Расчет видимости звезд и далеких огней - Забелина И.А.
Скачать (прямая ссылка):
Метеорологическая дальность видимости
Рис. 19. Дальность видимости постоянного белого огня ночью (В — 5-10-2 кд/м2, ?Пор = 0,2- 10_в лк)
справедливы для расчета дальности видимости огней разной силы света (от 0,001 до 1011 кд) при различном состоянии атмосферы, но для порогового блеска Еа = 0,2-10~6 лк, что соответствует расчетному порогу для белого огня при яркости фона В =
— 5 • 10"3 кд/м2.
Этими же кривыми можно пользоваться для определения дальности видимости при других значениях порогового блеска. Поскольку, как видно из выражения (67), пороговый блеск огня прямо пропорционален силе света источника, то достаточно считать, что сила света огня изменилась во столько раз, во сколько раз изменился его пороговый блеск:
EJES = /,//„ = А. (68)
Поскольку цвет огня учитывается при определении Ен для заданного уровня яркости фона, то графическим способом определения дальности видимости огня, который предложил В. А. Гаврилов, можно пользоваться и в оценке видимости цветных огней.
57
У кривых на рис. 19 указано состояние атмосферы в единицах метеорологической дальности видимости. Соответственно каждое состояние характеризуется определенными условиями видимости по десятибалльной шкале видимости, приведенной в табл. 12.
Оценка дальности видимости днем при яркостях фона В > 10 кд/м2 значительно усложняется из-за необходимости учета воздушной дымки, которая создает дополнительную яркость фона. Воздушной дымкой принято называть яркость слоя воздуха, расположенного между наблюдателем и рассматриваемым огнем.
Дальность видимости огня днем также может быть рассчитана по уравнению Аллара, но здесь уже пороговый блеск огня в отличие от ночных условий наблюдения меняется с яркостью фона. Под яркостью фона понимается яркость фона у огня и налагаемая на него яркость BL воздушной дымки при толщине слоя воздуха L яркость фона В = Вф + BL.
Тогда уравнение Аллара можно записать в несколько ином виде:
?H(B) = /e-“L/ZA (69)
Для определения яркости слоя атмосферной дымки в зависимости от расстояния между объектом и наблюдателем выведено световоздушное уравнение (уравнение Кошмидера)
BL^B{ 1-е-«Ч, (70)
где BL — яркость слоя толщиной ЦБ — световоздушный коэффициент при L = оо и BL = Б.
На рис. 20 представлена зависимость BL от толщины воздушного слоя L при разной прозрачности атмосферы. Яркость слоя BL,
достигнув некоторого максимального значения, дальше при увеличении толщины слоя, практически не увеличивается.
Кривыми рис. 20 можно пользоваться при приближенной оценке дальности видимости огня днем, учитывая яркость воздушной дымки в общей яркости фона при расчете порогового блеска огня.
Таблица 12
Шкала видимости
Балл Глазомерная оценка Расстояние, км
Объект виден Объект не виден
0 Туман очень сильный — 0,05
1 Туман сильный 0,05 0,2
2 » заметный 0,2 0,5
3 » слабый 0,5 1,0
4 Дымка очень сильная 1,0 2,0
5 Дымка сильная 2,0 4,0
6 » заметная 4,0 10,0
7 » слабая 10,0 20,0
8 Видимость хорошая 20,0 50,0
9 Видимость отличная 50,0 50,0
58
Рис. 20. Зависимость световоздушного коэффициента от толщины слоя воздуха между огнем и наблюдателем при разной метеорологической дальности видимости:
sM = 1 км, г -
5 км, 3 — S = 10 км
^ ' Метеорологическая дальность
,7 0,2 0.51,0 1.5 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 10
20 SM, км
4 6 8 10
Дальность Видимости огня
14 L,km
Рис. 21. Дальность видимости сигнальных огней разной силы света в дневных условиях при Епор = ЫО-8 лк
0,20
0,15
\
\
oN, чр
о
-7 -6 -5 -4 -3 -2-1 0 1 lgB,w/n2
Рис. 22. Время инерции ta, в зависимости от яркости фона В (среднее для трех цветов)
59
Кривыми зависимости силы света от дальности видимости для дневных условий наблюдения (рис. 21) и порогового блеска ?'н=1-10_3 лк можно пользоваться при непосредственной оценке дальности видимости до 15 км [18].
Все сказанное о светосигнальных огнях относится к постоянным огням, но существуют еще и проблесковые огни. Так, в маячных
установках чаще всего Таблица 13 используются именно проблесковые огни, которые нередко бывают цветными. Пороговый блеск Ен, при любой длительности т для любой яркости фона в пределах от 0 до 32 кд/м2 (В = 0 соответствует случаю порогового блеска на темном фоне) можно вычислять по формуле [48]
р _ ?н, °° (тл -Ь tn) j r'х ^ / п* (71)
где ?н, „о—пороговый блеск при неограниченной длительности воздействия источника на глаз наблюдателя;, тп — длительность проблеска; ta — время инерции или эффективное время сохранения зрительного впечатления.
Время инерции tH для различных яркостей фона приведено в табл. 13 для красного, зеленого и белого цветов проблескового огня, а на рис. 22 представлена зависимость времени инерции от яркости фона, среднего для трех цветов.
8. ПРИРОДНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ И СВЕТОВАЯ ОБСТАНОВКА
Наблюдение звезд и далеких огней как невооруженным глазом, так и через визуальный оптический прибор прежде всего связано с уровнем яркости фона. Поэтому для определения граничных условий видимости точечных источников необходимо оценить световую обстановку, под которой понимается суммарное воздействие посторонних световых потоков, возникающих от разных источников засветки с учетом их вида, расположения и энергетических характеристик.
