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Voir aussi : Les
débuts du radiosondage 1920-1945 - Les radiosondes à tubes
de 1940 à 1970 - Histoire
des radiosondages en mer -
Historique
La première radiosonde soviétique
a été lâchée le 30 janvier 1930 par
Pavel Alexandrovich Molchanov (également orthographié
Moltchanov, Molchanow ou encore Moltchanoff - 1893-1941) , soit
un an après celle du Français Robert Bureau. Cet
événement eut lieu à l'Observatoire de Slutsk
(actuellement Pavlovsk) près de St-Petersbourg. Des mesures
de pression et de température purent être effectuées
jusqu'à 8900m d'altitude.
Cette radiosonde, développée tout à fait
indépendamment de celle de Bureau (et de celle de l'Allemand
Paul Duckert) est originale par le fait qu'elle transmet en morse
(même si ce sont surtout des points) et à l'aide
d'un système électromécanique particulièrement
complexe. Elle a été améliorée au
fil des ans par les techniciens russes, de nombreuses années
encore après que son concepteur ait été épuré
par la police secrète de Staline. La radiosonde présentée
ici date de 1956 mais son principe d'origine, unique en son genre,
a été conservé. Une des différences
importantes est le remplacement du tube de Bourdon des débuts
par des capsules de Vidie ainsi que le principe de codage de la
pression, modifié pour augmenter le nombre de niveaux.
Ici l'émetteur est un élément séparé
mais sur une des variantes anciennes (qui utilisait un tube de
Bourdon), il était câblé sur une des ailes
en tôle pliée qui forme la carcasse.
Pendant l'année polaire
internationale de 1932-1932, les radiosondes de Molchanov
furent utilisées pour des radiosondages par les stations
arctiques russes, américaines, danoises et suédoises,
au même titre que celles développées par l'ONM
et produites en petite série par Jules Richard. Les résultats
des radiosondes russes ont toutefois donné des résultats
douteux qui ont provoqué une certaine méfiance vis
à vis des radiosondes en général.
Dès 1932 la société allemande Askania, qui
produisait déjà des instruments de mesure et des
météographes pour sondage par avion, commença
à fabriquer en petites séries des radiosondes PTU
de conception Molchanov mais basée sur le principe du codage
chronométrique.
Après la guerre, plusieurs constructeurs ont fabriqué
des radiosondes sur le principe décrit ici comme GZZ en
Chine (jusque vers 1966) et Metra à Prague (Metra 972 utilisée
en Tchécoslovaquie de 1961 à 1969) et bien sûr
par l'URSS jusqu'au début des années 1960-1962.
Elle est désignée sous la référence
RS-049, RZ-049 (parfois transcrite abusivement "P3-049"
en passant directement du cyrillique à l'alphabet latin
) mais aussi sous le nom de "Comb sonde", "Comb
radiosonde" dans la littérature anglosaxonne ou encore
"Kammgerät" en allemand à cause des sortes
de peignes utilisés comme contacts dans le dispositif de
codage (rep. K sur la photo ci-contre).
Une des variantes de cette radiosonde était équipée
d'un dispositif permettant de signaler la sortie de la radiosonde
de la couche nuageuse.
Description
La partie décrite ici date de 1956, il s'agit uniquement
du système de codage et des capteurs. L'émetteur
et le boîtier en plexiglass sont manquants..
Les capteurs de température et d'humidité sont placés
dans une cheminée en tôle d'aluminium polie qui les
protège du rayonnement solaire. Dans le boîtier,
cette cheminée est placée à l'opposé
de l'émetteur et de l'échauffement parasite qu'il
pourrait provoquer.
Le codage est effectué à l'aide d'un système
compliqué de commutateurs ; les déformations des
capteurs (dilatation des capsules de Vidie ou allongement des
cheveux de l'hygromètre, par exemple) sont amplifiés
par un ensemble de biellettes et de leviers. Les informations
codées sont transmises en morse, sous la forme de lettres
constituées de points (E, I, S, H) se répétant
régulièrement et ponctués par d'autres signaux
dont un caractère de référence.
Au sol un opérateur très vite formé, armé
d'un crayon, d'une feuille de papier et d'un simple récepteur,
était suffisant pour la transcription du sondage. Il restait
ensuite à traduire la séquence de caractères
en valeurs de pression, humidité et température.
La radiosonde, dont l'émetteur était équipé
d'une triode, était placé au centre du doublet formé
par les deux brins d'antenne.
C : cheminée des capteurs de température
et d'humidité
U : poulie du capteur d'humidité (voir photo du
capteur)
V : capsules de Vidie
Kp : peigne du codeur de pression
Ku : petit peigne du codeur d'humidité
Lp : levier du capteur de pression
Lt : levier du capteur de température
Lu : levier du capteur d'humidité
Caractéristiques
Dimensions : Longueur = 215mm - largeur = 182mm - épaisseur
= 70mm
Le bras pivotant a une longueur de 140mm
Masse : 262g
Capteurs
Pression : deux capsules de Vidie identiques
Température : Bilame métallique cylindrique.
Humidité : mèche de cheveux
Photos des capteurs
La mèche de cheveux du capteur d'humidité est fixée
à une de ses extrémités sur la carcasse et
à l'autre sur un bras transmettant les variations de longueur
de la mèche à une biellette. Pour doubler la longueur
de la mèche, le concepteur (russe) a imaginé de
la faire passer sur une roulette (russe), sorte de poulie fixée
à un bras dépassant de la cheminée. L'humidité
est codée en 10 niveaux.
Le capteur de température est constitué d'une portion
de cylindre de métal poli pour refléter les rayons
du soleil. Son axe est perpendiculaire au vent de la course. La
tôle qui forme le cylindre est en réalité
constituée de deux feuillards en métaux différents
collés l'un sur l'autre selon le principe du bilame. Les
coefficients de dilatation thermique de chacun des métaux
étant différents, la tôle se déforme
en fonction de la température et le cylindre s'enroule
ou se déroule. Ses déformations sont amplifiées
par un système de leviers et de biellettes.
(Bu) levier du capteur
d'humidité (Bt) Biellette du capteur de température (C) Cheminée anti rayonnement solaire (T) Bilame métallique (U) Poulie du capteur d'humidité. |
(Bu) levier du capteur
d'humidité (Bt) Biellette du capteur de température (M) restes de la mèche de cheveux (T) Bilame métallique |
(Bp) Biellette du capteur
de pression (Bt) Biellette du capteur de température (Lp) levier du capteur de pression (Lt) levier du capteur de température (Lu) levier du capteur d'humidité (V) Capsule de Vidie (capteur de pression) |
(Bp) Biellette du capteur
de pression (Ku) peigne de codage du capteur d'humidité (Lp) levier du capteur de pression (Lt) levier du capteur de température (Lu) levier du capteur d'humidité (V) Capsule de Vidie (capteur de pression) |
Le codeur de température
est constitué du levier Lt, amplifiant les déformations
du bilame métallique placé dans la cheminée
et d'un ensemble de 5 peignes semblables au rep. Kt groupés
en un empilage alternant feuilles de bakélite et peignes
métalliques. |
Une autre vue du codeur de température
et de ses 5 peignes. Le codeur de pression est formé de 3 peignes s'ajoutant à la pile des 5 peignes du codeur de température mais ses dents sont dirigées vers le bas (on en aperçoit une qui dépasse) |
L'axe du moulinet (manquant)
traverse le palier Am ; un pignon, fixé à
son extrémité engrène sur la roue dentée
E avec un rapport de démultiplication de l'ordre
de 1/2 ou 1/3. Six cames (rep. Ce, Ci...) montées sur le même arbre tournent en permanence, fermant chacune un contact (rep. Me, Mi...) manipulant une lettre en morse : "E", "I", "S" et "H"... en fonction de son nombre de bosses (1 pour Ce, 2 pour Ci...). La 5ème came provoque la manipulation d'un trait et la 6ème comporte 7 bosses. |
Un autre aspect de l'arbre
à came. A son extrémité droite sur la photo,
une vis-sans-fin constituée d'une rondelle en forme d'hélice
entraîne à chacun de ses tours une dent de la roue
Er solidaire de l'axe du commutateur rotatif R.
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L'axe du commutateur rotatif
R est entraîné par l'arbre à cames
au travers d'un système roue et vis-sans-fin ayant un
rapport de démultiplication de 1/20. A chacune des 20
positions du commutateur correspond 1 tour de l'arbre à
cames. Le repère (Kp) pointe sur l'ensemble des trois peignes de codage de la pression |
Le système de codage de l'humidité
est différent de ceux des capteurs de pression et de température.
Il ne comporte qu'un seul peigne à 10 contacts. (Bp) biellette du capteur de pression (Ku) peigne de codage du capteur d'humidité (Lp) levier du capteur de pression (Lu) levier du capteur d'humidité |