Радиозонд системы профессора П. А. Молчанова

Вездеходы, аэросани, прочие средства передвижения. Домики ПДКО, КАПШ и др.
Экспериментальные проекты и действующие разработки
Изображение
31 июля 2012 года исключен из Регистровой книги судов и готовится к утилизации атомный ледокол «Арктика».
Стоимость проекта уничтожения "Арктики" оценивается почти в два миллиарда рублей.
Мы выступаем с немыслимой для любого бюрократа идеей:
потратить эти деньги не на распиливание «Арктики», а на её сохранение в качестве музея.

Мы собираем подписи тех, кто знает «Арктику» и гордится ею.
Мы собираем голоса тех, кто не знает «Арктику», но хочет на ней побывать.
Мы собираем Ваши голоса:
http://arktika.polarpost.ru

Изображение Livejournal
Изображение Twitter
Изображение Facebook
Изображение группа "В контакте"
Изображение "Одноклассники"

Радиозонд системы профессора П. А. Молчанова

Сообщение ББК-10 » 06 Октябрь 2015 13:29

Радио, 1953, №2

РАДИО В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Радиозонд системы профессора П. А. Молчанова

Б. Кривицкий, М. Максимов

Двадцать три, года тому назад, 30 января 1930 г., впервые в мире в г. Павловске под Ленинградом поднялся в воздух радиозонд, изобретенный советским метеорологом проф. П. А. Молчановым.
Радиозонд — наиболее простой и удобный прибор для получения данных о состоянии атмосферы на различных высотах. Он представляет собой небольшой наполненный водородом воздушный шар с подъемной силой около 2 кг. К нему подвешивается гондола, в которой размещаются одноламповый радиопередатчик, измерители (датчики) температуры, давления и влажности воздуха, а также коммутаторы.
рис 1.jpg
Передающей антенной служит провод, укрепленный вдоль стропы шара, а противовесом — свободно свисающий провод.
В полете измерители с помощью коммутаторов управляют работой передатчика. При этом его антенна излучает радиоимпульсы различной продолжительности, с различными интервалами между ними. Ось коммутаторов в полете приводится во вращение с помощью ветрянки.
В аэрологической лаборатории производится прием сигналов радиозонда. Затем по их характеру определяют температуру, давление и влажность тех слоев атмосферы, через которые проходит радиозонд.
С помощью радиозонда можно с достаточно высокой точностью определять температуру в пределах от +40° до —60° С, давление от 30 до 700 мм ртутного столба и влажность до 100%. Применение его облегчает задачу предсказания погоды, что имеет важнейшее значение для нашего народного хозяйства.
Блок-схема радиозонда изображена на рис. 1, а его принципиальная схема — на рис. 2. Генератор колебаний высокой частоты Г возбуждается только в том случае, если цепь анодной батареи замыкается через контакты одного из датчиков давления (Дд), влажности (Дв) или температуры (Дт) и контакты коммутаторов К1 и К2.

ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ О ТЕМПЕРАТУРЕ

рис 2.jpg
Чувствительным элементом датчика температуры является пластина Т (рис. 2), состоящая из двух металлических полосок с различными температурными коэффициентами. При изменении температуры пластина изгибается, заставляя перемещаться связанный с ней шарнирной передачей указатель УТ по металлическим зубцам гребенок Г1, Г2, Г3, Г4, расположенным так, что указатель последовательно
переходит с зубца одной гребенки на зубец другой (рис. 3). Гребенки изолированы друг от друга и от корпуса датчика. Каждая из них соединена с одной из пластин ПТ1, ПТ2, ПТ3, ПТ4 коммутатора К1 (рис. 2).
Против каждой пластины на оси коммутатора находятся контактные звездочки З1, З2, З3 и З4, число лучей каждой звездочки равно номеру расположенной рядом с ней пластины. При вращении коммутатора звездочки касаются пластин, соединяя минус анодной батареи Ба через зубцы гребенок Г1, Г2, Г3 или Г4, стрелку указателя УТ, пластину датчика Т и корпус прибора с катодом лампы Л генератора ВЧ. За один оборот коммутатора звездочка З1 коснется пластины ПТ1 один раз, звездочка З2 — пластины ПТ2 два раза, З3— пластины ПТ3 три раза и т. д.
Радиопередатчик излучает импульсы только в моменты соприкосновения какой-либо звездочки коммутатора с пластиной, соединенной с соответствующей гребенкой, на зубце которой стоит указатель УТ. Поэтому, если указатель УТ прикасается, например, к зубцу гребенки Г1, цепь питания генератора радиопередатчика замыкается звездочкой З1 один раз за время одного оборота оси коммутатора, и за это время излучается один импульс; если же указатель находится на зубце гребенки Г2, за время одного оборота оси коммутатора излучаются два импульса и т. д.
При изменении температуры перемещение указателя УТ с зубца одной гребенки на зубец другой
[18]
вызывает изменение периодичности посылок сигналов радиопередатчиком. Непрерывно наблюдая за сигналами, по количеству импульсов за один оборот коммутатора можно установить момент перехода указателя УТ с зубца на зубец. Чтобы знать, на каком зубце гребенок находится указатель, нужно заметить его положение при выпуске радиозонда. Так как каждому положению указателя соответствует определенная температура, то, наблюдая за изменением периодичности сигналов, можно определить температуру воздуха.
рис 3.jpg
Для того чтобы температуру можно было определять и в случае некоторого перерыва в приеме сигналов радиозонда, на оси коммутатора имеется контрольная звездочка Зк с семью лучами, занимающими сектор 288°, и замыкающаяся с ними контактная пластина ПТк. Последняя соединена с контрольной гребенкой Гк датчика температуры. Зубцы гребенок датчика температуры группируются в 19 секций (рис. 3), в каждую из которых входят четыре зубца, расположенных на различных гребенках, причем первый справа зубец контрольной гребенки замещает в третьей секции первый (правый) зубец четвертой гребенки, а следующие зубцы контрольной гребенки соответственно замещают: второй (справа) зубец пятой секции, третий зубец седьмой секции и т. д. Начиная с 12-й секции порядок замещения повторяется. Такая комбинация зубцов позволяет оператору, принимающему сигналы радиозонда, определять номер гребенки и зубца, на котором находится указатель УТ. Пусть, например, после некоторого перерыва в приеме сигналов оператор услышал сначала одну точку, после нее семь точек и затем еще три точки. Ему известно, что одиночный короткий сигнал (точка) за один оборот оси коммутатора излучается передатчиком радиозонда, когда указатель УТ находится на одном из зубцов гребенки Г1 и звездочка З1 замыкает цепь пластины ПТ1. Если же цепь замкнута через пластину ПТ2 и указатель УТ находится на одном из зубцов гребенки Г2, то за время одного оборота оси коммутатора будет принято два коротких сигнала. Соответственно при замыкании цепей через пластины ПТ3, ПТ4, ПТк и расположении указателя УТ на зубцах гребенок Г3, Г4 и Гк оператор услышит сигналы, состоящие из трех, четырех и семи точек.
Следовательно, приняв последовательно одну, семь и три точки, оператор может установить, что сначала указатель УТ был расположен на зубце гребенки Г1, затем — гребенки Гк и, наконец, на зубце гребенки Г3. Такая последовательность групп сигналов может иметь место только при условии, что во время подъема радиозонда вследствие изменения температуры указатель УТ перешел с секции 2 на секцию 3 или же с секции 11 на секцию 12 (рис. 3). Однако неопределенность в определении температуры исключается, поскольку чувствительность датчика такова, что разность температур, передаваемых через зубцы третьей и двенадцатой секций, составляет около 40°.

ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ О ДАВЛЕНИИ

рис 4.jpg
Сигналы, характеризующие величину атмосферного давления, передаются радиозондом проф. Молчанова аналогично. Приемником давления является барометрическая трубка Д, связанная шарнирно с указателем УД. При изменении давления эта трубка изгибается и указатель УД перемещается по гребенке Гд, состоящей из металлических зубцов различной ширины: за двумя узкими следует один широкий. Эта гребенка соединена с пластиной Пд коммутатора К1. Расположенная против нее на оси коммутатора звездочка имеет один зубец в виде сектора круга шириной около 72°.
Все «температурные» звездочки расположены так, что их последние лучи (по ходу коммутатора) расположены на одной линии с лучом звездочки Зк (рис. 4). С этой же линией совпадает и начало сектора звездочки давлений Зд. Поэтому, когда указатель УТ стоит на зубце, цепь питания передатчика замыкается как через звездочки З1, З2, З3, З4, Зк, так и через звездочку Зд.
Вследствие этого последняя точка группы сигналов превращается в тире.
Если, например, указатель УТ стоит на зубце гребенки Г1, то вместо одной точки будет передано одно тире, если на зубце гребенки Г3, то вместо трех точек — две точки и одно тире. На рис. 5, а показаны сигналы температуры при положении указателя УД между зубцами гребенки Гд, а на рис. 5, б — на зубцах.
Отмечая появление и исчезновение тире в сигналах давления и зная начальное давление, можно определить мо-
[19]
мент перехода указателя УД с изолятора на зубец и, следовательно, значение давления, соответствующее этому моменту.

ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ О ВЛАЖНОСТИ

рис 5.jpg
Измерителем влажности в радиозонде проф. Молчанова служит пучок обезжиренных человеческих волос ПВ, связанный со стрелкой указателя влажности УВ (рис. 2). При изменении влажности длина этого пучка также изменяется, вследствие чего указатель УВ перемещается по гребенке Гв, содержащей десять зубцов, изолированных друг от друга и от корпуса. Каждый зубец соединен с одним из контактов П1, П2... П10 13-контактного коммутатора влажности К2. Контакты Пк1 и Пк2 этого коммутатора соединены с корпусом прибора и являются контрольными, а контакт Пр соединен с изолированным от других зубцов гребенки Гд передачи давления. Все контакты коммутатора влажности имеют одинаковый угловой размер {1}. Зазор между контактом Пк2 и контактом П1, соединенным с первым зубцом гребенки Гв, равен ширине каждого из этих контактов.
По контактам коммутатора К2 передачи влажности скользит щетка Щ, которая вращается от ветрянки через червячную передачу, замедляющую движение в 20 раз. Когда щетка касается контакта Пк1, Пк2 или какого-либо контакта, соединенного с зубцами гребенки влажности Гв, цепь анодной батареи замыкается помимо коммутатора К1 и излучается «импульс влажности». За время одного полного оборота коммутатора К1 щетка коммутатора влажности К2 проходит один его контакт; следовательно, длительность одного «сигнала влажности» равна длительности полной серии «температурных сигналов».
При вращении щетка Щ проходит сначала контакты Пк1 и Пк2. В это время в телефонных трубках приемника слышны два длинных тире. После этого цепь сигналов влажности разрывается и производится передача сигналов температуры и давления. Как только щетка Щ коснется контакта, соединенного с зубцом гребенки Гв, на котором находится указатель УВ, посылка сигналов температуры и давления прекратится и вновь будет передаваться сигнал влажности. Таким образом, сначала передаются два длинных сигнала влажности, потом некоторое количество сигналов температуры и давления и снова один длинный сигнал (рис. 5, в).
Количество температурных сигналов между двумя продолжительными сигналами влажности равно, следовательно, номеру зубца гребенки, на котором находится указатель УВ. Это позволяет сразу определить величину влажности, так как гребенка Гв заранее проградуирована. Если, например, указатель УВ стоит на первом зубце гребенки Гв (что соответствует 100% влажности), то после двух длинных сигналов будет слышна одна группа сигналов температуры и давления и затем снова длинный сигнал влажности. При положении указателя УВ на втором зубце длинный сигнал влажности будет слышен только после двух температурных и т. д. Далее начнется передача сигналов температуры и давления, пока щетка Щ не вернется на пластину Пк1. Так как зубец гребенки давления, к которому присоединен контакт Пр, находится между 9-м и 10-м зубцами этой гребенки и изолирован от них, до сигнала, передаваемого с помощью 9-го зубца, будут слышны два продолжительных контрольных сигнала для влажности. В момент прохождения 9-го зубца им будет предшествовать один длинный контрольный сигнал давления. Начиная с 10-го зубца гребенки Гд снова пойдут только два контрольных сигнала для влажности. Такая смена контрольных сигналов облегчает определение давления.

* * *

В 1946 г. в Советском Союзе был предложен радиозонд без передатчика {2}. Такой радиозонд работает в сочетании с радиолокационной станцией. Он песет на себе четыре взаимно перпендикулярных проводника; длина каждого из них равна примерно одной четверти рабочей длины волны радиолокационной станции. Эти проводники могут замыкаться попарно через контакты реле.
При замыкании контактов реле образуется система двух полуволновых вибраторов, которые «отражают» импульсы радиолокатора гораздо сильнее, чем четвертьволновые проводники. Поэтому при замкнутых контактах реле приемник радиолокационной станции принимает отраженные импульсы большей амплитуды. Если контакты разомкнуты, то интенсивность отраженных сигналов резко падает и сигнал на выходе приемника радиолокационной станции практически отсутствует.
Цепь реле замыкается через коммутаторы такого радиозонда точно так же, как цепь анодной батареи обычного радиозонда.
Специальная приставка к радиолокатору позволяет преобразовать кратковременные отраженные импульсы в сигналы, подобные сигналам обычного радиозонда, и производить их запись.
С помощью радиолокатора легко определяется высота подъема радиозонда. Сопоставляя запись сигналов с данными о высоте зонда, можно составить график изменения температуры, влажности и давления по высоте.

{1} На рис. 2 коммутатор К2 изображен условно. В действительности контакты П1... П10, Пр, Пк1 и Пк2
размещены на контактном кольце равномерно по окружности.
{2} В. В. Костарев. Радиозонд без передатчика. «Метеорология и гидрология» № 2, 1946 г.
[20]

Аватара пользователя
ББК-10
 
Сообщения: 5607
Зарегистрирован: 05 Ноябрь 2014 17:53

Радиозонд системы профессора П. А. Молчанова

Сообщение ББК-10 » 06 Октябрь 2015 13:34

Бурят-Монгольская правда, №35, 1935 г.

BMP_035_1935 радиозонд 23700м.jpg
Радиозонд на высоте 23700 метров

ЛЕНИНГРАД, 9. (ТАСС). На Слуцкой территории института аэрологии был пущен радиозонд конструкции профессора Молчанова. Радиозонд поднялся на высоту 23700 метров. Такая высота для радиозонда является рекордной. На этой максимальной высоте температура в стратосфере была минус 33 градуса.
Аватара пользователя
ББК-10
 
Сообщения: 5607
Зарегистрирован: 05 Ноябрь 2014 17:53

Радиозонд системы профессора П. А. Молчанова

Сообщение ББК-10 » 06 Октябрь 2015 20:37

Советская Сибирь, 1935, № 169, 3 августа.

Советская Сибирь, 1935, № 169 (1935-08-03) На высоте 20000 м.jpg
НА ВЫСОТЕ 20.000 МЕТРОВ

Поблескивая в лучах заходящего солнце, в воздухе нетерпеливо колышется шестнадцать прозрачно-белых шаров, 3 600. 000 кубических сантиметров водорода наполняют их. Шары должны поднять на высоту двадцати километров небольшой аппарат (весом в один килограмм), в котором чувствительные приборы автоматически, по радио передадут на землю свои показания температуры и давления воздушных слоев стратосферы.
Наконец, все готово. Еще раз проверяется работа маленькой батареи, и освобожденные от привязи шары плавно уносят с новосибирского аэродрома небольшой ящичек вверх.
Через насколько минут темная точка скрывается в облаках.
Впервые и Западной Сибири аэрологической группой Гидрометуправления, по заданию Ленинградского аэрологического института, был пущен РАДИО-ЗОНД. Над конструированием его и подготовкой к пуску работали, прошедшая специальную подготовку под руководством профессора Ленинградского аэрологического института - МОЛЧАНОВА, аэролог Р. ТЕДЕЛЬСКАЯ и заведующий рацией Гидрометуправления В. И. ГУСЕВ.
Результаты хорошей подготовки сказались сразу. Слышимость на приемник с улетающего радио-зонда была хороша не только в первые минуты, но и с высоты 10 и даже 15 тысяч метров.
В течение часа (радио-зонд был пущен а 22 часа 40 минут 1 августа) аэрологи принимали сигналы аппаратов радио-зонда, и уж предварительный подсчет показал, что РАДИО-ЗОНД ПОДНЯЛСЯ НА ВЫСОТУ — 19.543 МЕТРА.
Лучшего результата в этом году добился только автор конструкции советского радио-зонда, кстати принятого в Европе и Америке, — профессор Ленинградского аэрологического института МОЛЧАНОВ. Его радио-зонд поднялся недавно на высоту 24 километра.
А.
Аватара пользователя
ББК-10
 
Сообщения: 5607
Зарегистрирован: 05 Ноябрь 2014 17:53

Радиозонд системы профессора П. А. Молчанова

Сообщение ББК-10 » 06 Октябрь 2015 20:41

Советская Сибирь, 1936, № 81, 8 апреля.

Советская Сибирь, 1936, № 081 (1936-04-08) 42 км.jpg
Радиозонд на высоте 42200 метров.

Пущенный 5 апреля аэрологическим центром Западно-Сибирского гидрометуправления радиозонд поднялся на рекордную высоту 42200 метров. В момент пуска радиозонда (в 10 час. по московскому времени) на поверхности земли была температура 3.5 градуса холода при атмосферном давлении к 767 миллиметров.
До высоты в 1100 метров наблюдалось повышение температуры воздуха (инверсия), и в указанной точке было всего 0.9 градуса холода.
Явление изотермии (неменяющейся температуры) наблюдалось на высоте с 2500 до 3400 метров, где термометр показал 11.3 градуса холода.
Пол стратосферы (нижняя граница ее) в момент пуска радиозонда находился на высоте 11300 метров; в этой точке была отмечена самая низкая температура воздуха 52.8 градуса холода.
В максимальной точке подъема, на высоте 42200 метров, термометр показал 38.9 градуса холода; атмосферное давление здесь едва достигало 3.7 миллиметров.
Сигналы радиозонда принимались в течение 71 минуты 20 секунд; слышимость была хорошая.
*
Высота в 42200 метров, достигнутая радиозондом 5 апреля, является на сегодня всесоюзным рекордом (до этого на 10.500 метров поднялся радиозонд в Киеве).
Пуском радиозонда в нашем крае руководит заведующая аэрологическим центром, ученица известного ленинградского профессора П. А. Молчанова, — Р. А. Тедельская при непосредственном участии заведующего рацией В. И. Гусева.
Аватара пользователя
ББК-10
 
Сообщения: 5607
Зарегистрирован: 05 Ноябрь 2014 17:53

Радиозонд системы профессора П. А. Молчанова

Сообщение ББК-10 » 06 Октябрь 2015 20:44

Советская Сибирь, 1936, № 082, 9 апреля.

Советская Сибирь, 1936, № 082 (1936-04-09) Радиозонд 42 км.jpg
Вчера в нашей газете сообщалось о подъеме радиозонда на высоту 42200 метров. На снимке: аэролог Р. А. Тедельская и заведующий рацией Гидрометуправления В. И. Гусев, которым удалось добиться таких исключительных результатов в области исследования стратосферы.
Фото ПЕХТЕРЕВА.
Аватара пользователя
ББК-10
 
Сообщения: 5607
Зарегистрирован: 05 Ноябрь 2014 17:53

Радиозонд системы профессора П. А. Молчанова

Сообщение Polarstern » 06 Октябрь 2015 21:22

С технической точки зрения радиозонд проф. П.А.Молчанова оказался настолько совершенной конструкцией, что до 1958 года применялся практически без существенных изменений, обеспечивая достаточную точность измерений, регулярность , надежность и сравнимость результатов зондирования. С 1935 года к измерениям температуры и давления был добавлен еще и канал измерения влажности воздуха, что завершило (обеспечило) полноту комплекса всех термодинамических характеристик атмосферы.

Механическая часть конструкции первого радиозонда.jpg


Механическая часть конструкции первого радиозонда

Основу устройства автоматики радиозонда П.А.Молчанова составляла система кодирования сигналов, которая выполнена на секциях гребенок с прямоугольными зубцами, по которым перемещаются стрелки, управляемые датчиками.

Моменту перехода стрелки с одного зубца на другой соответствует изменение сигнала радиозонда, при этом каждому моменту перехода на другой сигнал соответствует определенное, достаточно точное значение измеряемой величины (температуры, давления, влажности).
Отличительной особенностью гребенчатого радиозонда П.А.Молчанова также была и сравнительная дешевизна как самого прибора, так и оборудования для его применения. Так для приема сигналов достаточно было простейшего радиоприемника прямого усиления КУБ-4, который успешно использовался во время Отечественной войны в армейских подразделениях.

Обработка принятых сигналов также не требовала дорогостоящего оборудования, все процедуры выполнялись на разработанных планшетах и графиках. Следует отметить, что точность зондирования и к настоящему времени практически соответствует той, которая была достигнута в первых образцах прибора.

Надежность функционирования прибора была подтверждена в процессе широкого применения вплоть до 1958 года, когда он было заменен новой конструкцией (радиозонд “Волна”), которая просуществовала всего несколько лет, после чего потребовалась дальнейшая ее модернизация.


Источник: http://ikuv.livejournal.com/42804.html
Аватара пользователя
Polarstern
Редактор
Редактор
 
Сообщения: 771
Зарегистрирован: 01 Январь 1970 03:00
Откуда: Москва/Виннипег

Радиозонд системы профессора П. А. Молчанова

Сообщение Polarstern » 07 Октябрь 2015 05:20

Еще несколько изображений радиозонда с просторов рунета.

radiozond.jpg
i_088.jpg
171.jpg


А также его облегченная версия:

облегченный-радиозонд-молчанова.jpg
Аватара пользователя
Polarstern
Редактор
Редактор
 
Сообщения: 771
Зарегистрирован: 01 Январь 1970 03:00
Откуда: Москва/Виннипег


Вернуться в Полярная спецтехника, оборудование и проч.



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1

Керамическая плитка Нижний НовгородПластиковые ПВХ панели Нижний НовгородБиотуалеты Нижний НовгородМинеральные удобрения