3. Развертывание облака дипольных отражателей

При постановке пассивных помех самолетом сброшенные им пачки дипольных отражателей попадают в спутные струи, характеризуемые высокой степенью турбулентности. Диполи, разлетаясь под действием большого числа сильно «закрученных» местных вихрей, приобретают значительные скорости и образуют относительно небольшие по размерам облака. При этом как распределение концентрации диполей, так и распределение их пространственной ориентации являются случайными.

В течение небольшого интервала времени, непосредственно следующего за развертыванием пачки, наиболее оправданным следует считать предположение о равновероятной пространственной ориентации диполей в облаке. В дальнейшем, когда влияние спутных струй постановщика помех становится незначительным, рассеяние диполей в пространстве продолжается за счет вихревого движения (турбулентной диффузии) отдельных участков атмосферы. В силу этого размеры облака продолжают возрастать, а среднее значение концентрации диполей в нем — уменьшаться; причем эта концентрация будет неодинаковой в различных местах внутри облака. Скорости, с которыми движутся разные диполи как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, также оказываются различными. Геометрический центр облака в целом смещается относительно начальной точки развертывания под действием ветра и спускается вниз за счет силы тяжести.

Экспериментально установлено, что в подавляющем большинстве случаев рассеяние диполей в горизонтальной плоскости больше, чем вертикальное их рассеяние. Поэтому облако диполей, как правило, представляет собой образование, вытянутое в горизонтальной плоскости, причем его наибольший размер совпадает с направлением скорости ветра.

Исследования показывают, что при движении дипольных отражателей в сильно возмущенной атмосфере допустимо предположение о равновероятной ориентации их в облаке. Если степень турбулентности атмосферы невелика, то появляется преобладание некоторых пространственных ориентации и связанное с этим «разделение» диполей по скоростям снижения. Последнее объясняется следующим образом. Когда дипольный отражатель идеально

однороден по всей своей длине, он, снижаясь под действием силы тяжести в однородной невозмущенной атмосфере, ориентируется горизонтально с тем, чтобы его сопротивление набегающему потоку воздуха было максимальным. Если же вес диполя распределен по его длине неравномерно, то, снижаясь в спокойной атмосфере, он ориентируется вертикально «тяжелым» концом вниз. В связи с тем, что диполи, входящие в одну и ту же пачку, не строго идентичны, при развертывании блока образуется группа как горизонтально, так и вертикально ориентированных отражателей.

Исследования, проведенные с диполями сантиметрового диапазона, показали, что отношение числа горизонтально ориентированных диполей к количеству вертикально ориентированных в различных опытах и разных условиях погоды колеблется от 1,5 до 8 [5].

Различие в ориентации двух групп диполей приводит и к различию в скоростях их снижения. Горизонтально ориентированные отражатели образуют «медленную», а вертикально ориентированные — «быструю» группы диполей. Отражатели с промежуточными пространственными ориентациями обладают и промежуточными скоростями снижения.

Различие в скоростях снижения постепенно приводит и к пространственному «расслоению» облака в вертикальной плоскости — создаются два движущихся с различными скоростями уплотненных слоя отражателей, разделенных между собой областью, в которой диполи имеют меньшую концентрацию. Расстояние между указанными слоями в связи с разницей в скоростях снижения монотонно увеличивается.

Рассмотренная картина монотонного снижения центра облака (или центров «скоростных групп») диполей может оказаться существенно нарушенной в том случае, когда отражатели выбрасываются с достаточно большой высоты. Причиной этого является наличие постоянных воздушных течений над нашим континентом на высотах, равных приблизительно 10-12 км. «Толщина» слоя атмосферы, в котором имеют место такие течения, оценочно равна 1 км, а скорость самих течений измеряется десятками и сотнями километров в час. Воздушный поток внутри движущегося слоя характеризуется относительно невысокой турбулентностью. Однако на границах, отделяющих быстро

перемещающиеся массы воздуха от смежных относительно неподвижных его слоев, возникают сильно турбулентные слои с большим количеством восходящих потоков и вихрей.

Попадая в верхний пограничный слой, диполи «перемешиваются» имеющимися там вихрями. Их установившиеся пространственные ориентации меняются, и закон распределения пространственных ориентаций отражателей приближается к равновероятному. Размеры облака увеличиваются, а средняя концентрация диполей падает. При этом облако может оказаться «отброшенным» вверх восходящими потоками воздуха, за счет чего средняя скорость его снижения существенно уменьшается.

Такие «отбрасывания» всего облака или отдельных его частей могут повторяться многократно, вследствие чего диполи в ряде случаев находятся вблизи пограничных слоев аномально долгое время. Линейные размеры подобного облака значительно увеличиваются, а концентрация отражателей в областях, прилегающих к его середине, уменьшается,