Приключения радиолуча

Родиков Валерий Евгеньевич

Со времен войны, когда еще только делались первые попытки исследовать радиоволноводы над сушей и морем, инженеров не покидала мысль: а нельзя ли обратить па пользу данное явление или хотя бы научиться предсказывать его. Особый интерес был у моряков, ведь над морем волноводы возникают довольно часто. Например, в Восточном Средиземноморье и северной части Индийского океана вероятность их возникновения — 50 процентов. Сверхдальняя радиолокация и радиосвязь в этих районах — не редкость. Появилась даже такая дисциплина, как радиоклиматология, которая занимается сбором и систематизацией данных, влияющих на процесс распространения радиоволн в разных климатических районах.

В наше время давние задумки

первых локаторщиков стали реальностью. В США создана система IREPS (аббревиатура первых букв английского названия, которое в переводе на русский язык означает: объединенная система прогнозирования рефракционных эффектов). Основные ее потребители — моряки. Она прогнозирует появление радиоволноводов. В систему входит малая ЭВМ, на которой моделируется процесс распространения радиоволн при различных метеоусловиях (давлении, температуре, влажности воздуха) на трассе распространения. Данные замеряют с помощью воздушных радиозондов. Затем их вводят в ЭВМ, и машина дает ответ, как будет распространяться радиоволна — нормально или побежит по природному волноводу. Вероятность правильного ответа — около 85 процентов. Более достоверный ответ получается, если замеры проводить с самолета СВЧ-рефрактомером — прибором для измерения коэффициента преломления электромагнитных волн атмосферой. Самолеты с такими приборами базируются на американских авианосцах.

ЭВМ выводит на дисплей интересующие данные: какова будет дальность обнаружения кораблей различных классов, на какой дальности свой корабль может быть «увиден» противником, какова будет дальность средств радиосвязи, передатчиков помех… Ведь в условиях природного волновода даже небольшой передатчик помех может «ослепить» радиолокационные и связные станции. ЭВМ может и посоветовать, какую выбрать частоту повторения зондирующих сигналов передатчика радара, чтобы избежать «призраков» при сверхдальнем обнаружении.

Работы в этой области продолжаются, ведь в ЭВМ введена довольно простая модель распространения радиоволн в атмосфере, не учитывающая еще многие факторы. Так что «призраки-миражи» стали вполне предсказуемы, а из так называемого «аномального явления» природы (сверхдальнее распространение радиоволн в атмосферном волноводе называется еще и «аномальным») научились извлекать определенную пользу.

ПЕРНАТЫЕ «АНГЕЛЫ»

Причина других «призраков», которых чаще называют «ангелами», более прозаична. Оказывается, очень много «ангелов» действительно летает на крыльях. Это обыкновенные птицы. Тот факт, что радиоволны могут отражаться от птицы, был неожиданным даже для разработчиков радаров. Ведь каждому известно, что радиоволны хорошо отражаются от металлических поверхностей, а перья птиц ничего общего с металлом не имеют.

Радиолокационные сигналы, отраженные от птиц, заметили еще перед войной. Не все случаи, конечно, в то время регистрировали. Но некоторые из них стали впоследствии известны. Так, например, эхо-сигналы от птицы-боцмана наблюдали в 1939 году на американском военном корабле «Нью-Йорк», когда он находился вблизи Пуэрто-Рико. Отраженный сигнал на экране радара «дышал» в такт со взмахами крыльев.

В некоторых районах Англии были замечены «ангелы-кольца». Иногда на чистом экране радиолокатора неожиданно появлялось отчетливое пятно. Яркость пятна и его размеры увеличивались, затем оно постепенно бледнело в центре и превращалось в кольцо. Кольцо расширялось, тускнело и через несколько минут исчезало совсем. Обследовали места, где чаще появлялись «кольцевые ангелы», и обнаружили, что они совпадают с местами отдыха огромных стай скворцов. Самое сильное радиоэхо возникало при восходе солнца, когда тысячи скворцов покидали свои гнезда.

Эхо-сигналы от птиц могут сильно затруднить,

а порой сделать невозможным обнаружение самолетов. Достаточно трех птиц на каждый квадратный километр осматриваемой зоны, чтобы «забить» экран индикатора. Радиолокационное эхо от стаи журавлей или гусей может замаскировать сигнал, отраженный от самого большого реактивного самолета. Во время осенних и весенних миграций птицы могут полностью нарушить работу аэродромных станций, расположенных на пути миграций. На экранах радаров в этот период появляется множество пятен, которые перемещаются как падающие листья. За рубежом такие помехи так и называют: «падающие листья». Иногда их еще называют «ночным эффектом», «сезонными помехами от ангелов».

Некоторые птицы могут летать со скоростью до 90 километров в час (при попутном ветре еще быстрее). То есть их скорость сравнима со скоростью вертолетов и легкомоторных самолетов. Поэтому специальная аппаратура селекции движущихся целей (СДЦ), которая подавляет мешающие отражения от неподвижных местных предметов, а пропускает на экран лишь сигналы от движущихся объектов, оказывается неэффективной по отношению к таким высокоскоростным пернатым.

С помощью уже упоминавшейся временной регулировки усиления удается «подчистить» экран радара от птичьих эхо-сигналов, но она бессильна что-либо сделать во время массовых миграций.

А вот от таких помех, о которых сообщила японская международная телеграфно-телефонная корпорация, никакие электронные регулировки не помогают. Птицы буквально забивают радиолокаторы. Семь параболических антенн спутниковой связи, являющихся важнейшим звеном в обеспечении международной телефонной связи и трансляции телевизионных программ, подвергаются периодическим налетам птичьих стай. Мало того что во время ежегодных сезонных миграций полчища усталых птиц облепляют антенны, загрязняют их поверхность, но например, воробьи и голуби, в конструкциях антенн еще и вьют себе гнезда, а вороны своими толстыми клювами долбят провода, оголяют их, вызывая короткие замыкания. Понятно, что в результате такой птичьей деятельности связь ухудшается либо вовсе прекращается.

Что только ни делали служащие компании: смывали водой птичьи гнезда, развешивали пугала, издававшие звуки. Увы, отвадить пернатых так и не удалось…

Неожиданный факт обнаружения птиц радаром натолкнул биологов на мысль использовать радары для изучения миграции птиц. В последнее время этот вопрос приобрел большое значение в связи с обострением «битвы за воздух» между ними и самолетами. Трудно сказать точно, когда самолетам и птицам стало в небе тесно. Один из первых «боев» зарегистрирован еще на заре авиации — в июне 1912 года. Не минула сия чаша и чкаловский экипаж, когда летом 1936 года он возвращался на АНТ-25 из героического перелета до острова Удд и над Барабинскими степями столкнулся с дикой уткой. Газеты писали, что экипаж почувствовал небольшой удар в самолет, а когда приземлились, механики обнаружили на передней кромке крыла приличную вмятину.

В наше время птиц стало меньше, но зато самолетов — больше. Статистика насчитывает, что ежегодно в мире происходит до двух тысяч столкновений самолетов с птицами. Из этого единоборства самолеты не всегда выходят победителями. Так, из-за такого столкновения на большой скорости во время тренировочного полета погиб один из американских кандидатов в астронавты Роберт Лоуренс.

Как-то сверхзвуковой истребитель, пилотируемый нашим прославленным асом, трижды Героем Советского Союза И. Н. Кожедубом, получил серьезное повреждение из-за столкновения с обыкновенным грачом. Только запас скорости и быстрота реакции выручили летчика. Даже воробышек при ударе об обшивку самолета на скорости в несколько сот километров в час способен нанести серьезные повреждения летательному аппарату.