Okyanus Tabanlı Otomatik Bir Hava Durumu İstasyonu
National Bureau of Standards
Washington, D. C.
Yerel hava durumu verilerini radyo ile otomatik olarak bildiren bir prototip deniz hava istasyonu, National Bureau of Standards tarafından geliştirilmiştir. Ünite, uzak konumlara demirlenebilen ve altı aya kadar gözetimsiz bırakılabilen bir şamandıraya yerleştirilmiştir. Gün boyunca düzenli aralıklarla istasyon, hava sıcaklığını, su sıcaklığını, barometrik basıncı ve rüzgâr hızını ve yönünü kodlu olarak yayınlar. Chesapeake Körfezi’nde yapılan ön testler, istasyonun 800 mili aşan bir radyo menziline sahip olduğunu göstermektedir. Donanım, Donanma Havacılık Bürosu için, Kurumun elektronik ölçüm aletleri laboratuvarından P. D. Lowell, W. Hakkarinen ve L. M. Allison tarafından geliştirilmiştir.
Günümüzde, düzenli deniz taşımacılığı rotalarının dışındaki birçok okyanus bölgesinden kapsamlı hava durumu verilerinin toplanması düzensiz ve sınırlıdır. Hem askerî hem de sivil makamlar, çok daha geniş bir alandan sürekli hava raporları alabilselerdi hava koşullarını daha iyi tahmin edebilirlerdi. Örneğin, Kurumun prototip istasyonuna benzer bir dizi istasyon Pasifik Okyanusu’nun geniş alanlarına yerleştirilseydi, harekât subaylarına ve meteorologlara sık raporlar sağlayarak tüm okyanus için eksiksiz bir hava durumu tablosu elde edilmesini mümkün kılabilirdi. Karayipler’in belirli bölgelerine demirlenselerdi, bu istasyonlar kasırgalar oluşmaya başladığında da uyarı verebilirdi.
Otomatik istasyon, beş hava algılama elemanının her birinden gelen bilgileri kıtasal kodda üç harfli gruplara çevirir ve kodlanmış sinyalleri yaklaşık 6 megacycle’lık bir darbe modülasyonlu taşıyıcı frekansta iletir. Bu sinyaller, standart haberleşme alıcılarıyla alınabilir ve ölçülen meteorolojik değişkenlerin her biri için sayısal değerler veren bir çözümleme tablosu ile karşılaştırılabilir. Tek bir iletim üç dakika sürer. Bu süre içinde altı bilgi öğesi yayınlanır. İlk iletim, istasyonu tanımlayan üç harfli bir sinyaldir. Bunu, aşağıdakilerle ilgili bilgileri içeren kodlu iletimler izler:
- -25° ile +110° F arasındaki hava sıcaklığı.
- 15° ile 90° F arasındaki su sıcaklığı.
- 950 ile 1050 milibar arasındaki barometrik basınç.
- 0 ile 68 knot arasındaki rüzgâr hızı.
- Manyetik kuzeye göre yönlendirilmiş rüzgâr yönü.
Hava algılama ve radyo iletim donanımını taşıyan tekne, David Taylor Model Basin tarafından tasarlanmış olup 20 ft. uzunluğunda ve 10 ft. genişliğindedir. Pusula üzerinde istenmeyen etkileri önlemek için alüminyum ve diğer manyetik olmayan alaşımlardan yapılmıştır. Tekne, 3600 ft. derinliğe kadar olan sularda demirlenebilir. Tekne güvertesinin altına uzanan iki direk ve dört su geçirmez kuyu, kompakt, darbe yalıtımlı üniteler halinde toplanmış tüm elektronik ve meteorolojik donanımı taşır. Her bir ünite, diğerlerinden bağımsız olarak değiştirilebilir.
Hava algılama elemanları, su yüzeyi koşullarındaki değişimleri, motorla tahrik edilen kendinden dengeli bir köprü devresi tarafından ölçülmek üzere direnç değişimlerine dönüştürür. Hava ve su sıcaklığı algılama aygıtları basit termistörlerdir. Hassas bir barometre hava basıncını ölçer. Bu barometre, bir yardımcı ibrenin bir direnç şeridi üzerinde hareket etmesi ve ölçüm anında şeride kenetlenmesi için özel olarak uyarlanmıştır.
Özellikle dayanıklı, üç kaplı bir anemometre, çıkışı bir vakum tüpünün ızgarasına uygulanan küçük bir manyetik jeneratörü tahrik eder. Tüpün plaka direnci köprüde ölçülür. Rüzgâr yön oku, bir selsyn verici ve alıcı devresine bağlanmış olup bir servo sistemi etkinleştirir. Servo, manyetik bir pusulayı rüzgâr yön oku ile eşzamanlı olarak konumlandırır. Gimbal üzerine monte edilmiş olan pusula, manyetik kuzeye göre rüzgâr yönüne karşılık gelen direnç değerleri sağlayan bir yardımcı ibre ve kenetleme sistemine sahiptir.
Birincil güç, seri-paralel bağlanmış 180 adet 4FH kuru pilden sağlanır ve 13,5 (metin sayfa 25’te devam ediyor)
HAVA DURUMU
(sayfa 24’ten devam)
15 amperde volt. Döner bir konvertör, elektronik bileşenler için güç kaynağını çalıştırmak üzere düşük voltajlı doğru akımı 60 çevrimde 120 volta dönüştürür. Tekne istasyonlarının gelecekteki modellerinde, kuru pil beslemesinin yerini benzinle çalışan bir jeneratör ve depolama bataryası alacaktır.
Uygun bir ısınma süresinden sonra önceden belirlenmiş bir zamanda, ana zamanlayıcı tüm devrelere güç veren kontakları kapatır. İstasyon etkinliği sırasında doğruluğu uzun süreler boyunca güvence altına almak için motorla yeniden kurulan bir kronometre saat, güvenilir ana kontrolü sağlar. Güç uygulandığında, sabit hızlı bir motor tarafından tahrik edilen bir dizi dairesel anahtardan oluşan bir program zamanlayıcısı, kendinden dengeli köprüye hassas bir direnç ekler. İletilecek ilk radyo sinyali istasyon tanımlama sinyali olduğundan, program zamanlayıcısında ilk temas edilen, hava değişkeni dirençlerinden biri yerine bu hassas dirençtir.
Köprü denge noktasındaki sarmal bir potansiyometrenin direnci bu dirence eşleşir. Potansiyometre ile aynı mil üzerinde, bir kod üretecindeki harfleri seçen döner bir kod seçici anahtar bulunur; bu harfler daha sonra köprüye eklenen direncin değerine karşılık gelir. Sekiz metal halkadan oluşan ve birbirlerinden yalıtılmış bir tambur olan kod üreteci, kod karakterlerini halkaların iç çevresine kabartma olarak işlenmiş halde içerir. Tarak tipi bir fırça temas elemanı, kabartılmış segmentlere temas ederek tamburun içinde süpürme yapar. Seçici anahtar tarafından belirlenen kabartılmış kod karakterleri, tarakla temas ettiğinde bir anahtarlama rölesi devresini kapatır.
Ardından, 20 saniyelik bir aralık boyunca verici, üç harfli bir grupla kodlu olarak anahtarlanır. Gönderim hızı tarak hızından kontrol edilebilir ve 20 saniyelik aralıkta beş ila yedi sinyal tekrarı, deneyimsiz operatörlere bile sinyali kopyalamak için yeterli zamanı sağlar.
İstasyonun kendini tanıttığı aralık sırasında, beş hava durumu değişkeninin ilkine göre belirlenen bir direnç köprü devresine bağlanır. Tanımlama aralığının sonunda, köprü dengelemesi ve kod seçiminin gerçekleştiği 10 saniyelik bir gecikme meydana gelir. Ardından hava durumu verilerinin ilki yayınlanır. Bu sinyal iletilirken, bir sonraki hava durumu değişkeni seçilir ve birinci hava durumu sinyalinin sonunda iletilir. Kalan değişkenler de benzer şekilde iletilir.
Toplamda üç dakikalık iletim süresi, her biri 20 saniye süren ve her birinin öncesinde 10 saniyelik dengeleme aralıkları bulunan altı iletim aralığı içerir. İletim süresinin sonunda, ana zamanlayıcı kontakları açılarak bir sonraki istasyon etkinlik dönemine kadar ekipmandan güç kesilir.
SON