ПРИМЕНЕНИЕ РАДИОЛОКАЦИИ В МОРСКОЙ И РЕЧНОЙ НАВИГАЦИИ
Применение на морских и речных судах радиолокационной аппаратуры и особенно радиолокационных станций, имеющих индикатор кругового обзора, значительно упрощает навигацию кораблей ночью и при неблагоприятных метеорологических условиях. Индикатор кругового обзора такой станции выполняется обычно в виде выносного блока и размещается для удобства на капитанском мостике или непосредственно у рулевого.
При круговом вращении антенны и применении в качестве индикатора электронно лучевой трубки с длительным послесвечением экрана (соизмеримым по времени с периодом вращения антенны) на последнем будет получаться радиолокационное изображение местности, окружающей судно. Если это спокойная вода, то отражение радиоволн будет зеркальным и интенсивность отраженной в направлении на радиолокационную станцию энергии будет .незначительной. При отражении радиоволн от суши, которая обычно имеет неровную поверхность, происходит рассеянное отражение и интенсивность принимаемого сигнала будет больше, чем в случае отражения от поверхности воды. Интенсивность сигналов, отражаемых от мостов, молов и портовых сооружений, а также соседних судов, получается еще большей. Таким образом, на экране индикатора воспроизводится своеобразная радиолокационная карта местности, на которой наиболее отчетливо бывает видна береговая полоса. На этой же карте, на темном фоне (поверхность воды) наблюдаются светлые отметки сигналов, отраженных от других судов, лодок и буев. На рис. 2 показан экран индикатора обзорной корабельной радиолокационной станции, на котором видны береговая полоса залива, мост, перекинутый через него, и местоположение корабля.
Однако радиолокационная карта не всегда может полностью соответствовать действительной конфигурации береговой полосы, так как низменные берега не имеют резко выраженных очертаний на экране индикатора. Поэтому для облегчения вождения судов и распознавания береговых очертаний изображение экрана совмещают в некоторых случаях с картой, для чего применяют либо специальные проекционные устройства, проектирующие изображение карты на экран индикатора, либо контурные карты, выполненные на прозрачном материале и располагаемые над экраном индикатора. Совмещение таких карт с изображением на экране производится по участкам местности, дающим четкие радиолокационные отражения, — радиолокационным ориентирам.
Кроме этого, в ряде случаев для увеличения интенсивности сигналов, отражаемых от береговой полосы или от небольших буев, применяют так называемые уголковые отражатели, состоящие из трех взаимно перпендикулярных пересекающихся плоскостей. Если на такой отражатель падает луч, то он трехкратно отражается, в результате чего луч возвращается обратно к радиолокационной станции.
Установка в определенных местах на берегу или на буях уголковых отражателей, являющихся своеобразными пассивными радиолокационными маяками-ориентирами, значительно облегчает навигацию судов.
Оборудование судов радиолокационными станциями, кроме повышения безопасности плавания, приносит и значительные экономические выгоды, позволяя увеличить при движении в темноте или в условиях плохой видимости среднюю скорость корабля, уменьшить отклонение от намеченного курса и сократить путь, необходимый для обхода навигационных препятствий.
В китобойном промысле радиолокационные станции позволяют определять с корабля-матки на расстояниях в десятки километров в туман, шторм и пургу положение всех китобойных ботов, указывать им направление на корабль, определять местоположение китов по выбрасываемым ими фонтанам воды. В рыболовном промысле радиолокационные станции могут быть использованы для отыскания места траления, обнаружения сетей по буям, на которых укреплены специальные радиолокационные отражатели. С помощью таких станций можно определять положение самолета-разведчика в момент обнаружения им крупных косяков рыбы и выводить в этот район рыболовецкие траулеры.
При проведении спасательных работ и поиске терпящих бедствие или пропавших без вести судов радиолокационная станция помогает обнаружить место аварии, найти ночью и в тумане людей в спасательных лодках и на плотах.
В северных морях радиолокационные станции позволяют обнаружить кромку ледяного поля, разводья в поле сплошного льда и вести ледокол кратчайшим путем к этим разводьям, а также отыскать в тумане льдины, плывущие в открытом море, что может иметь значение при тюленьем промысле.
Значительную помощь радиолокация оказывает и метеорологам в их повседневной работе по прогнозированию погоды. В метеорологии радиолокационные методы могут быть использованы для обнаружения и исследования грозовых и дождевых облаков, а также для определения координат метеорологических шаров-пилотов. Обнаружение грозовых и дождевых облаков радиолокационными станциями основано на отражении радиоволн сантиметрового и смежных диапазонов от капель воды. Интенсивность отраженных от облаков сигналов при прочих равных условиях тем выше, чем больше содержится влаги в воздухе. Таким образом по величине отраженных сигналов можно судить о характере облаков или интенсивности дождя. При наблюдении за движением облаков наиболее удобно использовать станции кругового обзора, на экране которых отражается карта расположения облаков на площади в десятки тысяч квадратных километров. На рис. 3 показано изображение грозовых туч на экране такого индикатора.
Радиолокационные методы обнаружения дождевых облаков и туч могут использоваться не только для общего прогнозирования погоды. Этим свойством станций с успехом пользуются также, например, и диспетчеры аэропортов, которые, наблюдая на экранах индикаторов расположение и перемещение грозовых туч в районах сильного дождя, указывают летчику маршрут движения самолета в обход грозового фронта или через наиболее узкую его часть.
С помощью радиолокационных станций можно в любую погоду определять координаты метеорологических
зондов; предельная дальность определения координат и точность работы в этом случае больше, чем при применении оптических .приборов. В , тех случаях, когда необходимо увеличить дальность наблюдения за зондами, к ним подвешивают уголковые отражатели.
Кроме обычных радиолокационных станций, — применяемых только для определения координат метео зондов, в метеорологии могут применяться и специальные станции В состав такой станции входят наземная передающая и приемная аппаратура, регистрирующие устройства и миниатюрные приемопередатчики радиолокационных зондов, подвешиваемых к шарам-пилотам. Наличие приемопередатчика, отвечающего на запрос наземной станции кодированным сигналом, позволяет не только определять скорость и направление ветра по перемещению шара-пилота, но и передавать условным кодом данные о температуре, давлении и влажности воздуха.
В геодезии и картографии радиолокация используется для точного измерения трасс большой протяженности при составлении или уточнении карт малоизведанных районов. Это позволяет значительно сократить время проведения работ в тех случаях, когда трассы съемки местности проходят через труднодоступные участки—водные рубежи, болота, ущелья и горы.
Для радиолокационной геодезической съемки применяется аппаратура, состоящая из самолетного запросчика и двух наземных станций-ответников. Наземные ответчики представляют собой приемно-передаюшие радиостанции, которые под воздействием принимаемых импульсов самолетного запросчика автоматически посылают ответные импульсы. При проведении геодезических работ станции устанавливаются в пунктах, между которыми измеряется расстояние, а самолет направляется пс курсу, пересекающему трассу съемки. Оператор, находящийся на самолете, производит замеры расстояний до каждой ив станций и наносит полученные значения на чертеж; минимальное значение суммы расстояний до двух станций будет иметь место в момент пересечения самолетом измеряемой трассы, что позволит, зная высоту полета самолета, легко вычислить расстояние между двумя заданными пунктами. Точность измерения, получающаяся при радиолокационной геодезической съемке, достаточно высока,— относительная ошибка будет равняться нескольким тысячным процента, т. е. составлять единицы метров при измерении трассы в 100 км.
Радиолокационная аппаратура помогает и при гидрографических работах, позволяя определять точное положение судна в море на расстояниях в десятки и сотни километров от береговой полосы при неблагоприятных метеорологических условиях. Интересно также упомянуть о применении радиолокации для измерения морских течений. В этом случае радиолокационные станции используются для определения перемещения поплавков, на которые для увеличения дальности наблюдения иногда укрепляют уголковые отражатели. Этот метод позволяет следить одновременно за дрейфом большого числа поплавков, что значительно сокращает время работы и уменьшает число ее участников.
Радиотехнические методы исследования получили широкое применение и в астрономии. Большое количество наблюдений, давших ценные научные результаты, было проведено над метеорами, влетающими в земную атмосферу. Радиолокационное наблюдение метеоров основано на отражении радиоволн метрового диапазона от «хвоста» ионизированных газов, образующихся за метеорами при их движении в высоких слоях земной атмосферы. Помощь радиолокации позволила ученым вести наблюдения за метеорами, определять их координаты, пути и скорости движения не только в темные, ясные ночи, но и при облаках, и в дождь, а также днем, вне зависимости от оптической видимости следов полетов метеоров.
Таков далеко не полный перечень областей применения радиолокационной техники в народном хозяйстве.
К. Трофимов
Радио 1955