У США та інших країнах - учасницях агресивного блоку НАТО тривають інтенсивні розробки нових зразків зброї і бойової техніки, в тому числі літаків тактичної і стратегічної авіації.
Велика увага приділяється при цьому технічних засобів забезпечення польотів літаків в будь-яких погодних умовах.
На думку іноземних фахівців, погодні умови в районах аеродромів істотно впливають на безпеку польотів і ефективність застосування цивільної та військової авіації. Досить часто літаки, оснащені найсучаснішим пілотажним і навігаційним обладнанням, виявляються не в змозі виробляти безпечний зліт і здійснювати посадку через недостатньої видимості або малої висоти нижньої кромки хмар над аеродромом. Причиною утворення таких хмар найчастіше є тумани.
На думку іноземних фахівців, найбільшу небезпеку представляють теплі тумани, так як вони утворюються частіше, а боротьба з ними складніше, ніж з холодними туманами.
Боротьба з холодними туманами
Розсіювання такого туману іноземними фахівцями проводиться методом розпилення в ньому реагентів або каталізаторів - сухого льоду (твердої вуглекислоти) і рідкого пропану (рис. 1). Вищеназвані хімічні речовини викликають переохолодження крапельок туману, освіту і швидке зростання кристалів льоду і випадання їх на землю.
Мал. 1. Розпилювач рідкого пропану
На авіабазі ВПС США Елмендорф (Аляска) протягом декількох років холодні тумани розсіювалися за допомогою сухого льоду. Розпилення льоду вироблялося на малій висоті проти вітру і на відстані від ВПП, яке визначалося в залежності від сили і напряму вітру в шарі туману. Розпилення здійснювалося декількома літаками WC-130 «Геркулес» з бортовим обладнанням для дроблення і розкидання (розпилення) сухого льоду. У міру випаровування льоду навколишнє повітря охолоджувався до температури -78 ° С, в результаті чого в переохолоджених тумані утворювалися кристали льоду, які інтенсивно росли і потім випадали на землю у вигляді сніжинок.
Американські фахівці підкреслюють, що успішне проведення операції по розсіюванню туману в значній мірі залежить від правильного визначення швидкості і напрямку вітру, а також комплексного врахування всіх місцевих метеорологічних факторів і умов рельєфу району аеродрому. Кращі результати виходять при розпилюванні льоду безпосередньо над верхньою межею туману. За три місяці напруженої льотної роботи в 1969 році, пов'язаної з польотами військово-транспортних літаків в різні райони, в тому числі в Південно-Східну Азію, було забезпечено 180 посадок і 155 злетів літаків в умовах, які зазвичай виключають їх. За цей час було проведено 61 розпорошення сухого льоду, літаки-розпилювачі налітали 187 ч і витратили 8164 кг льоду. З 1973 року засів хмар холодного туману сухим льодом з літаків практично не застосовується. В даний час американські аеродроми в США і ФРН обладнуються більш надійними й економічними наземними системами для боротьби з туманами.
На авіабазі Елмендорф проводилося дослідне розпорошення реагент-каталізатора, що містить йодисте срібло. Він забезпечував прискорене утворення кристалів льоду з крапельок туману, але, як виявилося, його розпорошення має здійснюватися безпосередньо в тумані і при більш низьких температурах, ніж для сухого льоду. Американські фахівці, які проводили ці роботи, вважають, що сухий лід економічно більш вигідно застосовувати на великих авіабазах, які часто піддаються впливу холодних туманів.
В іноземній пресі повідомлялося про успішне використання на паризькому летовищі Орлі спеціально створеної системи з 60 розпилювачів рідкого пропану. Такі установки розташовані по периметру льотного поля з урахуванням даних освіти туманів і вітрів на аеродромі. Розпилення пропану, що представляє собою рідину з низькою температурою кипіння, призводить до утворення крижаних кристалів, ініціює їх зростання за рахунок переохолодження крапельок туману і випадання останніх на землю. Установки системи пов'язані трубопроводами, за якими проводиться автоматичне регулювання подачі пропану в залежності від сили туману, напрямку і швидкості вітру. Хоча вартість системи оцінюється в 5 млн. Франків, її застосування вважається економічно виправданим. За рік її функціонування через погану видимість було скасовано всього 15 польотів.
Американські фахівці, які проводили випробування по застосуванню рідкого пропану на одній з авіабаз ВПС США, дійшли висновку, що наземна система з розпилення пропану повинна включати до 20 установок, а витрата пропану в метанолі досягає 40 л / год.
Боротьба з теплими туманами
Боротьба з теплими туманами, як випливає з повідомлень іноземної преси, може здійснюватися різними способами, однак більшість з них визнані малоефективними і поки розглядаються в якості теоретично можливих.
Американські і західнонімецькі фахівці називають такі основні способи:
- продування великих мас повітря через екран з мелкоячеистой сіткою, на якій осідають крапельки туману розбризкування в товщі туману водяних крапель, що сприяють коагуляції крапельок туману і випадання їх у вигляді опадів;
- розпорошення сажі, що підсилює поглинання сонячної енергії і прискорює процес природного розсіювання туману за рахунок прогріву;
- електризація крапельок туману, що сприяє їх коагуляції;
- вплив на крапельки туману звуком і ультразвуком для посилення процесу коагуляції;
- механічне перемішування теплих верхніх шарів повітря з лежачим нижче туманом для його нагрівання і стимулювання інтенсивного випаровування;
- розпорошення гігроскопічних речовин, поглинаючих вологу, що сприяють конденсації і випадання крапельок туману на землю;
- застосування пристроїв для нагрівання повітря з метою інтенсивного випаровування частинок води, що утворюють туман.
Американські фахівці практично вже використовують спосіб боротьби з теплими стусанами за проектом «Фогт Клауд-V» в зоні Панамського каналу. За цим проектом акваторія покривається плівкою перешкоджає випаровуванню води і, отже, утворення туману.
У Великобританії випробовувалася наземна установка для розсіювання туману на ЗПС механічним способом. Фахівці стверджують, що були отримані обнадійливі результати. Весь агрегат встановлюється на автомобільному причепі і складається з труби великого діаметру, в яку вмонтований повітряний гвинт з приводом від авіаційного двигуна і обертається металева сітка з осередками розміром близько 1 мм. Труба має також вхідний пристрій, що забезпечує стабілізацію повітряного потоку перед сіткою. Сама сітка обертається спеціальним малопотужним двигуном.
Під впливом повітряного гвинта туман, проходячи через сітку, частково осідає на неї у вигляді дрібних крапель води, яка стікає на землю. Ефект збільшується обертанням сітки, причому швидкість підбирається такий, щоб крапельки воли в тумані стикалися з осередками сітки, коагульованої в великі краплі і скидалися з сітки під дією відцентрових сил.
Буксируючи працює агрегат уздовж ЗПС, можна, як стверджується, створити задовільні умови в місці посадки літака. На випробуваннях при вихідної швидкості повітряного потоку 6 м / с видимість збільшилася з 20 до 80 - 100 м. Фахівці вказують на можливість використання цієї установки і для розсіювання холодного туману.
У США створена наземна вентиляторна установка під назвою Fog-Sweeper ( «чистильник туманів»), призначена дли розсіювання хімічних речовин (рис. 2). Вона включає потужний вентилятор з приводом від автономного двигуна, нейлоновий трубопровід довжиною 30 м, пристрій для подачі в повітряний потік рідкого або порошкоподібного хімічної речовини, що розсіює туман. Повітряний потік від вентилятора піднімає трубопровід на висоту 25-30 м і викидає суміш повітря з хімічною речовиною на висоту до 60 м. За допомогою цієї установки проводилися випробування по розсіюванню теплих туманів із застосуванням, зокрема, сухих і рідких поліелектролітів - речовин, що несуть електричні заряди, які змушують частки туману з'єднуватися. При цьому щільність їх в одиниці об'єму повітря зменшується, що підвищує прозорість туману. Такі поліелектроліти можуть бути застосовані і з літаків (вертольотів).
Як стверджується, «чистильник туманів» забезпечував задовільні умови для посадки літаків на потрібній ділянці ЗПС через 20-25 хв після закінчення розпилення. На цій установці можливе застосування і інших хімічних речовин.
ВВС США відчували можливості розсіювання теплого туману шляхом розпилення (висіву) над ЗПС з літака сечовини в якості гигроскопического речовини. Американські фахівці прийшли до висновку, що ефективним методом розсіювання теплого туману є комбінований, що включає гігроскопічний засів (сечовиною) з наступним механічним перемішуванням повітря ротором вертольота.
Механічне змішання теплих і верхніх шарів повітря з лежачим нижче туманом для його інтенсивного випаровування, на думку іноземних фахівців, може досить успішно застосовуватися для боротьби з теплими приземними туманами, що мають невелику товщину шару. Змішання повітря здійснюється ротором важкого вертольота, що літає на малій швидкості і на висоті верхньої межі туману. Вертоліт зазвичай виконує декілька заходів в залежності від щільності туману, температури оточуючих повітряних мас, інтенсивності сонячного світла та інших умови даного району.
Найбільш ефективним способом боротьби з теплими туманами іноземні фахівці вважають нагрівання повітря для інтенсивного випаровування частинок води, що утворюють туман. Це рекомендується робити за допомогою реактивних двигунів літаків, що дають високотемпературну газову струмінь, або спеціальних пальників на рідкому пропані.
На американській авіабазі Травіс (штат Каліфорнія) проводилися випробування по розсіюванню туману шляхом нагрівання його двигунами військово-транспортних літаків С-141 «Старліфтер». На одному з випробувань при густому тумані (видимість 300 м, товщина туману 90 м, температура повітря 0,5 ° С, бічний вітер 1-2 м / с) чотири літаки С-141 встановлювалися по осьовій лінії ЗПС з дистанцією 255 м. Були наведені три п'ятихвилинних циклу роботи двигунів з п'ятихвилинними інтервалами. У всіх випадках протягом 3 хв видимість збільшувалася в 2,5 рази (до 800 м) на ділянці до 1000 м. Через 2 хв після вимкнення двигунів встановлювалася первісна видимість.
У Франції проводилися випробування по розсіюванню теплих туманів за допомогою турбореактивних двигунів, які відпрацювали ресурс на літаках. В результаті випробувань була створена встановивши Turbodair, яка успішно працює в паризькому аеропорту Орлі з 1970 року.
Ця установка складається з 12 двигунів «Атар» 101D, розміщених поблизу ЗПС в підземних бетонованих шахтах (600 м від точки приземлення літаків). Таке розміщення двигунів робить рівень атмосферних збурень на ЗПС незначним і не створює труднощів для приземляються і злітають літаків.
Залежно від конкретних умов на ділянці ЗПС включається необхідну кількість двигунів, які викидають газові струмені в певному напрямку. В результаті температура повітря підвищується на кілька градусів і відбувається інтенсивне випаровування туману. Так, наприклад, вісім двигунів розсіюють туман до висоти 30 м в інтервалі ± 300 м відносно порога ЗПС і створюють задовільні умови для посадки літаків типу DC-3, Боїнг 707, «Каравела». Французькі фахівці великим недоліком цієї установки вважають велику залежність ефективності її роботи від швидкості і напряму вітру.
В останні роки вивчається можливість боротьби з туманами за допомогою лазерів. Американська фірма «Боїнг», наприклад, проводила лабораторні дослідження можливості видалення туману з ВПП або його значної просвітлення за допомогою лазера на окису кисню. В результаті встановлено, що лазерне випромінювання на певній хвилі інтенсивно поглинається краплями води, а парами практично не поглинається. У зв'язку з цим лазер вибірково передаючи свою енергію, інтенсивно випаровує краплі туману. При цьому 1/3 поглиненої енергії лазера йде на випаровування, а 2/3 - на підвищення температури повітря, що запобігає реконденсацію парів води.
Встановлено, що для підтримки задовільної видимості протягом 60 с в зоні об'ємом 30x30x500 м необхідний лазер безперервного випромінювання потужністю 107 Вт, що поки перевищує практичні можливості сучасних лазерних систем.
На думку іноземних фахівців, відомі в даний час способи боротьби з холодними туманами можуть досить успішно застосовуватися для забезпечення бойових дій військової авіації Що стосується боротьби з теплими туманами, то перспективним вважається метод електричної коагуляції, який посилено розробляється в США.
Як свідчить іноземна друк, командування збройних сил основних капіталістичних країн, розширюючи підготовку до розв'язування нових агресивних воєн, великого значення надають забезпеченню використання авіації в складних метеорологічних умовах.