно, образованию тумана.

В Великобритании испытывалась наземная установка для рассеивания тумана на ВПП механическим способом. Специалисты утверждают, что были получены обнадёживающие результаты. Весь агрегат устанавливается на автомобильном прицепе и состоит из трубы большого диаметра, в которую вмонтирован воздушный винт с приводом от авиационного двигателя и вращающаяся металлическая сетка с ячейками размером около 1 мм. Труба имеет также входное устройство, обеспечивающее стабилизацию воздушного потока перед сеткой. Сама сетка вращается специальным маломощным двигателем.

Под воздействием воздушного винта туман, проходя через сетку, частично осаждается на неё в виде мелких капель воды, которая стекает на землю. Эффект увеличивается вращением сетки, причём скорость подбирается такой, чтобы капельки волы в тумане сталкивались с ячейками сетки, коагулировались в большие капли и сбрасывались с сетки под действием центробежных сил.

Буксируя работающий агрегат вдоль ВПП, можно, как утверждается, создать удовлетворительные условия в месте посадки самолёта. На испытаниях при выходной скорости воздушного потока 6 м/с видимость увеличилась с 20 до 80 — 100 м. Специалисты указывают на возможность использования этой установки и для рассеивания холодного тумана.

В США создана наземная вентиляторная установка под названием Fog-Sweeper («чистильщик туманов»), предназначенная дли рассеивания химических веществ (рис. 2). Она включает мощный вентилятор с приводом от автономного двигателя, нейлоновый трубопровод длиной 30 м, устройство для подачи в воздушный поток жидкого или порошкообразного химического вещества, рассеивающего туман. Воздушный поток от вентилятора поднимает трубопровод на высоту 25-30 м и выбрасывает смесь воздуха с химическим веществом на высоту до 60 м. С помощью этой установки проводились испытания по рассеиванию тёплых туманов с применением, в частности, сухих и жидких полиэлектролитов — веществ, несущих электрические заряды, которые заставляют частицы тумана соединяться. При этом плотность их в единице объёма воздуха уменьшается, что повышает прозрачность тумана. Такие полиэлектролиты могут быть применены и с самолётов (вертолётов).

Установка для рассеивания туманаРис. 2. Установка для рассеивания тумана

Как утверждается, «чистильщик туманов» обеспечивал удовлетворительные условия для посадки самолётов на нужном участке ВПП через 20-25 мин после окончания распыления. На этой установке возможно применение и других химических веществ.

ВВС США испытывали возможности рассеивания тёплого тумана путём распыления (высева) над ВПП с самолёта мочевины в качестве гигроскопического вещества. Американские специалисты пришли к выводу, что эффективным методом рассеивания тёплого тумана является комбинированный, включающий гигроскопический засев (мочевиной) с последующим механическим перемешиванием воздуха ротором вертолёта.

Механическое смешение тёплых и верхних слоев воздуха с лежащим ниже туманом для его интенсивного испарения, по мнению иностранных специалистов, может достаточно успешно применяться для борьбы с тёплыми приземными туманами, имеющими небольшую толщину слоя. Смешение воздуха осуществляется ротором тяжёлого вертолёта, летающего на малой скорости и на высоте верхней границы тумана. Вертолёт обычно выполняет несколько заходов в зависимости от плотности тумана, температуры окружающих воздушных масс, интенсивности солнечного света и других условии данного района.

Наиболее эффективным способом борьбы с тёплыми туманами иностранные специалисты считают нагрев воздуха для интенсивного испарения частиц воды, образующих туман. Это рекомендуется делать с помощью реактивных двигателей самолётов, дающих высокотемпературную газовую струю, или специальных горелок на жидком пропане.

На американской авиабазе Травис (штат Калифорния) проводились испытания по рассеиванию тумана путём нагревания его двигателями военно-транспортных самолётов С-141 «Старлифтер». На одном из испытаний при густом тумане (видимость 300 м, толщина тумана 90 м, температура воздуха 0,5°С, боковой ветер 1-2 м/с) четыре самолёта С-141 устанавливались по осевой линии ВПП с дистанцией 255 м. Были приведены три пятиминутных цикла работы двигателей с пятиминутными интервалами. Во всех случаях в течение 3 мин видимость увеличивалась в 2,5 раза (до 800 м) на участке до 1000 м. Через 2 мин после выключения двигателей устанавливалась первоначальная видимость.

Во Франции проводились испытания по рассеиванию тёплых туманов с помощью турбореактивных двигателей, отработавших ресурс на самолётах. В результате испытаний была создана установив Turbodair, успешно работающая в парижском аэропорту Орли с 1970 года.

Эта установка состоит из 12 двигателей «Атар» 101D, размещённых вблизи ВПП в подземных бетонированных шахтах (600 м от точки приземления самолётов). Такое размещение двигателей делает уровень атмосферных возмущений на ВПП незначительным и не создаёт трудностей для приземляющихся и взлетающих самолётов.

В зависимости от конкретных условий на участке ВПП включается необходимое количество двигателей, которые выбрасывают газовые струи в определённом направлении. В результате температура воздуха повышается на несколько градусов и происходит интенсивное испарение тумана. Так, например, восемь двигателей рассеивают туман до высоты 30 м в интервале ±300 м относительно порога ВПП и создают удовлетворительные условия для посадки самолётов типа DC-3, Боинг 707, «Каравелла». Французские специалисты крупным недостатком этой установки считают большую зависимость эффективности её работы от скорости и направления ветра.

В последние годы изучается возможность борьбы с туманами с помощью лазеров. Американская фирма «Боинг», например, проводила лабораторные исследования возможности удаления тумана с ВПП или его значительного просветления с помощью лазера на окиси кислорода. В результате установлено, что лазерное излучение на определённой волне интенсивно поглощается каплями воды, а парами практически не поглощается. В связи с этим лазер избирательно передавая свою энергию, интенсивно испаряет капли тумана. При этом 1/3 поглощённой энергии лазера идёт на испарение, а 2/3 — на повышение температуры воздуха, предотвращающее реконденсацию паров воды.

Установлено, что для поддержания удовлетворительной видимости в течение 60 с в зоне объёмом 30x30x500 м необходим лазер непрерывного излучения мощностью 107 Вт, что пока превышает практические возможности современных лазерных систем.

По мнению иностранных специалистов, известные в настоящее время способы борьбы с холодными туманами могут достаточно успешно применяться для обеспечения боевых действий военной авиации Что касается борьбы с тёплыми туманами, то перспективным считается метод электрической коагуляции, который усиленно разрабатывается в США.

Как свидетельствует иностранная печать, командования вооружённых сил основных капиталистических стран, расширяя подготовку к развязыванию новых агрессивных войн, большое значение придают обеспечению использования авиации в сложных метеорологических условиях.
  • alldmi
  • 0
  • 0

Похожие записи

0 комментариев

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.