Введение к работе
Важность задач, решаемых с использованием аэростатических летательных аппаратов (АЛА), уникальность и высокая стоимость научной аппаратуры предъявляют высокие требования к качеству прогнозов элементов траекторий их полетов. С появлением в России нового поколения АЛА, предназначенных для полетов на высотах 25-50 км, потребовалось разработать новую методику прогнозирования многосуточных полетов аэростатов в условиях практически полного отсутствия традиционной оперативной информации о физическом состоянии воздушной среды на высотах применения АЛА. Решению этой задачи и посвящена тема диссертационной работы.
Актуальность темы работы обусловлена:
важностью исследовательских и прикладных задач, решаемых с помощью аэростатов на высотах 25-50 км;
практическим отсутствием оперативных метеорологических данных на высотах 35-50 км;
недостаточной изученностью атмосферных процессов на высотах 25-50 км применительно к задачам воздухоплавания;
практической необходимостью осуществлять прогнозирование многосуточных полетов АЛА на высотах 25-50 км в целях обеспечения безопасности воздушного движения и обеспечения возврата научной аппаратуры для анализа экспериментального материала или для повторного использования приборов;
необходимостью совершенствования методик прогнозирования траекторий многосуточных полетов АЛА на высотах 25-35 км и отсутствием методик прогнозирования полетов аэростатов на высотах более 35 км.
Цель работы состоит в исследовании особенностей формирования термического и ветрового режимов верхней стратосферы для разработки методики прогнозирования многосуточных полетов аэростатов.
Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:
оценить годовые и внутрисезонные вариации составляющих вектора ветра и температуры воздуха верхней стратосферы;
исследовать пространственно-временное распределение озонообусловленных притоков тепла в верхней стратосфере внет-ропической зоны Северного полушария;
- A -
оценить вклад озонообусловленных притоков тепла в формирование термодинамического поля верхней стратосферы внетро-. пической зоны Северного полушария;
разработать методику прогнозирования многосуточных полетов, АЛА, учитывающую особенности формирования термодинамического поля верхней стратосферы;
провести экспериментальную оценку результативности разработанной прогностической методики.
, Научная новизна работы заключается в следующем:
получены новые количественные данные об амплитудах и фазах гармоник разложения годового и внутрисезонного хода составляющих вектора ветра и температуры воздуха в слое.25-50 км;
получены новые количественные данные о пространственно-временном распределении озонообусловленных притоков тепла в стратосфере Северного полушария в картографированном виде для высот 25, 30, 35, 40 и 45 км;
получены новые количественные данные о вкладах озонообусловленных притоков тепла в формирование термодинамического поля стратосферы внетропической зоны Северного полушария;
в постановке и решении задачи нового класса при разработке методики прогнозирования многосуточных полетов АЛА в слое 35-50 км.
Практическая ценность результатов диссертационной работы заключается в разработке методики прогнозирования многосуточных полетов АЛА на высотах 25-50 км, которая позволила повысить точность прогнозирования в среднем на 3-4% при использовании ее для обеспечения полетов на высотах 25-50 км в теплый период года.
Результаты исследований, проведенных в диссертационной работе, используются:
- в Физическом институте им. П.Н. Лебедева РАН при метео
рологическом обеспечении .планирования многосуточных полетов
аэростатов на высотах 25-50 км;
-в Долгопруднинском КБ автоматики при метеорологическом обеспечении испытаний новых образцов АЛА;
- в войсковой части 52527 при оперативном метеорологичес
ком обеспечении полетов АЛА, а также при совершенствовании су
ществующих и разработке новых методик прогнозирования полетов
АЛА в верхней стратосфере.
- 5 -Они могут быть также использованы при подготовке инженеров-метеорологов в высших учебных заведениях. Основные положения, выносимые на защиту:
-
Особенности пространственно-временной структуры полей ветра и температуры воздуха в верхней стратосфере Северного полушария.
-
Характеристики пространственно-временного распределения озонообусловленных притоков тепла в верхней стратосфере внетропической зоны Северного полушария.
-
Данные о вкладах озонообусловленных притоков тепла в формирование термического и динамического режимов верхней стратосферы внетропической зоны Северного полушария.
-
Методика прогнозирования многосуточных полетов АЛА в верхней стратосфере летом.
Апробация результатов. Представленная работа является итогом исследований автора, проводившихся в рамках НИР, выполненных в Воздухоплавательном центре России в 1990-1994 годах. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Международной конференции "Общепланетарные проблемы исследования Земли" (Казань 1994); Научных Чтениях, посвященных развитию идей К.Э. Циолковского, секция "Авиация и воздухоплавание" (Калуга 1988,1989,1994); на Научно-технических конференциях Воронежского ВВАИУ (1989,1992); на ежегодных итоговых научных конференциях в Казанском университете, начиная с 1990 года; на заседаниях научно-технического совета в в/ч 52527 (1993,1994).
Результаты диссертационной работы реализованы в:
Вольской экспедиционной базе Физического института имени П.Н.Лебедева Российской академии наук;
49-ой летно-испытательной станции Долгопруднинского КБ автоматики;
войсковой части 52527.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11- работ.
Структура и объем работы: Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения и приложений. Общий объем диссертации составляет страниц, работа содержит 25 рисунков и 19 таблиц. Список использованных литературных источников включает 74 наименования.
