Борьба с туманами на аэродромах

Полковник В. Бузунов,

кандидат военных наук, доцент

В США и других странах - участницах агрессивного блока НАТО продолжаются интенсивные разработки новых образцов оружия и боевой техники, в том числе самолетов тактической и стратегической авиации.

Большое внимание уделяется при этом техническим средствам обеспечения полетов самолетов в любых погодных условиях.

По мнению иностранных специалистов, погодные условия в районах аэродромов оказывают существенное влияние на безопасность полетов и эффективность применения гражданской и военной авиации. Достаточно часто самолеты, оснащенные самым современным пилотажным и навигационным оборудованием, оказываются не в состоянии производить безопасный взлет 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 полетов военной авиации вообще, а в случае войны отрицательно скажется на эффективности и интенсивности ее 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 полетов вследствие снижения видимости ниже допустимых пределов в 80-95%. случаев являются так называемые теплые 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 теплые 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 (твердой углекислоты) и жидкого пропана. Вышеназванные химические вещества вызывают переохлаждение капелек тумана, образование и быстрый рост кристаллов льда и выпадение их на землю.

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 самолетами WC-I30 "Геркулес" 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 переохлажденном тумане образовывались кристаллы льда, которые интенсивно росли и затем выпадали на землю в виде снежных хлопьев.

Американские специалисты подчеркивают, что успешное проведение операции по рассеиванию тумана в значительной степени зависит от правильного определения скорости и направления ветра, а также комплексного учета всех местных метеорологических факторов и условий рельефа района аэродрома. Лучшие результаты получаются при распылении льда непосредственно над верхней границей тумана. За три месяца напряженной летной работы в 1069 году, связанной с полетами военно-транспортных самолетов в различные районы, в том числе в Юго-Восточную Азию, было обеспечено 180 посадок и 155 взлетов самолетов в условиях, которые обычно исключают их. За это время было проведено 61 распыление сухого льда, самолеты-распылители налетали 187 ч и израсходовали 8164 кг льда. С 1973 года засев облаков холодного тумана сухим льдом с самолетов практически не применяется. В настоящее время американские аэродромы в США и ФРГ оборудуются более надежными и экономичными наземными системами для борьбы с туманами.

Ни 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 лед 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 летного поля с учетом 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 счет 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, ее применение считается экономически оправданным. За год ее функционирования из-за плохой видимости было отменено всего 15 полетов.

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 теплыми 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 счет прогрева; электризация капелек тумана, способствующая их коагуляции: воздействие на капельки тумана звуком и ультразвуком для усиления процесса коагуляции; механическое перемешивание теплых 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 теплыми тумаками по проекту "Фогти Клауд-V" в зоне Панамского канала. По этому проекту акватория покрывается пленкой препятствующей испарению воды и, следовательно, образованию тумана.

В Великобритании испытывалась наземная установка для рассеивания тумана на ВПП механическим способом. Специалисты утверждают, что были получены обнадеживающие 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. причем 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 самолета. 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. 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 теплых туманов с применением, в частности, сухих и жидких полиэлектролитов - веществ, несущих электрические заряды, которые заставляют частицы тумана соединяться. При этом плотность их в единице объема воздуха уменьшается, что повышает прозрачность тумана. Такие полиэлектролиты могут быть применены и с самолетов (вертолетов).

Как утверждается, "чистильщик туманов" обеспечивал удовлетворительные условия для погадки самолетов 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 теплого тумана путем распыления (высева) над ВПП с самолета мочевины в качестве гигроскопического вещества. Американские специалисты пришли к выводу, что эффективным методом рассеивания теплого тумана является комбинированный, включающий гигроскопический засев (мочевиной) С последующим механическим перемешиванием воздуха ротором вертолета.

Механическое смешение теплых и верхних слоев воздуха с лежащим ниже туманом для его интенсивного испарения, по мнению иностранных специалистов, может достаточно успешно применяться для борьбы с теплыми приземными туманами, имеющими небольшую толщину слоя Смешение воздуха осуществляется ротором тяжелого вертолета, летающего на малой скорости и на высоте верхней границы тумана. Вертолет 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 теплыми туманами иностранные специалисты считают нагрев воздуха для интенсивного испарения частиц воды, образующих туман. Это рекомендуется делать с помощью реак тивных двигателей самолетов, дающих высокотемпературную газовую струю, или специальных горелок на жидком пропане.

На американской авиабазе Травис (штат Калифорния) проводились испытания по рассеиванию тумана путем нагревания его двигателями военно-транспортных самолетов 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 самолета 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 теплых туманов с помощью турбореактивных двигателей, отработавших ресурс на самолетах. В результате испытаний была создана установив Turbodair, успешно работающая в парижском аэропорту Орли с 1970 года.

Эта установка состоит из 12 двигателей "Атар" 101D. размещенных вблизи ВПП в подземных бетонированных шахтах (600 м от точки приземления самолетов). Такое размещение двигателей делает уровень атмосферных возмущений на ВПП незначительным и не создает трудностей для приземляющихся и взлетающих самолетов.

В зависимости от конкретных условий на участке ВПП включается необходимое количество двигателей, которые выбрасывают газовые струи в определенном 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 самолетов типа DC-3, Боинг 707, "Каравелла" Французские специалисты крупным недостатком этой установки считают большую зависимость эффективности ее 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 СО2 В результате установлено, что лазерное излучение на определенной 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 поглощенной энергии лазера идет 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 объемом 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 теплыми туманами, то перспективным считается метод электрической коагуляции, который усиленно разрабатывается в США.

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

Зарубежное военное обозрение, 1977, №4, с. 98-102

• Создание объединённых баз Вооружённых сил США (2010)
• Тыловое обеспечение ВВС США (1975)
• Характеристики основных авиабаз ВВС США (2012)
• Военно-воздушные базы США (1977)