pełny tekst - Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Oficerskiej Wojsk

Transkrypt

ZESZYTY NAUKOWE WSOWL
Nr 2 (164) 2012
WYBRANE PROBLEMY PRZYGOTOWANIA
METEOROLOGICZNEGO W ARTYLERII
Jacek PIONTEK, Sławomir KRZYŻANOWSKI

Instytut Dowodzenia, Wyższa Szkoła Oficerska Wojsk Lądowych
e-mail: [email protected]
e-mail: [email protected]
Artykuł wpłynął do redakcji 2.03.2012 r. Zweryfikowaną i poprawioną wersję po recenzjach i korekcie
otrzymano w maju 2012 r.
W artykule przedstawiono możliwości zwiększenia dokładności realizacji wybranych elementów przygotowania meteorologicznego w pododdziałach artylerii. W pierwszej części wymieniono istotne różnice i nieścisłości występujące w literaturze fachowej w zakresie terminologii dotyczącej komunikatów meteorologicznych. W dalszej części wskazano uproszczenia zastosowane w procedurach sporządzania komunikatów meteorologicznych oraz możliwości zwiększenia ich dokładności w procesie określania nastaw w pododdziałach artylerii.
Słowa kluczowe: przygotowanie meteorologiczne, komunikat meteośredni, artyleria
WSTĘP
Jednym z najistotniejszych przedsięwzięć przygotowania strzelania i kierowania
ogniem w pododdziałach artylerii jest przygotowanie meteorologiczne. Celem jego jest
określenie odchyłek rzeczywistych meteorologicznych warunków strzelania od tabelarycznych, uwzględnianych podczas obliczania nastaw do strzelania. Zadania przygotowania meteorologicznego wykonują na szczeblu związku taktycznego (oddziału) stacje
meteorologiczne BAR oraz posterunki meteorologiczne dywizjonu (baterii artylerii rakietowej).
W literaturze fachowej jednoznacznie sprecyzowano podział zadań pomiędzy
pododdziałem meteorologicznym a posterunkiem meteorologicznym, z którego wynika,
że komunikaty „meteośredni” są zestawiane i przekazywane przez pododdział meteorologiczny, natomiast przybliżone komunikaty „meteośredni” są przygotowywane przez
posterunki meteorologiczne dywizjonów artylerii1. Taki podział zadań wynikał z możliwości sprzętowych w latach 90-tych, gdy nie stosowano jeszcze zautomatyzowanych
-
-
1. TERMINOLOGIA KOMUNIKATÓW METEOROLOGICZNYCH STOSOWANYCH W PODODDZIAŁACH ARTYLERII NAZIEMNEJ
-
-
-
1
Instrukcja Strzelania i Kierowania Ogniem Pododdziałów Artylerii Naziemnej, dywizjon, bateria,
pluton, działo, cz. I, Warszawa 1993, pkt. 39, s. 24.
Jacek PIONTEK, Sławomir KRZYŻANOWSKI
systemów dowodzenia. Obecnie, za pomocą stacji meteorologicznych BAR, można po
osiągnięciu gotowości do pracy również sporządzać i przekazywać przybliżone komunikaty „meteośredni”.
W literaturze fachowej występują pewne różnice w nazewnictwie poszczególnych
komunikatów meteorologicznych. W „Instrukcji Strzelania i Kierowania Ogniem cz. I”
komunikat sporządzony na podstawie danych przyziemnych określa się jako przybliżony
komunikat meteośredni2, natomiast w „Instrukcji dla Posterunku Meteorologicznego Dywizjonu Artylerii” ten sam rodzaj komunikatu zdefiniowano jako przybliżony komunikat
na podstawie danych przyziemnych3. Innym przykładem jest komunikat sporządzony na
podstawie przedawnionego komunikatu meteośredni oraz danych przyziemnych, który
występuje pod nazwą przybliżony komunikat meteośredni4, a także jako komunikat meteośredni-przybliżony5.
Istnieje więc potrzeba ujednolicenia nazewnictwa w tym zakresie, co pozwoli
jednoznacznie zdefiniować poszczególne rodzaje komunikatów i wypracować odpowiednie procedury zasad ich sporządzania i wykorzystania.
-
Poniżej przedstawiono propozycje terminologii komunikatów meteorologicznych
stosowanych dla potrzeb pododdziałów artylerii naziemnej w zależności od sposobu ich
sporządzania lub przeznaczenia:
– „METEOŚREDNI” – komunikat meteorologiczny sporządzony przez stację
meteorologiczną na podstawie sondowania atmosfery za pomocą radiosondy
zawieszonej na balonie dla terenu nizinnego (do 500 m n.p.m.);
– „METEOPRZEDAWNIONY” – komunikat „meteośredni”, który przekroczył
dopuszczalny czas ważności;
– „METEOWZNOWIONY” – komunikat meteorologiczny sporządzony przez
stację meteorologiczną lub posterunek meteorologiczny na podstawie pomiarów warunków przyziemnych atmosfery oraz danych z przedawnionego komunikatu „meteośredni”;
– „METEOPRZYBLIŻONY” – komunikat meteorologiczny sporządzony przez
stację meteorologiczną lub posterunek meteorologiczny na podstawie pomiarów warunków przyziemnych atmosfery wykonanych za pomocą karabinu
wiatromierza lub wiatromierza polowego;
– „METEOGÓRSKI” – komunikat meteorologiczny sporządzony przez stację
meteorologiczną na podstawie sondowania atmosfery za pomocą radiosondy
zawieszonej na balonie dla terenu górskiego (ponad 500 m n.p.m.).
2
-
3
-
20
-
5
-
4
Tamże, pkt.38, s. 23.
Instrukcja dla Posterunku Meteorologicznego Dywizjonu Artylerii, Warszawa 1987, rozdz. 3, s. 23.
Instrukcja Strzelania i Kierowania Ogniem Pododdziałów Artylerii Naziemnej, dywizjon, bateria,
pluton, działo, cz. I, Warszawa 1993, pkt. 39, s. 24.
Instrukcja dla Posterunku Meteorologicznego Dywizjonu Artylerii, Warszawa 1987, rozdz. 2, s. 14.
WYBRANE PROBLEMY PRZYGOTOWANIA METEOROLOGICZNEGO W ARTYLERII
2. MOŻLIWOŚCI ZWIĘKSZENIA DOKŁADNOŚCI OKREŚLANIA WIRTUALNEJ POPRAWKI TEMPERATURY POWIETRZA
Jedną z możliwości zwiększenia dokładności realizacji przedsięwzięć przygotowania meteorologicznego jest precyzyjne określenie wirtualnej poprawki temperatury
powietrza, która spowodowana jest wilgotnością powietrza.
Wilgotność wpływa na lot pocisku poprzez zmianę gęstości powietrza, co oznacza, że im powietrze bardziej wilgotne, tym mniejsza jest jego gęstość i odwrotnie.
Wpływ wilgotności na lot pocisku jest niewielki, jednak należy go uwzględnić. Chcąc
zastąpić wpływ wilgotności na lot pocisku innym parametrem, który uwzględniany jest
w procesie określania nastaw, można umownie sprowadzić ją do zera, zamieniając ją
jednocześnie na odpowiednią wartość poprawki tego parametru, aby gęstość powietrza
pozostała bez zmian.
Najprostszym sposobem rozwiązania tego problemu jest zamiana wpływu wilgotności przez zmianę temperatury, która zrekompensuje zmianę gęstości powietrza
wywołaną przez wilgotność. Tak zmieniona temperatura, po uwzględnieniu wilgotności
powietrza, nazywana jest temperaturą wirtualną (tv), która określa, o ile należy podgrzać
powietrze suche, aby uzyskało gęstość powietrza o wilgotności względnej 50%. Przyjmując za wartość względnej wilgotności w warunkach tabelarycznych 50% oraz tabelaryczną wartość ciśnienia atmosferycznego 750 mmHg można sporządzić podziałkę
funkcji zależności poprawki temperatury wirtualnej powietrza od temperatury rzeczywistej powietrza (patrz rys. 1).
Źródło: Opracowanie własne
Z wykresu tej funkcji wynika, że wartość poprawki temperatury wirtualnej powietrza wzrasta wraz ze zwiększeniem temperatury rzeczywistej powietrza. Ponadto
można zauważyć, że w pewnych przedziałach istnieje zależność liniowa tej funkcji.
-
-
-
-
-
Rys. 1. Wykres funkcji zależności wilgotności wyrażonej w poprawce wirtualnej temperatury
powietrza wyłącznie od rzeczywistej temperatury powietrza
21
W tabeli 1 sporządzono progowe wartości tej funkcji dla poszczególnych temperatur, co 5C w zakresie od 0C do 40C.
Tabela 1. Maksymalne błędy podczas określania temperatury wirtualnej wskutek przyjmowania
względnej wilgotności powietrza jako stałej i równej 50%
Temperatura
(ºC)
+5
+10
+15
+20
+25
+30
+35
+40
Błąd (±ºC)
0,4
0,6
0,9
1,3
1,8
2,4
3,3
4,4
Źródło: Meteorologia wojskowa, Warszawa 1964, s. 242
Podobnie zestawiono powyższe dane w „Instrukcji dla posterunku meteorologicznego dywizjonu artylerii”, przedstawione w tabeli 2. Jednak wartości progowe ustalono
nie dla skoku temperatury rzeczywistej co 5C, ale dla poszczególnych zmian poprawki
wirtualnej powietrza z dokładnością 0,5C.
Tabela 2. Maksymalne błędy podczas określania temperatury wirtualnej wskutek przyjmowania
(wg „Instrukcji dla posterunku meteorologicznego dywizjonu artylerii”)
Temperatura
(ºC)
Poniżej 0
0–5
10 – 15
20
25
30
40
Błąd (±ºC)
0
+0,5
+1,0
+1,5
+2,0
+3,5
+4,5
Źródło: Instrukcja posterunku meteorologicznego dywizjonu artylerii, Warszawa 1987, s. 15
Na podstawie analizy informacji zawartych w tabeli 1 i 2 można zauważyć pewne
różnice w przedstawionych danych. Są one spowodowane założonymi uproszczeniami
zawartymi w „Instrukcji posterunku meteorologicznego” dla potrzeb prowadzenia obliczeń metodą rachunkową, w których temperaturę zaokrągla się z dokładnością do 0,5C.
Taka interpretacja pozwala znacznie skrócić czas obliczeń sposobem rachunkowym. Jednak przy zastosowaniu komputerów istnieje możliwość zwiększenia dokładności tych
obliczeń bez wydłużania czasu osiągania gotowości do wykonywania zadań ogniowych.
Należy również zaznaczyć, że w praktyce artyleryjskiej jako poprawki temperatury wirtualnej przyjmuje się wartości podane z tabeli 1, gdzie wartość poprawki temperatury wirtualnej dla przyziemnej temperatury tabelarycznej wynosi +0,9ºC, w wyniku czego tabelaryczna wartość temperatury wirtualnej wynosi +15,9ºC.
-
-
-
-
-
Ostatecznie, dla poszczególnych wartości progowych poprzez interpolację funkcji liniowej można określić poprawki temperatury wirtualnej dla temperatury rzeczywistej co 1C, zwiększając tym samym dokładność określania poprawki wirtualnej temperatury powietrza z wartości skokowych na wartość liniową w pewnych przedziałach.
Powyższe dane przedstawiono w tabeli 3.
22
Tabela 3. Tabela poprawek wirtualnej odchyłki temperatury powietrza wskutek przyjmowania
t oo ,˚C <0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
t v0 0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,3 0,4 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0 1,1 1,2
t oo ,˚C 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
t v0 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,4 2,6 2,7 2,9 3,1 3.3 3,5 3,7 3,9 4,1 4,4
3. OKREŚLANIE WARTOŚCI BALISTYCZNEJ ODCHYŁKI TEMPERATURY
POWIETRZA
Wraz ze wzrostem wysokości nad poziomem morza zmienia się również wartość
tabelaryczna temperatury powietrza. Pionowy gradient temperatury aż do troposfery
(9300 m n.p.m.) wynosi 0,006328C/m wysokości. Na podstawie prowadzonych badań
sondowania atmosfery zauważono, że temperatura rzeczywista dla poszczególnych wysokości dla wyższych temperatur spada o wiele szybciej niż jej wartość tabelaryczna, natomiast w niższych temperaturach jej wartość obniża się wolniej6. Dlatego często
w komunikatach „meteośredni” na podstawie wyników można zauważyć, że zimą odchyłka temperatury rośnie natomiast latem maleje.
Rys. 2. Wykres rozkładu odchyłki temperatury wirtualnej od tabelarycznej
W przedziale przyziemnej odchyłki temperatury powietrza ±10 od jej wartości
tabelarycznej można przyjąć, że na poszczególnych wysokościach wejściowych do komunikatu jej odchyłka będzie taka sama7. Niestety w załączniku 5 „Instrukcji dla posterunku meteorologicznego dywizjonu artylerii” nie ma takiego zapisu, co powoduje, że
-
-
-
-
-
6
7
Meteorologia wojskowa, Warszawa 1964, s. 242.
Tamże, s. 252.
23
dla każdej odchyłki przyziemnej temperatury powietrza oblicza się odchyłki temperatury balistycznej dla poszczególnych wysokości wejściowych do komunikatu.
Tabela 4. Średnie odchyłki temperatury  Y zależne od  O
Ustalone
wysokości
Y (m)
200
400
800
1200
1600
2000
2400
3000
4000
 O (ºC)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
20
30
40
50
-1
1
-1
1
-1
1
-1
1
-1
1
-1
1
-1
1
-1
1
-1
1
-2
2
-2
2
-2
2
-2
2
-2
2
-2
2
-2
2
-2
2
-2
2
-3
3
-3
3
-3
3
-3
3
-3
3
-3
3
-2
3
-2
3
-2
3
-4
4
-4
4
-4
4
-4
4
-3
4
-3
4
-3
4
-3
4
-3
4
-5
5
-5
5
-5
5
-4
5
-4
5
-4
5
-4
5
-4
5
-4
5
-6
6
-6
6
-6
6
-5
6
-4
6
-4
6
-4
6
-4
6
-4
6
-7
7
-6
7
-6
7
-5
7
-5
7
-5
7
-5
7
-4
7
-4
7
-8
8
-7
8
-7
8
-6
8
-6
8
-6
8
-5
8
-5
8
-4
8
-8
9
-8
9
-7
9
-7
9
-7
9
-6
9
-6
9
-5
9
-5
9
-9
10
-9
10
-8
10
-8
10
-7
10
-7
10
-7
10
-6
10
-6
10
-20
20
-19
20
-18
20
-17
20
-17
20
-16
20
-15
20
-15
20
-14
20
-29
30
-29
30
-28
30
-26
30
-25
30
-24
30
-23
30
-22
30
-20
30
-39
-38
-37
-35
-34
-32
-31
-30
-27
-
-49
-48
-46
-44
-42
-40
-38
-37
-34
-
Źródło: Instrukcja dla posterunku meteorologicznego dywizjonu artylerii, Warszawa 1987, s. 36
Ponadto, na podstawie analizy dodatnich wartości odchyłki temperatury wirtualnej od tabelarycznej z tabeli 4, można wywnioskować, że odchyłki temperatury balistycznej na poszczególnych wysokościach zawsze są takie same. Na podstawie danych
pochodzących z tabeli 4 przedstawiono na rysunku 3 odchyłki balistyczne temperatury
powietrza od wartości tabelarycznej.
Rys. 3. Wykres rozkładu odchyłki temperatury wirtualnej od tabelarycznej
Przyjmowanie takich samych odchyłek balistycznych temperatury dla ustalonych wysokości komunikatu, jak odchyłka przyziemnej wartości temperatury wirtualnej
-
-
-
-
-
Źródło: Opracowanie własne na podstawie danych zawartych w załączniku 5 Instrukcji dla
posterunku meteorologicznego dywizjonu artylerii, Warszawa 1987, s. 36
24
poza zakresem ±10 od wartości tabelarycznej, a szczególnie przy temperaturach bardzo
wysokich lub bardzo niskich, stanowi duże uproszczenie. Taka interpretacja powoduje
znaczne różnice podczas określania komunikatów meteorologicznych sporządzonych na
podstawie danych przyziemnych. Dane poszczególnych wartości balistycznej odchyłki
temperatury powietrza dla odpowiednich wysokości przedstawiono w tabeli 5.
Tabela 5. Wartości balistycznej odchyłki temperatury  Y w zależności od wartości  O pm
Yk(m)
t
200
400
800
1200
1600
2000
2400
3000
4000
1,0
0,9
0,9
0,8
0,8
0,7
0,7
0,7
0,6
Wartości balistycznej odchyłki temperatury przyziemnej (  Y )
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 30 40
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 30 40
1 2 3 4 4 5 6 7 8
9
18 27 36
1 2 3 4 4 5 6 7 8
9
18 27 36
1 2 2 3 4 5 6 6 7
8
16 24 32
1 2 2 3 4 5 6 6 7
8
16 24 32
1 1 2 3 3 4 5 6 6
7
14 21 28
1 1 2 3 3 4 5 6 6
7
14 21 28
1 1 2 3 3 4 5 6 6
7
14 21 28
1 1 2 2 3 4 4 5 5
6
12 18 24
Znak wartości odchyłki temperatury na poszczególnych wysokościach jest zgodny ze znakiem
wirtualnej odchyłki temperatury przyziemnej.
 t - współczynnik balistycznej odchyłki temperatury dla poszczególnych wysokości komunikatu
Źródło: Opracowanie własne na podstawie danych zawartych w Meteorologii wojskowej, Warszawa 1964, s. 252
Wartości podane w tabeli 5 otrzymano z opracowania statystycznego dużej liczby
wyników sondowania temperatury. Odpowiadają one pewnemu średniemu rozkładowi
temperatury powietrza zależenie od wysokości8. W tabeli 6 porównano wyniki sondowania atmosfery oraz przedstawiono różnice między balistyczną odchyłką temperatury zestawionej na podstawie danych zawartych w tabelach 4 i 5.
Z analizy wyników zawartych w tabeli 6 można wywnioskować, że w sytuacji,
gdy przyziemna odchyłka temperatury powietrza różni się więcej niż ±10 od wartości
tabelarycznej określanie balistycznej odchyłki temperatury powietrza z wykorzystaniem
danych zawartych w tabeli 4 obarczone jest znacznie większymi błędami. Przyczyną
tego jest brak zapisu w „Instrukcji dla posterunku meteorologicznego dywizjonu artylerii”, który w takiej sytuacji, nakazywałby przyjęcie balistycznej odchyłki temperatury
powietrza na wszystkich wysokościach równej jej wartości przyziemnej.
-
-
-
-
-
Porównując wyniki z tabeli 7, można stwierdzić, że balistyczna odchyłka temperatury powietrza określona na podstawie tabeli 5 jest bliższa rzeczywistym wynikom
otrzymanym z sondowania niż z wykorzystaniem danych zawartych w tabeli 4.
8
Meteorologia wojskowa, Warszawa 1964, s. 252.
25
Tabela 6. Określenie balistycznej odchyłki temperatury wirtualnej w sytuacji, gdy jej wartość nie
przekracza ±10 od wartości tabelarycznej z wykorzystaniem danych zawartych w tabelach 4 i 5
oraz porównanie ich z wynikami sondowania atmosfery w dniu 26.03.2009 r.
Komunikat „meteośredni” zestawiony na
podstawie sondowania z dnia 26.03.2009 r.
godz. 18.55
Meteo1101
26190 0221 51659
59
38
7
2
59
39
8
4
59
40
10
8
60
41
10
12
60
42
11
16
60
42
11
20
61
42
11
24
61
42
10
30
60
43
10
40
Balistyczna odchyłka temperatury zestawiona na
podstawie danych zawartych w tabeli 4
Balistyczna odchyłka
temperatury zestawiona
na podstawie danych
zawartych w tabeli 5
58
58
57
57
57
56
56
55
54
59
59
59
59
59
59
59
59
59
Źródło: Opracowanie własne, na podstawie wyników sondowania atmosfery z dnia 26.03.2009 r.
Tabela 7. Określenie balistycznej odchyłki temperatury wirtualnej w sytuacji, gdy jej wartość
przekracza ±10 od wartości tabelarycznej z wykorzystaniem danych zawartych w tabelach 4 i 5
oraz ich porównanie z wynikami sondowania atmosfery w dniu 18.11.2010 r.
godz. 11.40
Meteo1101
18114
2
4
8
12
16
20
24
30
40
64
64
63
62
61
60
59
57
56
0154
50364
na podstawie danych
na podstawie danych
zawartych
w tabeli 5
62
62
61
61
60
60
59
58
58
64
63
63
61
61
60
60
60
58
Prędkość wiatru średniego dla poszczególnych wysokości wejściowych komunikatu sporządzonego na podstawie danych przyziemnych określa się z załącznika 4 „Instrukcji dla Posterunku Meteorologicznego dywizjonu artylerii”, który przedstawiono
w tabeli 8. Dla ułatwienia obliczeń metodą rachunkową zastosowano pewne uproszczenie
polegające na tym, że w sytuacjach, gdy prędkość wiatru przyziemnego jest mniejsza od
-
-
-
-
-
4. OKREŚLANIE WARTOŚCI PRĘDKOŚCI WIATRU ŚREDNIEGO NA
PODSTAWIE DANYCH PRZYZIEMNYCH
26
3 m/s, to dla wszystkich wysokości wejściowych do komunikatu przyjmuje się prędkość
wiatru balistycznego równą zeru9.
Tabela 8. Prędkość wiatru średniego WY (m/s) i przyrosty kierunku wiatru średniego TWY (tys.),
zależnie od prędkości wiatru przyziemnego Vo wg „Instrukcji dla Posterunku Meteorologicznego
dywizjonu artylerii”
Prędkość wiatru przyziemnego
Azymut
topograficzny
TVo powiększony
Vo (m/s)
Ustalone
wysokości
Y (m)
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
o TWY
200
400
800
1200
1600
2000
2400
3000
4000
4
5
5
5
6
6
6
6
6
6
7
8
8
8
9
9
9
10
8
10
10
11
11
11
12
12
12
9
11
11
12
13
13
14
14
14
10
12
13
13
14
14
15
15
16
12
14
15
16
17
17
18
19
19
14
17
18
19
20
20
21
21
22
15
18
19
20
21
21
22
23
24
16
20
21
22
23
24
25
25
26
18
22
23
24
25
26
27
28
29
20
23
25
26
27
28
29
30
32
21
25
27
28
29
30
32
32
34
22
27
28
30
32
32
34
36
36
1-00
2-00
3-00
3-00
4-00
4-00
4-00
5-00
5-00
Źródło: Instrukcja posterunku meteorologicznego dywizjonu artylerii, Warszawa 1987, s. 35.
Prędkości wiatru balistycznego przedstawionego w tabeli 9 można również obliczyć na podstawie iloczynu prędkości wiatru przyziemnego i odpowiedniego współczynnika  v wiatru balistycznego. Współczynniki te określono na podstawie statystycznego opracowania dużej ilości wyników sondowania prędkości wiatru10.
Tabela 9. Prędkość wiatru średniego WY (m/s) i przyrosty kierunku wiatru średniego
TWY (tys.), zależnie od prędkości wiatru przyziemnego Vo
Ustalone
wysokości Y (m)
v
200
400
800
1200
1600
2000
2400
3000
4000
1,7
1,9
2,0
2,1
2,2
2,3
2,3
2,4
2,4
Prędkość wiatru przyziemnego
Azymut topograficzny TVo
Vo (m/s)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
4
4
4
4
5
5
5
5
5
6
6
6
7
7
7
7
7
7
8
8
8
9
9
9
10
10
9
10
10
11
11
12
12
12
12
10
11
12
13
13
14
14
14
14
12
13
14
15
15
16
16
17
17
14
15
16
17
18
18
18
19
19
15
17
18
19
20
21
21
22
22
17
19
20
21
22
23
23
24
24
powiększony
o TW
Y
19
21
22
23
24
25
25
26
26
20
23
24
25
26
28
28
29
29
22
25
26
27
29
30
30
31
31
24
27
28
29
31
32
32
34
34
26
29
30
32
33
35
35
36
36
1-00
2-00
3-00
3-00
4-00
4-00
4-00
5-00
5-00
 v - współczynnik prędkości wiatru przyziemnego dla poszczególnych wysokości komunikatu
-
Źródło: Opracowanie własne, na podstawie danych zawartych w Meteorologii wojskowej, Warszawa 1964, s. 252
-
Po szczegółowej analizie danych zawartych w tabelach 8 i 9 można spostrzec
-
-
-
9
10
Instrukcja dla Posterunku Meteorologicznego Dywizjonu Artylerii, Warszawa 1987, pkt. 23, s. 17.
Tamże, s. 252.
27
drobne różnice w niektórych wartościach wiatru balistycznego. Ponadto warto zauważyć że, tabela 8 nie zawiera danych o wietrze balistycznym dla prędkości wiatru przyziemnego mniejszego od 3 m/s. Te z pozoru nieznaczne różnice i uproszczenia w sytuacjach, gdy kąt wiatru jest zgodny z kierunkiem strzelania mogą nabrać istotnego znaczenia w dokładności określania nastaw. W tabeli 10 i 11 zestawiono wyniki określenia
wiatru balistycznego na podstawie warunków przyziemnych sporządzonych według
tabel 8 i 9 oraz porównano je z danymi określonymi na podstawie rzeczywistego sondowania atmosfery, w których prędkość wiatru przyziemnego była mniejsza niż 3 m/s.
Tabela 10. Zestawienie wyników określania wiatru balistycznego wg tabel 8 i 9 z rzeczywistymi
pomiarami sondowania atmosfery w sytuacji, gdy prędkość wiatru przyziemnego wynosi 1 m/s
godz. 19.55
Meteo1101
18200 0150 50364
2
4
8
12
16
20
24
30
40
1
2
3
4
4
4
4
4
4
Prędkość wiatru
balistycznego zestawiona
na podstawie danych
Prędkość wiatru
na podstawie danych
0
0
0
0
0
0
0
0
0
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Poprawka spowodowana prędkością wiatru balistycznego określonego z tabeli 8,
podczas określania nastaw do strzelania z 122 mm 2S1, dla ładunku pełnego, na donośności, której wierzchołkowa wejściowa do komunikatu wynosi 4000m, przy kierunku wiatru
zgodnym z kierunkiem strzelania w tej konkretnej sytuacji różni się o 154 m. Natomiast
poprawka na wiatr balistyczny określona z tabeli 9 byłaby o połowę mniejsza.
Tabela 11. Zestawienie wyników określania wiatru balistycznego wg tabel 8 i 9 z rzeczywistymi
pomiarami sondowania atmosfery w sytuacji, gdy prędkość wiatru przyziemnego wynosi 2 m/s
godz. 10.51
Meteo1101
17105 0158 50458
-
-
-
-
-
2
4
8
12
16
20
24
30
40
2
3
3
3
3
5
6
7
8
Prędkość wiatru
na podstawie danych
Prędkość wiatru
na podstawie danych
0
0
0
0
0
0
0
0
0
3
4
4
4
4
5
5
5
5
28
Poprawka na prędkość wiatru balistycznego wynikająca z tabeli 8, podczas określania nastaw do strzelania z 152 mm AHS DANA, dla ładunku pełnego, na donośności,
której wierzchołkowa wejściowa do komunikatu wynosi 4000 m, przy kierunku wiatru
zgodnym z kierunkiem strzelania w tej sytuacji różni się o 288 m. Natomiast poprawka
na prędkość wiatru balistycznego określona z tabeli 9 byłaby o wiele dokładniejsza.
Analogicznie należałoby zweryfikować dane określone w załączniku 1 „Instrukcji dla posterunku meteorologicznego dywizjonu artylerii”, w którym zastosowane
uproszczenie polega na określaniu wartości wiatru balistycznego przy oddaleniu średniego punktu upadku pocisków do sondowania atmosfery dopiero przy odległości 40 m
i większej. Dla niższych wartości przyjmuje się prędkość wiatru balistycznego na
wszystkich wysokościach równą zeru11.
5. CZAS WYKORZYSTANIA PRZEDAWNIONYCH KOMUNIKATÓW
„METEOŚREDNICH” W PROCESIE OKREŚLANIA NASTAW
Termin ważności komunikatu zależy od stanu pogody, pory doby i roku oraz od
wierzchołkowej toru. Na ogół komunikatem meteorologicznym można się posługiwać
dopóty, dopóki nie nastąpi widoczna zmiana pogody, co należy określać na podstawie
bezpośrednich obserwacji. W tabeli 12 przedstawiono terminy wykorzystania danych
z przedawnionych komunikatów „meteośrednich” w procesie określania nastaw.
Tabela 12. Wartości wysokości wejściowych do komunikatu YK w metrach
Środek, jaki był wykorzystywany do pomiaru
wiatru
Dawność komunikatu „meteośredni” w godzinach
3-6
7-9
10-12
Karabin wiatromierz
1600
2000
2400
Wiatromierz polowy
lub DMK
1200
1600
2000
Źródło: Instrukcja dla posterunku meteorologicznego dywizjonu artylerii, Warszawa 1987, s. 16
Z pewnością wartości progowe wysokości wierzchołkowych, do których należy
obliczać poprawki do komunikatów wznowionych na podstawie danych przyziemnych
określonych przez posterunek meteorologiczny z dywizjonu artylerii, ustalono na podstawie analizy wyników statystycznie dużej liczby sondowania.
Wartość zmiany temperatury zmniejsza się wraz ze wzrostem wysokości. Dlatego dla dużych wierzchołkowych (1600 m i wyżej) balistyczna odchyłka temperatury
może być ważna w ciągu 6 – 8 godzin, szczególnie przy stałej pogodzie w lecie i w nocy. Przy zmiennej pogodzie, szczególnie w okresie wiosennym i jesiennym termin ważności danych o balistycznej odchyłce temperatury dla dużych wierzchołkowych zmniejsza się do 3 – 4 godzin. Dla małych wierzchołkowych termin ważności tych danych
-
-
Zasadniczo ciśnienie atmosferyczne zmienia się na ogół bardzo powoli, szczególnie w lecie. Dlatego dane o przyziemnej odchyłce ciśnienia zazwyczaj są ważne
w ciągu 6 – 8 godzin.
-
29
-
Instrukcja dla Posterunku Meteorologicznego Dywizjonu Artylerii, Warszawa 1987, załącznik 1,
s. 28.
-
11
skraca się w lecie, w jasną słoneczną pogodę oraz w godzinach rannych po wschodzie
i po zachodzie słońca – do 2 – 3 godzin. W pochmurną pogodę dla małych wierzchołkowych termin ważności tych danych powiększa się, szczególnie w chłodnej połowie
roku.
Termin ważności danych o wietrze balistycznym zależy przede wszystkim od
stanu pogody, czego zewnętrzną oznaką może być prędkość wiatru. Dlatego przy bardzo małych prędkościach (mniejszych od 3 m/s) oraz przy dużych prędkościach wiatru
balistycznego (większych niż 15 m/s) dla torów o dużej wierzchołkowej termin ważności tych danych wynosi 8 godzin. Przy średnich prędkościach i stałej pogodzie dane te
dla torów o dużych wierzchołkowych (powyżej l 600 m) są ważne w ciągu 6 – 8 godzin,
a dla torów o małych wierzchołkowych (poniżej 800 m) – w ciągu 2 – 3 godzin12.
Należy jednak przy tych założeniach zdawać sobie sprawę, że przyjęcie sztywnych przedziałów czasowych stanowi dość istotne uproszczenie. Ponadto, konieczne jest
ciągłe monitorowanie zmian warunków atmosferycznych w warstwie przyziemnej. Bez
względu na dane zawarte w tabeli 12. W sytuacji, gdy warunki ulegną istotnej zmianie,
należy ponownie określić dane przyziemne oraz wznowić komunikat meteorologiczny.
W tabeli 13 przedstawiono wyniki sondowania atmosfery z wykorzystaniem stacji
meteorologicznej BAR, w których różnice czasowe między poszczególnymi pomiarami
mieszczą się w przedziale 10 – 12 godzin. Przy założeniu, że dane przyziemne określone
byłyby na podstawie wyników sondowania z wykorzystaniem wiatromierza polowego, to
komunikat „meteośredni” przedawniony od grupy 24 nie uległby zmianom.
Tabela 13. Zestawienie wyników sondowania atmosfery z wykorzystaniem stacji meteorologicznej
BAR w odstępie czasowym około 12 godzin
Komunikat „meteośredni” zestawiony na podstawie
sondowania z dnia 24.03.2009 r. godz.18.36
Komunikat „meteośredni” zestawiony na podstawie sondowania z dnia 25.03.2009 r. godz. 06.26
Meteo1101
2
24184
66
0221
55
52066
11
Meteo1101
2
25063
70
0221
47
51569
08
4
66
55
11
4
69
48
08
8
66
55
13
8
69
49
08
12
67
55
14
12
70
50
09
16
67
55
15
16
70
50
09
20
68
54
15
20
70
50
09
24
68
53
15
24
70
50
09
30
68
52
16
30
70
51
10
40
69
51
17
40
69
53
12
50
69
50
19
50
67
54
14
60
69
50
20
60
67
54
16
80
68
51
23
80
66
55
18
10
66
52
23
10
66
55
18
-
-
Źródło: Opracowanie własne, na podstawie wyników sondowania atmosfery
z dnia 24, 25.03.2009 r.
-
-
-
12
30
K. Krauze, Z. Olbrycht, R. Piotrowski, S. Krzyżanowski, Określanie nastaw do strzelania na
podstawie pomiarów i obliczeń, Toruń 2002, s. 65-66.
Inny przykład przedstawiono w tabeli 14, gdzie odstęp czasu pomiędzy kolejnym sondowaniem wynosił około 10 godzin. Przy założeniu, że dane przyziemne określono na podstawie wyników sondowania z wykorzystaniem karabinu wiatromierza, to
komunikat „meteośredni” przedawniony od grupy 30 nie uległby zmianom.
Tabela 14. Zestawienie wyników sondowania atmosfery z wykorzystaniem stacji meteorologicznej BAR w odstępie czasowym około 10 godzin
Komunikat „meteośredni” zestawiony na podstawie
sondowania z dnia 26.03.2009 r. godz. 08.16
Komunikat „meteośredni” zestawiony na podstawie sondowania z dnia 26.03.2009 r. godz. 18.55
Meteo1101
2
26082
64
0221
41
51764
02
Meteo1101
2
26190
59
0221
38
51659
07
4
64
42
04
4
59
39
08
8
64
43
04
8
59
40
10
12
63
43
04
12
60
41
10
16
63
44
04
16
60
42
11
20
64
44
04
20
60
42
11
24
64
44
04
24
61
42
11
30
63
46
05
30
61
42
10
40
63
48
05
40
60
43
10
50
63
48
05
50
61
44
09
60
64
48
05
60
60
47
09
80
64
48
03
80
61
49
12
10
64
50
04
10
62
50
15
Na podstawie wyników sondowania, przedstawionych w tabelach 13 i 14 wynika, że największym zmianom warunków atmosferycznych uległy niższe warstwy atmosfery. Potwierdza to ogólnie przyjętą tezę, że w miarę upływu czasu od zestawienia
sondowania rośnie wartość progowa wysokości wejściowej do komunikatu, którą należy uaktualnić na podstawie wyników pomiarów danych przyziemnych.
Ponadto, mimo zachowania wymogów określonych w tabeli 12, istotną różnicę
warunków atmosferycznych wprowadza również zmiana pory doby.
31
-
-
-
Reasumując, należy podkreślić, że:
– ujednolicenie nazewnictwa poszczególnych rodzajów komunikatów pozwoli
jednoznacznie zdefiniować i opracować odpowiednie procedury zasad ich
sporządzania;
– wprowadzenie na wyposażenie stacji BAR kątomierza busoli lub aparatury
nawigacyjnej pozwoli na zwiększenie dokładności określania azymutu topograficznego osi wzdłużnej pojazdu, a tym samym w istotny sposób wpłynie
na zwiększenie dokładności określania kierunku wiatru balistycznego w poszczególnych wysokościach wejściowych do komunikatu;
– zmiana pory doby (dzień, noc) powinna być traktowana jak istotna zmiana
pogody, która wymusza ponowne określenie warunków meteorologicznych
w kolejnej porze doby;
-
PODSUMOWANIE
– opracowanie nowej instrukcji dla posterunku meteorologicznego dywizjonu
artylerii, która zawierać będzie jednoznacznie sformułowane procedury sporządzania komunikatów meteorologicznych z większą dokładnością, wymaga
nawiązania ścisłej współpracy Wyższej Szkoły Oficerskiej Wojsk Lądowych
z Szefostwem Wojsk Rakietowych i Artylerii w zakresie pozyskania i szczegółowej analizy danych z sondowań atmosfery, realizowanych podczas strzelań i ćwiczeń pododdziałów artylerii.
Przedstawiona analiza wybranych problemów przygotowania meteorologicznego
przez posterunki meteorologiczne dywizjonu artylerii wskazuje na problematyczność
i nieścisłości w realizacji tego procesu. Zagadnienia przygotowania meteorologicznego,
ze względu na stopień skomplikowania i różnorodność zmiennych parametrów, są nadal
otwarte. Propozycje i zawarte w artykule wnioski, z uwagi na zbyt małą próbę badawczą
wyników rzeczywistych sondowań atmosfery, nie czynią ich rozstrzygającymi, mimo że
powstały w oparciu o szczegółowe dociekania i dogłębną analizę literatury w tym zakresie. Istnieje wciąż wiele problemów do rozwiązania w tej kwestii, wynikających z zastosowania uproszczeń, wymagających przeprowadzenia gruntownych badań. Z powyższych
powodów twierdzenia zawarte w artykule należy uważać za preludium do dyskusji i inicjację do podjęcia dalszych eksploracji w tym zakresie.
LITERATURA
1. Grzegorczyk H., Marciniak Z., Określanie nastaw na podstawie pełnych danych
o warunkach strzelania, Wyd. WSO, Toruń 1999.
2. Instrukcja strzelania i kierowania ogniem pododdziałów artylerii naziemnej, cz. I,
Dywizjon, bateria, pluton, działo; Sztab Generalny, SWRiA, Warszawa 1993.
3. Instrukcja dla posterunku meteorologicznego dywizjonu artylerii, MON, Warszawa 1987.
4. Krauze K., Olbrycht Z., Piotrowski R., Krzyżanowski S., Określanie nastaw do
strzelania na podstawie pomiarów i obliczeń, Wyd. WSO, Toruń 2002.
5. Metodyka przygotowania balistycznego i technicznego Wojsk Rakietowych i Artylerii, MON, Warszawa 1987.
6. Objaśnienia do instrukcji strzelania i kierowania ogniem artylerii naziemnej, Art.
776/88, Wydawnictwo MON 1989.
7. Strzelanie i kierowanie ogniem artylerii naziemnej, MON, Warszawa 1987.
8. Tabele strzelnicze do 122 mm haubicy samobieżnej 2S1, MON, Warszawa 1978.
9. Tabele strzelnicze do 152 mm armatohaubicy samobieżnej wz. 1977, MON, Warszawa 1985.
-
SELECTED ISSUES OF METEOROLOGICAL PREPARATION IN ARTILLEY
-
Summary
-
-
-
The authors present the possibilities of enhancing the precision of the execution of selected elements of meteorological preparation in field artillery subunits. In the first part of the article the
32
authors list some significant differences and discrepancies in the specialist literature related to
the terminology used in meteorological reports. The other part of the article shows some simplifications applied in the procedures for meteorological reports preparation as well as the potential for improving their precision in the field artillery fire preparation process.
-
-
-
-
-
Keywords: meteorological preparation, meteorological interim report, artillery
33

pełny tekst - Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Oficerskiej Wojsk

Transkrypt

Podobne dokumenty

Nawiążę współpracę z osobą mającą na sprzedaż dom,

Stanisław Sacha (1904 – 1940) Przyszedł na świat w dniu 14

Zarzycki Piotr - 29 pułk artylerii lekkiej

Zarzycki Piotr - 2 pułk artylerii lekkiej

Rafał Sławoszewski (1900

Generuj PDF z tej stronie - Centralny Ośrodek Szkolenia Straży

Treść aktu

zaproszenie - 23 śląski pułk artylerii

Major artylerii Kazimierz Tadeusz Mroziński (1898 – 1940)

Więcej o płk. Tadeuszu Perdzyńskim