По роду своей профессии - авиационного метеоролога - мне приходилось много летать. Я участвовал в различных лётных научных программах, в облете авиатрасс, летал на разведку погоды, изучал различные явления погоды в качестве члена экипажа самолета-зондировщика. Всего в период с 1960 по 1984 год я налетал 1500 часов, при этом ознакомился с 15 типами самолетов и вертолетов.

Авиация в гидрометеослужбе Западной Сибири начала применяться в годы Великой Отечественной войны. Первыми пилотами летного отряда, входившего в состав Управления ГМС, были братья Борис и Павел Афанасьевы. Я познакомился с ними в 1955 году, когда поступил на работу в Новосибирский аэропорт инженером-синоптиком метеостанции.

Свыше 10 лет для зондирования атмосферы использовался самолет Ли-2. Летал на нем экипаж, командиром которого был Н.В. Чистосердов, иногда его замещали другие экипажи. Я участвовал в таком полете однажды из любопытства. Самолет набирал предельную для него высоту - 7000 метров. При этом на ленте бортового прибора-метеорографа производилась запись температуры воздуха, давления, влажности, бортаэрологом проводились визуальные наблюдения. Такие полеты осуществлялись два раза в сутки, в 7 и 19 часов, их результаты были очень ценны для синоптиков, так как быстро производился как бы "рентгеновский" снимок семикилометрового слоя атмосферы. С 1959 года для целей зондирования стал использоваться самолет Ил-28, его потолок достигал 12000 м. Эти полеты выполнялись из аэропорта "Толмачево", который принимал лайнеры Ту-104.

В 1959 году меня назначили руководителем научно-исследовательской группы Западно-Сибирского управления Гидрометслужбы, которая была создана на базе Сибирского научно-исследовательского института авиации (СибНИА) имени А.С. Чаплыгина. Тогда большое внимание уделялось изучению условий полетов на высоте 8-12 км новых типов высотно-скоростных самолетов Ту-104, Ил-18, Ан-10. В первые годы их эксплуатации произошло сразу несколько авиакатастроф. Поэтому Правительством СССР было принято решение провести широкие исследования условий полетов, в том числе метеорологические, с привлечением многих научных коллективов. К тому времени каждый реактивный самолет был оснащен самописцем перегрузок - акселерографом, созданным в СибНИА. Там же осуществлялся сбор информации о турбулентности атмосферы на всех внутрисоюзных и зарубежных авиатрассах. Однако обработка данных осуществлялась только статистически, без привязки к месту, времени и условиям погоды. Нами была произведена повторная обработка этой информации с учетом вышеназванных факторов. Руководили работой профессора И.Г. Колкер и Н.З. Пинус. Работа была огромная, так как объем информации, полученный со всего парка самолетов Ту-104 за четыре года их эксплуатации, составил 40000 летных часов.

Турбулентность атмосферы называют невидимым врагом авиации. Интенсивность турбулентных пульсаций ветра, приводящая к болтанке, может быть очень высокой. В грозовых облаках, например, скорость вертикальных потоков воздуха может достигать 60-100 м/сек, попадание самолета в такие потоки часто приводит к нештатным ситуациям.

Кроме чисто бумажной работы мне была предоставлена уникальная возможность самому исследовать турбулентные зоны. Их изучение проводилось на специально оборудованном реактивном бомбардировщике Ил-28, переоснащенном в самолет-лабораторию. Экипаж самолета состоял из трех человек: летчик, штурман и бортнаблюдатель. Из кабины стрелка-радиста, расположенной в хвостовой части самолета, убрали пулемет, и эти машины долго использовались в гидрометеослужбе для зондирования атмосферы. Каждый член экипажа занимал свою кабину, я сидел спиной к пилоту и штурману, видел заднюю полусферу. 168 часов провели мы в воздухе в поиске и исследовании турбулентных зон. Немного расскажу о своих впечатлениях от этих полетов.

Хорошо запомнил первый полет. Набрали высоту 10 км, скорость около 1000 км/час. И тут командир, большой шутник, бывший фронтовик Н.И. Кошенко без предупреждения сделал резкий разворот или фигуру пилотажа. Я на какое-то мгновение потерял сознание, содержимое желудка мгновенно через рот заполнило гофрированную трубку, через которую поступал кислород для дыхания. Придя в себя, слышу по внутренней рации хохот командира, довольного своей шуткой. "Это я тебе экзамен устроил" - были его слова. В полете командир часто спорил со штурманом из-за его ошибок при прокладке курса. Летали порой без радиосвязи с землей, что является грубейшим нарушением. Обычно в полете командир вел связь с диспетчером по своей УКВ-радиостанции. Ее радиус приема до 300 км. Если удаление самолета от аэродрома больше 300 км, надо было переходить на другой радиоприемник, который находился в моей кабине. Меня же никто не обучил, как пользоваться радиостанцией и правилам радиообмена. Поэтому и пролетали большие расстояния без связи с землей.

В одном из полетов я увидел на правом борту какой-то черный треугольник, который стал быстро увеличиваться в размерах. Доложил командиру, так как он из своей кабины этого видеть не мог. Из-за утечки масла правый двигатель пришлось выключить, и самолет пошел на посадку на одном двигателе.

В результате натурных и статистических исследований высотной турбулентности были получены ее характеристики (интенсивность, горизонтальная и вертикальная структура зон), динамика развития, изучены синоптические условия, в которых она появляется и исчезает, выявлены участки авиатрасс, где турбулентность встречается особенно часто, даны рекомендации к ее прогнозу. При проведении опасных экспериментов приходилось не раз сталкиваться с разными неожиданностями, рисковать, но это был вполне оправданный, необходимый риск. Без него исследовательский полет теряет смысл.

По итогам совместных работ в 1963 году было издано Методическое пособие "Условия полетов высотно-скоростной авиации в зонах грозовой деятельности и струйных течений". На основе своих исследований я подготовил и в 1964 году защитил кандидатскую диссертацию. Однако работа на этом не закончилась. От верхних уровней мы перешли к нижним. Именно малые высоты являются самыми опасными. Здесь турбулентность особенно страшна своей неожиданностью и отсутствием визуальных признаков проявления. Я был приглашен для участия в новых летных экспериментах, которые организовал СибНИА.

Эксперименты проводились над территорией Сибири и Казахстана, расположенной между Норильском и Алма-Атой, Омском и Красноярском. Съемка турбулентности велась при одновременном полете трех самолетов Ан-2, оборудованных специальной аппаратурой. Полеты совершались на трех постоянных уровнях 50, 150 и 250 метров. Я предпочитал всегда самый нижний уровень. Было захватывающе интересно наблюдать красоту природы Сибири, тундру, тайгу, болота, степи и пустыни. Запомнился след прошедшего когда-то смерча. В глухой тайге на площади в виде эллипса размером 500х50 метров лежали как бритвой срезанные вековые сосны верхушками в северо-восточном направлении.

В полетах было получено много интересных результатов. Неоднократно я наблюдал, например, как зарождается термическая турбулентность. В летнее время рано утром при отсутствии ветра атмосфера обычно очень спокойна. К 8-9 часам нижний самолет, летящий на высоте 50 м, начинает испытывать легкие толчки, которые фиксирует прибор. Через несколько десятков минут то же самое наблюдается сначала на высоте 150 м, чуть позднее - на 250 м. Происходит процесс, напоминающий закипание воды в сосуде, когда более нагретые объемы водяного пара в виде пузырей и струй поднимаются вверх.

В ветреную погоду зимой и летом турбулентность в нижнем слое атмосферы наблюдается всегда. Ее интенсивность в этих условиях прямо пропорциональна скорости горизонтального ветра и степени неровности и шероховатости подстилающей поверхности. Очень неспокойными были полеты над сильно пересеченной местностью, особенно при умеренном или сильном ветре. Практически всегда наблюдалась болтанка, если резко менялся характер поверхности, например, на границе поля и леса, берега и водоема.

Опасный случай произошел 4 сентября 1974 года при полете из Семипалатинска в Аягуз. Между этими пунктами расположена гора с довольно крутыми склонами высотой порядка 600 метров. Авиатрасса проходит в обход этой горы. Нами было принято решение произвести съемку турбулентности над самой горой. Стояла ясная погода, ничто не предвещало опасности. Недалеко от вершины все три самолета резко бросило вниз. Мы попали в нисходящий поток. Бросок был настолько сильным, что все незакрепленные предметы были резко подброшены вверх, не пристегнутые к креслам члены экипажа получили ушибы. Находясь на нижнем самолете, я успел заметить через иллюминатор, что до земли остались считанные метры... После расшифровки записей приборов оказалось, что скорость нисходящего порыва была рекордной в этих экспериментах и достигла 13 м/сек. Парировать такой порыв действием руля высоты летчик не успел, поскольку воздействие порыва на самолет продолжалось 2 секунды, после чего знак порыва сменился на обратный. Нетрудно представить, что при более длительном воздействии нисходящего порыва на самолет (более 3,5 сек) результат полета мог оказаться печальным. Аналогичные броски были зарегистрированы обоими выше летящими самолетами. Мы попали в так называемый роторный вихрь, постоянно возникающий на подветренной стороне горы при умеренном и сильном ветре.

В целом проведенные исследования позволили разработать статистическую модель турбулентности, используемую в самолетостроении для оценки запаса прочности, устойчивости и динамики полета.

На основе летных экспериментов получены новые сведения о приземной турбулентности в крупном регионе Сибири и Казахстана. Разработана автоматизированная модель ее диагноза и прогноза. При использовании данных стандартных наблюдений производится расчет уровня интенсивности болтанки разных типов воздушных судов в нижнем слое атмосферы. За этот метод авторы были удостоены ведомственной премии Госкомгидромета. Вскоре в свет вышла книга "Турбулентность в нижнем слое атмосферы".

Новые летные эксперименты с использованием самолета-лаборатории Ту-124 были проведены в 1981 и 1984 годах. Проводились испытания нового прибора-регистратора обледенения, который теперь повсеместно внедрен в гражданской и военной авиации. Полеты проходили в приморских районах страны, где обледенение бывает чаще и интенсивнее: над Балтийским, Баренцевым, Черным, Охотским и Беринговым морями. При организации этих полетов пришлось преодолеть много трудностей. Самолет Ту-124 был очень старый, ему многократно продляли ресурс. Не было запчастей, были трудности с заправкой горючим, возникали проблемы с ночлегом экипажа и даже с местом для стоянки на аэродромах. Но наш командир экипажа, заслуженный летчик-испытатель СССР полковник Иван Мефодиевич Горлач не только преодолевал все трудности, но и провел всю программу полетов безаварийно. Хотя вынужденно приходилось идти на некоторые нарушения летных правил. Однажды был у нас в полете пожар, лопалось при посадке колесо, текли бензобаки, но все заканчивалось благополучно.

В интересах авиации проводились и наземные эксперименты. При участии трех организаций: СибНИА, аэропорта Толмачево и СибНИГМИ был поставлен эксперимент по исследованию термической неоднородности приземного слоя атмосферы над взлетно-посадочной полосой аэропорта Толмачево. Уникальность эксперимента была уже в том, что, благодаря инициативе штурмана Н. Родыгина, удалось поставить его в условиях действующего аэропорта. В результате натурных экспериментов с помощью специально разработанной аппаратуры была объяснена причина частых перелетов самолетами точки посадки в жаркую солнечную погоду, решена важная прикладная задача.

В настоящей статье описаны только некоторые примеры применения авиации для изучения метеорологических процессов и явлений на территории сибирского региона. Но и они убедительно показывают, что достижения авиации и успехи метеорологии неразрывно связаны друг с другом....