НЕ НУЖНА НАМ ТАКАЯ КОНВЕРСИЯ!
В
( )
Доктор технических наук А. П. ЕЛОХИН (НТЦ ЯРБ Госатомнадзор России)
ыживание некоторых предприятий и отраслей промышленности, связанных с ВПК, в условиях нынешнего российского капитализма напрямую зависит от конверсионных программ. В рамках конверсии многофункционального авиацион-но-ракетного комплекса на базе самолета МИГ-31 (далее авиационного комплекса) рассматривается проект его использования для контактного зондирования тропических циклонов (ураганов, тайфунов, штормов) и районов экологических катастроф, сопровождающихся выбросами в атмосферу опасных химических или радиоактивных веществ.
Контактное зондирование атмосферы авторы проекта предполагают осуществлять с применением радиодропзондов -пассивных радиопередающих устройств, спускающихся на парашютах и рассеиваемых в исследуемых областях атмосферы с самолета-носителя с помощью ракет-носителей или подвесных контейнеров. Радио-дропзонды могут быть оборудованы метеодатчиками (метеозонды) или дозиметрической аппаратурой (экозонды).
В соответствии с проектом, в состав ^ комплекса должны входить: серийный са-§ молет-носитель типа МИГ-31; подвесные ? контейнеры для рассеивания унифициро-| ванных радиодропзондов; одноступенча-§ тая или двухступенчатая ракета-носитель | с модулем контактного базирования в спу-I скаемых капсулах; отделяемые планирую-£ щие капсулы для разведения радиодпроп-§ зондов в пространстве; радиодропзонды, 1 размещаемые в планирующих капсулах и ц подвесных контейнерах; подъемно-транс-| портная тележка, предназначенная для ^ транспортировки и подвески под самолет ракет и подвесных контейнеров; мобильный технический комплекс для обслужи-
46
вания и предполетной проверки самолета-носителя и средств контактного зондирования; мобильный комплекс управления; станции приема и обработки данных ра-диодропзондирования и т.д.
Для обеспечения работы комплекса предполагается привлекать существующие и разрабатываемые системы: метеорологическую систему GMS (Япония); геостационарную метеосистему GOES (USA); низкоорбитальные спутниковые системы дистанционного зондирования Земли "Метеор", NOAA, "Ресурс-0", "Океан"; системы глобальной спутниковой связи типа "Гло-балстар", глобальные спутниковые навигационные системы GPS ("Навстар") и "ГЛОННАСС". Предполагается, что техническая эксплуатация авиационно-ракетно-го комплекса может осуществляться летным составом строевых частей ВВС РФ.
Чтобы успешно зондировать циклоны и районы техногенных катастроф, комплекс должен:
- выполнять операции в любое время суток в сложных метеоусловиях в любом районе земного шара;
- действовать автономно с аэродромов, не оборудованных стационарной инфраструктурой для выполнения данных задач;
- оперативно перебазироваться в заданный район в течение суток в сопровождении одного транспортного самолета для доставки и подготовки средств зондирования к выполнению задач.
Существуют определенные требования к применению комплекса.
Применение средств зондирования атмосферы должно быть безопасным для населения, промышленности, транспорта и сельского хозяйства.
© А. П. Елохин
Время оперативного измерения скорости ветра, температуры, давления, влажности в центральной части и в области ведущего потока тропических циклонов не должно превышать 1 час. Диапазоны высот получения вертикальных профилей метеопараметров атмосферы в области тропического циклона должны составлять от 0 до 20 км.
Минимально необходимое количество вертикальных профилей в одном зондировании - 36.
Размеры зоны зондирования не могут быть менее 1800 • 1800 км. Операция контактного зондирования тропического циклона от момента принятия решения о применении комплекса и выдачи соответствующих исходных данных до момента сброса
Рис. 1.
Схема функционирования авиационно-ракетного комплекса контактного зондирования тропических циклонов на базе истребителя МИГ-31.
последнего зонда не должна длиться более трех часов.
При оперативном контроле за состоянием окружающей среды и детальном исследовании различных природных явлений, влияющих на экологическую обстановку, с помощью зондов определяются вертикальные профили концентрации загрязняющих веществ и метеопараметров атмосферы, движение зоны загрязнения и ее параметров.
Время от момента принятия решения о применении комплекса и выдачи необходимого задания до отделения первого зонда не должно превышать часа. Радиодроп-зонды должны обеспечивать автоматическое определение своего местоположения с помощью системы спутниковой навигации и передачу собственных координат с точностью до 100 м.
После сброса у радиодропзондов раскрываются парашюты и в процессе снижения измеряются параметры атмосферы. Информация передается в наземный пункт сбора и обработки через низкоорбитальную систему спутниковой связи (см. рис. 1).
Таким образом, тактико-технические данные авиационно-ракетного комплекса и условия его функционирования позволя- ^ ют предположить, что комплекс может ис- § пользоваться как для проведения опера- £
Рис. 2.
Схема применения авиационно-ракетного комплекса на базе самолета МИГ-31 (МИГ-29) для решения задач оперативного мониторинга чрезвычайных ситуаций, связанных с выбросом в атмосферу химически опасных и радиоактивных веществ.
тивных измерений профилей метеопараметров атмосферы, так и для определения концентраций химических примесей и радиационных характеристик облаков, образующихся в результате химических или радиационных аварий. По-видимому, комплекс может быть также использован и для уточнения габаритов радиоактивного облака, прогнозирования траектории его перемещения, определения на подстилающей поверхности областей радиоактивного загрязнения и оценки влияния радиационных характеристик облака на окружающую среду и население (см. рис. 2).
Однако чтобы точно ответить на вопрос -насколько разумно использование комплекса для этих целей, - необходимо:
- выбрать сценарий чрезвычайной ситуации на радиационно опасных объектах и разработать типовую схему применения авиационного комплекса для оперативного мониторинга радиационной обстановки;
- смоделировать движение радиоактивного облака в типовой чрезвычайной ситуации без учета и с учетом данных его зондирования авиационным комплексом;
- определить оптимальную тактику зондирования (оперативность и частоту зондирования, высотный диапазон, точность измерения метеопараметров и координат радиодропзондов и т.п.);
- определить требования к детекторам радиации в облаке и на земле (диапазон измерений мощности излучения, диапазон регистрируемых энергий, точность измерений, условия эксплуатации).
Только получив ответы на поставленные вопросы, мы сможем оценить эффективность использования авиационного комплекса для улучшения качества прогноза радиационной обстановки в районе чрезвычайной ситуации, что позволит сократить площади прогнозируемых опасных зон и сэкономить средства на эвакуацию населения из этих зон.
Рассматривая вопрос диагностики радиоактивного облака, уходящего из зоны наблюдения, необходимо выделить наиболее оптимальные методы, которые позволили бы уточнить как радиационные характеристики облака и радиоактивное за-
грязнение подстилающей поверхности, так и характеристики окружающей среды в целом.
Уточнить метеопараметры атмосферы можно более дешевым способом с помощью датчика, установленного на метеомачте высотой не ниже 40 м, что позволяет скорректировать расчеты площади радиоактивного загрязнения подстилающей поверхности при прохождении радиоактивного облака в зоне наблюдения.
При подготовке материалов по метеоплощадке АЭС необходимо рассматривать два вопроса: размещение метеомачты в районе АЭС и выбор ее высоты. Метеоплощадку следует размещать на открытых участках местности и на достаточном расстоянии от каких-либо препятствий для того, чтобы их влияние на значения измеряемых параметров было по возможности минимальным. Расстояние составляет 10 высот наиболее высокого здания (сооружения), которое ближе всего находится к метеомачте, что позволяет избежать погрешностей в измерении метеопараметров, связанных с теневыми эффектами здания.
Выбор высоты метеомачты зависит от выбора модели переноса радиоактивной примеси в атмосфере. При использовании модели пограничного слоя атмосферы Д.Л. Лайхтмана можно ограничиться метеомачтой высотой в 40 м и измерить на ней скорость ветра и температуру на нескольких уровнях от 0 до 40 м, что позволит с малой погрешностью оценить метеорологические параметры в пограничном слое атмосферы высотой 1.5-2.5 км.
Для выбора оптимальной высоты метеомачты использовались экспериментальные данные по скорости ветра и температуре в 300-метровом и 500-метровом слое атмосферы. Из экспериментальных кривых отбирались показания на 10-, 20-, 30-, 40-метровом уровнях, и результаты измерений использовались для расчета профиля ветра в рамках модели пограничного слоя атмосферы. С целью уточнения полученных результатов расчетные кривые нормировались на показания датчиков на одном из уровней в 10, 20, 30, 40, 45 м и затем сравнивались с экспериментальными
кривыми. В качестве критерия использовалась относительная погрешность на уровне 310 м. Такой высоты вполне достаточно для оценки радиационных характеристик радиоактивного загрязнения окружающей среды от объемного источника -факела выбросов, распространяющегося в атмосфере. При погрешности экспериментальных кривых от 7 до 16% погрешность расчетной кривой при нормировке на уровне 30 м составляла 2-12%.
Это означает, что погрешность измерения метеопараметров оказывает заметное влияние на показатели характера распределения радиоактивной примеси в атмосфере и площади радиоактивного загрязнения подстилающей поверхности. Уменьшение воздействия требует снижения погрешности измерения метеопараметров менее чем до 8%, что возможно либо за счет использования иных физических принципов измерения скорости ветра с большей точностью, либо за счет увеличения времени измерения (стандартное время измерения скорости ветра - 10 мин, а максимальное, превышение которого не существенно для измеряемой величины -67 мин).
Уточнение радиац
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.