Расчет видимости звезд и далеких огней - Забелина И.А.
Скачать (прямая ссылка):
Еще большее значение имеет видимость для самолетов. В воздухе нет таких ориентиров, как на земле; нет возможности
7
установить маяки, вехи или иные указатели. Поэтому летчик должен ориентироваться по звездам, по горизонту или по деталям удаленной от него поверхности земли. При огромных скоростях современных самолетов препятствия или сигналы должны быть видны с очень больших расстояний.
С развитием и освоением космической техники вновь встала проблема видимости. Иная необычная световая обстановка в условиях космического полета, влияние невесомости различной продолжительности на зрительные функции космонавта, своеобразные, связанные с космическим кораблем, эксплуатационные условия для аппаратуры, через которую проводятся наблюдения,— все это привело к развитию отдельных новых разделов учения о видимости.
Оценка видимости далеких предметов важна и для железнодорожного, автомобильного и речного транспорта, где безопасность движения также обеспечивается разного рода сигналами и знаками. В геодезических работах при нивелировке местности или триангуляционных работах возможность проведения измерительных сеансов определяется видимостью знаков или реек, установленных на достаточно больших расстояниях.
Можно назвать немало других областей науки и техники, где вопросы видимости имеют первостепенное значение. В их число входят и метеорология, и астрономия, и лесоведение, и рыболовство, и т. д.
Различные направления учения о видимости, к которой с научной точки зрения начали подходить лишь сравнительно недавно — в начале нашего столетия,— нашли отражение в ряде фундаментальных работ А. А. Гершуна, Мидлетона, В. В. Шаронова, В. А. Гаврилова, Н. И. Пинегина, А. В. Луизова, Блэквелла и других авторов, рассматривающих видимость в атмосфере, светомаскировку, видимость протяженных или точечных объектов в разнообразных условиях и т. д.
1.ЗАДАЧИ И ОСОБЕННОСТИ УЧЕНИЯ О ВИДИМОСТИ
Учение о видимости — это научное направление, которое занимается исследованием закономерностей зрительного восприятия разнообразных естественных и искусственных объектов ландшафта.
Задачи, выдвигаемые этим научным направлением, связаны с широким кругом экспериментальных, теоретических, методических исследований, разработок и направлены на изучение вопросов, относящихся либо к объекту наблюдения на фоне окружающего его ландшафта, либо к среде, через которую ведется наблюдение, либо к зрительным возможностям человека-оператора в зависимости от условий и состояния его адаптации к внешним воздействиям. Эти задачи можно условно разделить на следующие.
1. Исследование оптических характеристик наблюдаемых объектов, таких как далекие или близкие предметы; несамосветя-
8
щиеся объекты; звезды, сигнальные orHHt маяки и т. д. Обычно рассматриваемый объект относят к одной из двух категорий: к протяженным объектам, угловые размеры которых всегда превосходят 1 угл. минуту, или к точечным объектам. Причины такого разделения объектов разных угловых размеров заключаются в особенностях их восприятия и будут рассмотрены ниже.
2. Исследование оптических свойств среды, через которую проводятся наблюдения, а именно атмосферы вокруг Земли, способной изменять прозрачность в течение нескольких часов или даже минут, или Иной планеты; остаточной атмосферы в районе космического корабля, возникающей вследствие работы двигателей и т. д. [70, 93]; речной или морской воды.
3. Исследование условий освещения, которые можно разделить на дневные, сумеречные и ночные; с равномерной или с боковой засветкой. Для работы зрительного аппарата дневные условия обычно наиболее благоприятны. Но видимость в этих условиях звезд или искусственных огней весьма затруднительна, а зачастую почти невозможна. Ночью же видимость земных объектов значительно снижается вследствие малой их освещенности светом, рассеянным в атмосфере, Луной, звездами и планетами, а видимость предметов с искусственным освещением, самосветящихся объектов и звезд заметно улучшается.
Такие источники как полярные сияния, звездный фон, свечение остаточной атмосферы в районе космического корабля, радиолюминесценция оптических деталей под воздействием ионизирующего облучения в наблюдательных приборах приводят, в основном, к условиям с равномерной засветкой поля зрения. Солнце, Луна, Земля и другие планеты, подсвеченные Солнцем под определенными углами, могут создавать условия с неравномерной засветкой поля наблюдения.
4. Исследование условий наблюдения, в которых находится человек-оператор. Изучение и анализ наблюдаемой картины могут производиться в статическом и динамическом режиме, при различных скоростях движения объекта и частотах вибраций; в усло-вйях невесомости, иного состава атмосферы, избыточного или недостаточного давления и т. д.; при освещении места наблюдателя посторонними засветками и в темновых условиях на Земле, под водой, в условиях космического полета. К условиям наблюдения при оценке видимости следует относить и направление наблюдения. Различают наблюдение вдоль земной поверхности, т. е. в направлении горизонта (горизонтальная видимость), наблюдение по вертикали или в наклонных к горизонту направлениях. Удаленные предметы, находящиеся на Земле или на море, видны в направлениях, близких к горизонтальному. Лишь наблюдения звезд были ранее связаны с вертикальной или наклонной видимостью. Широкое развитие авиации в последние десятилетия и совсем еще молодой космической техники дали толчок к исследованиям вопросов видимости в направлении с земли наверх и сверху вниз.
