Способ воздействия на облачные процессы и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области активных воздействий на атмосферные процессы, в частности, для борьбы с градом и грозой. Способ воздействия на облачные процессы (ОП) включает формирование шлейфов активного дыма (ШАД) или жидкого хладагента с помощью реактивных снарядов (PC) в километровом облачном слое (КОС), расположенном на уровне порога кристаллизации реагента. (ШАД) или жидкого аэрозоля формируют путем одновременного запуска (PC) из локальных точек, расположенных в верхней части (ВЧ) (КОС) над требуемой зоной, либо путем последовательного запуска (PC) в бок от носителя, движущегося в (ВЧ) (КОС) вдоль линий засева. От каждого шлейфа формируют нисходящие вертикальные трассы активного дыма или жидкого аэрозоля, расположенные друг от друга на расстоянии 300-500 м. Устройство воздействия на (ОП) содержит пакет направляющих труб (НТ) с (PC), включающими элементы воздействия, пусковой механизм и контейнер (К), связанный с парашютом. По оси (К) размещен шток с ползуном, а (НТ) с (PC) размещены концентрично продольной ее оси. Каждая пусковая труба шарнирно прикреплена казенной своей частью к основанию (К), а другой своей частью связана с ползуном при помощи шарнирной подвески. Изобретение обеспечивает в части способа - повышение эффективности воздействия на облачные процессы за счет обеспечения единовременного и объемного засева облачного слоя реагентом, а части устройства - снижение стоимости работ при оперативности и эффективности воздействия на облачные процессы. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области активных воздействий на атмосферные процессы и может быть использовано в народном хозяйстве для борьбы с такими опасными метеорологическими явлениями, как град, гроза, а также в работах по увеличению осадков из облаков.

Известны различные способы воздействия на облачные процессы, основанные на внесении кристаллизующего реагента в зоны формирования и зарождения града с помощью артиллерийских снарядов [1].

Недостатком известных способов является дороговизна используемых снарядов и сложность осуществления засева реагентом больших площадей облачного слоя в установленное технологией время не более 1-2 минут.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ воздействия на облачные процессы путем формирования в километровом облачном слое, размещенном над уровнем изотермы порога кристаллизации реагента, шлейфов активного дыма с помощью ракет, запускаемых с наземных пусковых установок [2].

Известно устройство (противоградовый комплекс ПГИ-М), реализующее данный способ, содержащее пакет направляющих труб с реактивными снарядами, содержащими элементы воздействия и пусковой механизм [1]. Данное устройство нами выбрано в качестве прототипа, так как оно является наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту.

Недостаток известного способа и устройства заключается в том, что не обеспечивается нужная оперативность и эффективность воздействия на облачные процессы. Это обусловлено значительной протяженностью грозоградовых облаков, которые могут достигать 20 км в длину и 5 км в ширину. Несмотря на широкую и разветвленную сеть наземных пунктов воздействия, не представляется возможным осуществить в кратчайший срок (1-2 минуты - по технологии воздействия) единовременный засев облаков реагентом. Кроме того, из-за ограниченной дальности полета ракет и снарядов воздействие осуществляют, как правило, одновременно из нескольких наземных пунктов воздействия, что требует широко разветвленной сети пунктов воздействия.

Другой существенный недостаток заключается в том, что из-за полета ракет и снарядов по баллистической кривой имеют место вынужденные и непроизводительные потери дорогостоящего реагента на начальном и конечном участках траектории их полета. Все приведенные выше недостатки в конечном итоге снижают эффективность воздействия на облачные процессы.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности воздействия на облачные процессы за счет обеспечения единовременного и объемного засева облачного слоя кристаллизующим реагентом.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе воздействия на облачные процессы путем формирования шлейфов активного дыма или жидкого аэрозоля с помощью ракет в километровом облачном слое, расположенном над уровнем порога кристаллизации реагента, шлейфы активного дыма или жидкого аэрозоля формируют путем одновременного запуска по всем направлениям от 0 до 360° реактивных снарядов из локальных точек, расположенных в верхней части километрового облачного слоя над требуемой по технологии засева зоной, либо путем последовательного запуска реактивных снарядов в бок от носителя, движущегося в верхней части километрового облачного слоя вдоль линии, пролегающей над требуемой зоной засева. При этом от каждого шлейфа формируют нисходящие вертикальные трассы активного дыма льдообразующего реагента или жидкого хладореагента, расположенные друг от друга на расстоянии преимущественно 300-500 метров.

Доставленная цель достигается также тем, что в устройстве для воздействия на облачные процессы, содержащем пакет направляющих труб с реактивными снарядами, включающими элементы воздействия и пусковой механизм, а также контейнер, спускаемый на парашюте, по оси контейнера размещен шток с ползуном, а направляющие трубы с реактивными снарядами размещены концентрично продольной ее оси, при этом каждая пусковая труба шарнирно прикреплена казенной своей частью к основанию контейнера, а другой своей частью связана с ползуном посредством шарнирной подвески.

Как способ, так и заявленное устройство обеспечивают достижение единой цели изобретения, что позволяет прийти к выводу о том, что изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом.

Сравнение заявляемых технических решений с прототипом позволило установить соответствие их критерию "новизна".

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемые изобретения от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию "существенные отличия".

Примеры осуществления способа.

Пример 1

При осуществлении воздействия на основе анализа данных радиолокационных наблюдений выделяют градоопасное облако. В процессе непрерывного наблюдения за эволюцией данного облака выделяют активный слой 1 высотой 1 км (фиг.1), ограниченный снизу изотермой кристаллизации реагента 2. Затем в активном слое 1 выделяют требуемую по технологии воздействия зону засева 3. После выполнения указанных процедур осуществляют непосредственное воздействие. С этой целью в облачную среду осуществляют доставку средств воздействия с помощью беспилотного летательного аппарата (БЛА), который по своим тактико-техническим и экономическим характеристикам является наиболее выгодным транспортным средством в сравнении с другими видами носителей (позволяющим в отличие от пилотируемой авиации залетать в грозоградовые облака). С помощью наземной станции управления полетом обеспечивают пролет БЛА над активной зоной засева 1 вдоль ее средней линии 0-0. При этом в автоматическом режиме осуществляется сброс в атмосферу контейнеров с реактивными снарядами 4 на парашютах 5 через равные расстояния 5 км. Контейнерный метод доставки реактивных снарядов и других боевых элементов в зону активных действий широко применяется за рубежом [3].

При достижении контейнера 4 верхней части активной зоны в автоматическом режиме осуществляется единовременный отстрел реактивных снарядов из контейнера 4 в разные стороны. При этом каждый реактивный снаряд, двигаясь по траектории 6, сбрасывает последовательно пироэлементы, которые в свою очередь при падении образуют вертикальные трассы активного аэрозоля 7, пронизывающие облачный слой 1 в требуемой зоне 3 (фиг.1 А и В). Расстояние между вертикальными трассами 7 (фиг.1 С) составляет преимущественно 300÷500 метров. Указанные ограничения обусловлены турбулентностью облачной среды: при минимальной турбулентности равномерное распределение реагента за необходимое время (1-2 минуты) может быть обеспечено при условии, если расстояние между трассами будет не более 300 метров, а при средней турбулентности - при расстоянии не более 500 метров между ними. По истечении 2-3 минут под действием турбулентности потоков реагент распределяется в облачном слое и обеспечивает необходимый эффект формирования осадков.

Пример 2

Способ может быть реализован также путем последовательного запуска реактивных снарядов в бок от БЛА, летящего в верхней части активного облачного слоя 1 над требуемой зоной засева 3.

На фиг.2 представлен активный облачный слой 1 (вид сверху) и траектории движения реактивных снарядов 6.

Пролет БЛА осуществляют в верхней части активного облачного слоя 1 вдоль средней линии 0-0 зоны засева 3. При этом запуск реактивных снарядов осуществляют в обе стороны от летящего БЛА. Расстояние между соседними шлейфами 6 (фиг.2), образующимися за реактивными снарядами, а также между вертикальными трассами активного дыма 7 (фиг.1 С), образующимися за падающими элементами, составляет 300÷500 метров. Под действием турбулентных потоков реагент полностью распределяется в активном облачном слое в течение 2-3 минут после его внесения и обеспечивает тем самым необходимый эффект формирования осадков.

На фиг.3 представлен общий вид устройства, реализующего данный способ, на фиг.4 представлен разрез A-A фиг.3.

Устройство представляет собой спускаемый на парашюте контейнер, содержащий корпус 1, образованный из отдельных сегментов (лепестков) 2, прикрепленных к основанию 3 с помощью шарниров 4. К каждому сегменту 2 изнутри прикреплена пусковая труба 5 с помощью хомутов 6 и 7. По оси корпуса 1 размещен шток 8, который содержит ползун 9, связанный с помощью шарнирных подвесок 10 с хомутом 6 каждой пусковой трубы 5. Шток 8 содержит в верхней части упор 11. Между упором 11 и ползуном 9 размещена пружина сжатия 12. В нижней части шток 8 содержит ограничитель 13, выполненный в виде гайки. Контейнер имеет крышку 14 с проушинами 15, к которым прикреплены парашютные стропы 16. Крышка 14 снабжена пружиной 17, прижимающей ее к упору 11. Пружина 17 размещена на конце штока 3 и ограничена с торца прижимной шайбой 18, зафиксированной винтом 19. Крышка 14 снабжена кольцевым выступом 20, куда заключены концы сегментов 2. Основание 3 содержит полость 21, в которой размещены пусковой механизм 22, подключенный с одной стороны к батарее электрических элементов 23, а с другой стороны - к электрозапалам 24 реактивных снарядов 25. Электрическая связь в данном случае осуществлена с помощью тропроводки 26, пропущенной через изоляционные пробки 27 у основания 3. В полости 21 размещен датчик 28, обеспечивающий срабатывание пускового механизма 22 на заданной высоте. В качестве датчика 28 может быть применен стандартный барометрический датчик, широко используемый в механизмах включения различных парашютных систем.

Устройство работает следующим образом.

При воздействии на облака осуществляется сброс контейнера над зоной засева. При срабатывании парашютной системы под действием инерционных сил крышка 14 отжимается в крайнее верхнее положение, освобождая концы лепестков 2 из зацепления с выступом 20. Под действием пружины 12 ползун 9 перемещается вниз до упора 13. При этом пусковые трубы 5 с помощью шарнирных подвесок 10 отводятся на заданный угол от штока 8, образуя своего рода конус направления для запуска реактивных снарядов 25. После достижения контейнером верхней части километрового облачного слоя срабатывает датчик 28, который в свою очередь включает пусковой механизм 22. При срабатывании механизма 22 обеспечивается одновременная подача электрического импульса к электрозапалам 24 реактивных снарядов 25 и их запуск в облачную среду. При движении реактивных снарядов 25 в облачном слое образуются шлейфы активного дыма (см. фиг.1). Кроме того, от каждого шлейфа формируются вертикальные трассы активного дыма за счет сбрасывания на траектории полета из реактивных снарядов пироэлементов либо модульных элементов, снаряженных хладореагентами. Под действием турбулентных потоков реагент равномерно распределяется в облачном слое, обеспечивая при этом необходимый эффект формирования осадков.

Предложенный способ и устройство для его осуществления позволяют существенно повысить эффективность воздействия на облачные процессы за счет осуществления единовременного и объемного засева облачного слоя кристаллизующим реагентом, а также сокращение стоимости средств воздействия.

Источники информации

1. Бибилашвили Н.Ш., Букцев И.И., Серегин Ю.А. Руководство по организации и проведению противоградовых работ. - Л.: Гидрометеоиздат, 1981, с.37-48. ПРОТОТИП.

2. А.с. СССР № 249831, М.кл. A 01g, 1968. ПРОТОТИП.

3. Рохачев В. Кассетные боевые части ракет. - Техника и вооружение, 1984, № 2, с.8-9.

Формула изобретения

1. Способ воздействия на облачные процессы, включающий формирование шлейфов активного дыма или жидкого хладагента с помощью реактивных снарядов в километровом облачном слое, расположенном на уровне порога кристаллизации реагента, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности воздействия на облачные процессы за счет обеспечения единовременного и объемного засева облачного слоя реагентом, а также снижения стоимости работ по активным воздействиям, шлейфы активного дыма или жидкого аэрозоля формируют путем одновременного запуска реактивных снарядов из локальных точек, расположенных в верхней части километрового облачного слоя над требуемой зоной, либо путем последовательного запуска реактивных снарядов в бок от носителя, движущегося в верхней части километрового облачного слоя вдоль линии засева, при этом от каждого шлейфа формируют нисходящие вертикальные трассы активного дыма или жидкого аэрозоля, расположенные относительно друг друга на расстоянии 300-500 м.

2. Устройство для воздействия на облачные процессы, содержащее пакет направляющих труб с реактивными снарядами, включающими элементы воздействия, пусковой механизм и контейнер, связанный с парашютом, отличающееся тем, что по оси контейнера размещен шток с ползуном, а направляющие трубы с реактивными снарядами размещены концентрично продольной ее оси, при этом каждая пусковая труба шарнирно прикреплена казенной своей частью к основанию контейнера, а другой своей частью связана с ползуном при помощи шарнирной подвески.

РИСУНКИ