Способ исследования локальной области стихийного природного явления

 

Изобретение относится к метеорологии и предназначено для использования при исследованиях природных явлений, представляющих угрозу для людей и транспортных установок. Способ основан на доставке в локальную область аппаратуры летательным аппаратом, сборе этой аппаратурой информации о течении явления, передачи информации в аналитический управляющий центр, ее обработке и анализе. Отличия заключаются в том, что априорно в центре составляют и запоминают эталонные данные, характеризующие стихийные природные явления, перед исследованием интересующего явления собирают информацию о его начальном этапе и координатах области аппаратурой спутников стационарной глобальной сети, передают предварительную информацию со спутников в центр, сопоставляют данные о начальном этапе явления с эталонными, выявляют тип явления и выбирают необходимую аппаратуру, а доставку последней осуществляют в соответствии с полученными со спутников координатами области. Способ повышает эффективность исследования путем обеспечения быстрого определения типа возникшего явления и доставки в локальную область необходимой для исследования аппаратуры. 14 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к метеорологии и предназначено для использования при исследованиях природных явлений (тайфунов, смерчей ураганов, бурь и т.п. ), представляющих угрозу для людей и транспортных установок, с целью их предотвращения или ослабления, а также своевременного предупреждения населения и экипажей для принятия защитных мер.

Известны способы исследования природных явлений, согласно которым параметры явлений измеряют научно-исследовательской аппаратурой, установленной на метеорологических спутниках, и передают данные измерений в расположенный на Земле аналитический управляющий центр (US 4499470A, H 04 B 7/185, 12.02.85; US 567508-1 A, G 01 W 1/00, 07.10.97).

Недостаток известных способов связан с ограниченными функциональными возможностями, обусловленными малым составом размещенной на спутнике исследовательской аппаратуры.

Известны способы исследования природных явлений, в том числе и стихийных, предусматривающие доставку в локальную область явления исследовательской аппаратуры летательным аппаратом, сборе этой аппаратурой информации о течении явления, передачи собранной информации в аналитический управляющий центр, ее обработке и анализе (US 3499325 A, G 01 W 1/08, 10.03.70; US 4112753 A, G 01 W 1/08, 12.09.78; US 5631414 A, GOI W 1/00, 20.05.97; SU 1774745 A1, G 01 W 1/08, 22.08.90; FR 2098330 A, G 01 W, 1/00, 10.03.72 - прототип).

Недостаток указанных способов заключается в невысокой достоверности исследования, вызванной трудностями распознавания характера явлений и своевременного выбора соответствующей исследовательской аппаратуры.

Задачей изобретения является повышение эффективности подобного исследования путем обеспечения быстрого определения типа возникающего стихийного природного явления и доставки в локальную область явления необходимой для исследования аппаратуры.

Поставленная задача решается тем, что в способе исследования локальной области стихийного природного явления, основанном на доставке в нее исследовательской аппаратуры летательным аппаратом, сборе этой аппаратурой информации о течении явления, передачи собранной информации в аналитический управляющий центр, ее обработке и анализе, - априорно в аналитическом управляющем центре составляют и запоминают эталонные данные, характеризующие различные стихийные природные явления, перед исследованием интересующего явления производят сбор информации о его начальном этапе и координатах локальной области аппаратурой, установленной на метеорологических спутниках стационарной глобальной сети, передают предварительную информацию со спутников в аналитический управляющий центр, сопоставляют данные о начальном этапе явления с эталонными, по результатам сопоставления выявляют тип стихийного природного явления, по выявленному типу явления выбирают необходимую исследовательскую аппаратуру, а доставку последней осуществляют в соответствии с полученными со спутников координатами локальной области.

Решению поставленной задачи способствуют частные существенные признаки, которые могут дополнять и развивать настоящее изобретение.

Аналитический управляющий центр может быть расположен на поверхности Земли, на акватории, на околоземной орбите или на самолете.

Доставку исследовательской аппаратуры в локальную область стихийного природного явления осуществляют баллистической ракетой, для системы управления которой перед пуском формируют в аналитическом управляющем центре полетное задание с азимутом, координатами и циклограммой активного участка траектории ракеты.

Полетное задание в систему управления баллистической ракетой вводят автоматически.

Баллистическую ракету запускают с пусковой установки, расположенной в аналитическом управляющем центре или удаленной от аналитического управляющего центра.

По результатам обработки и анализа в аналитическом управляющем центре информации, принятой от исследовательской аппаратуры в локальной области стихийного природного явления, и коррекции полетного задания для ракетной системы управления в данную область осуществляют доставку дополнительной исследовательской аппаратуры дополнительной баллистической ракетой.

Баллистическую ракету используют с разгонными и доводочной ступенями и головным обтекателем, закрывающим исследовательскую аппаратуру, при этом после разделения ступеней производят коррекцию кинематических параметров траектории ракеты в течение 5...100 c времени работы двигательной установки доводочной ступени, а отделение исследовательской аппаратуры осуществляют из условия обеспечения ее равномерного распределения в пролонгированную область входа в плотные слои атмосферы.

Доставку исследовательской аппаратуры в локальную область явления осуществляют орбитальным космическим аппаратом, предварительно выведенным на околоземную орбиту.

Сбор информации на метеорологических спутниках стационарной глобальной сети о начальном этапе стихийного природного явления производят посредством инфракрасного радиометра и инфракрасного спектрометра.

С метеорологических спутников стационарной глобальной сети в аналитический управляющий центр передают предварительную информацию об обнаружении глаза тайфуна, а исследовательскую аппаратуру в локальную область стихийного природного явления доставляют в район, отстоящий на 1...15 км от "глаза тайфуна".

Сущность способа исследования локальной области стихийного природного явления пояснена на фиг. 1...3. На фиг.1 показано взаимодействие метеорологических спутников стационарной глобальной сети с аналитическим центром (рассмотрен вариант расположения на поверхности Земле) при передаче координат локальной области стихийного природного явления и его типа; на фиг. 2 - взаимодействие метеорологических спутников стационарной глобальной сети с аналитическим центром при передаче с исследовательской аппаратуры информации о локальной области стихийного природного явления; На фиг.3 - последовательность работы четырехступенчатой твердотопливной ракеты космического назначения семейства "Старт" для доставки исследовательской аппаратуры в локальную область стихийного природного явления.

Рассмотрим последовательность действий по реализации способа исследования локальной области стихийного природного явления.

Априорно в аналитическом управляющем центре 1 (фиг. 1,2) составляют и запоминают эталонные данные, характеризующие различные стихийные природные явления 2.

Перед исследованием интересующего явления производят сбор информации о его начальном этапе и координатах локальной области природного явления 2 (фиг. 1). Сбор информации на метеорологических спутниках 3 (фиг. 1) стационарной глобальной сети о начальном этапе стихийного природного явления 2 производят, например, посредством инфракрасного радиометра и инфракрасного спектрометра (на фигурах не показаны). С метеорологических спутников стационарной глобальной сети в аналитический управляющий центр передают предварительную информацию об обнаружении, например, глаза тайфуна, а исследовательскую аппаратуру в локальную область стихийного природного явления доставляют в район, отстоящий на 1...15 км от "глаза тайфуна" (на фигурах не показано).

Аппаратурой (на фигурах не показанной), установленной на метеорологических спутниках 3 (фиг. 1) стационарной глобальной сети, передают предварительную информацию со спутников в аналитический управляющий центр. В аналитическом управляющем центре сопоставляют данные о начальном этапе явления с эталонными, и по результатам сопоставления выявляют тип стихийного природного явления. По выявленному типу локальной области природного явления выбирают необходимую исследовательскую аппаратуру (на фигурах не показана).

Доставку исследовательской аппаратуры 4 (фиг.2) осуществляют с помощью летательного аппарата - баллистической ракеты или ракеты космического назначения семейства "Старт" в выбранную область в соответствии с полученными со спутников 3 (фиг. 1) координатами локальной области 2 (фиг. 1,2). Направление передачи информации от спутников 3 и от исследовательской аппаратуры 4 на фиг. 1,2 условно показано стрелками 5. В рассмотренном примере доставку исследовательской аппаратуры осуществляют при помощи транспортабельного космического ракетного комплекса с твердотопливными ракетами семейства "Старт" 6 (фиг. 1).

Аналитический управляющий центр 1 (фиг. 1,2) в рассмотренном примере располагают на поверхности Земли 7 (возможно его размещение в акватории, на самолете или на орбитальных космических аппаратах (на фигурах не показано)).

Для системы управления баллистической ракетой или ракетой космического назначения семейства "Старт" перед пуском формируют в аналитическом управляющем центре 1 полетное задание с азимутом, координатами и циклограммой активного участка траектории ракеты, при этом полетное задание в систему управления ракетой вводят автоматически.

Ракету запускают с пусковой установки 8 (фиг. 1,2), расположенной в аналитическом управляющем центре или удаленной от аналитического управляющего центра.

По результатам обработки и анализа в аналитическом управляющем центре информации, принятой от исследовательской аппаратуры 4 (фиг. 2) в локальной области стихийного природного явления 2, и коррекции полетного задания для системы управления ракетой в данную область осуществляют доставку дополнительной исследовательской аппаратуры дополнительной ракетой (на фигурах не показано).

На фиг. 3 показан конкретный пример с использованием транспортабельного космического ракетного комплекса семейства "Старт" с четырьмя разгонными ступенями 9, 10, 11, 12 (с двигательными установками (ДУ) на твердом топливе), доводочной ступенью 13 и головным обтекателем 14, закрывающим исследовательскую аппаратуру, при этом после последовательного отделения разгонных ступеней производят коррекцию кинематических параметров траектории ракеты в течение 5. ..100 с времени работы двигательной установки доводочной ступени (на фиг. 3 включение двигательной установки доводочной ступени отмечено позицией 15, а выключение позицией 16). Работа двигательной установки доводочной ступени может осуществляться в режиме работы на "тянущие сопла" и "толкающие сопла". Отделение исследовательской аппаратуры 4 (фиг.2,3) осуществляют из условия обеспечения ее равномерного распределения в пролонгированной области плотных слоев атмосферы.

Использование предложенного способа в полном объеме его существенных признаков повышает эффективность исследования путем обеспечения быстрого определения типа возникающего стихийного природного явления и доставки в локальную область явления необходимой для исследования аппаратуры.

Формула изобретения

1. Способ исследования локальной области стихийного природного явления, основанный на доставке в нее исследовательской аппаратуры летательным аппаратом, сборе этой аппаратурой информации о течении явления, передачи собранной информации в аналитический управляющий центр, ее обработке и анализе, отличающийся тем, что априорно в аналитическом управляющем центре составляют и запоминают эталонные данные, характеризующие различные стихийные природные явления, перед исследованием интересующего явления производят сбор информации о его начальном этапе и координатах локальной области аппаратурой, установленной на метеорологических спутниках стационарной глобальной сети, передают предварительную информацию со спутников в аналитический управляющий центр, сопоставляют данные о начальном этапе явления с эталонными, по результатам сопоставления выявляют тип стихийного природного явления, по выявленному типу явления выбирают необходимую исследовательскую аппаратуру, а доставку последней осуществляют в соответствии с полученными со спутников координатами локальной области.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что аналитический управляющий центр располагают на поверхности Земли.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что аналитический управляющий центр располагают на акватории.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что аналитический управляющий центр располагают на околоземной орбите.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что аналитический управляющий центр располагают на самолете.

6. Способ по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что доставку исследовательской аппаратуры в локальную область стихийного природного явления осуществляют баллистической ракетой, для системы управления которой перед пуском формируют в аналитическом управляющем центре полетное задание с азимутом, координатами и циклограммой активного участка траектории ракеты.

7. Способ по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что доставку исследовательской аппаратуры в локальную область стихийного природного явления осуществляют транспортабельной ракетой космического назначения семейства "Старт".

8. Способ по п.6 или 7, отличающийся тем, что полетное задание в систему управления ракетой вводят автоматически.

9. Способ по п.6 или 7, отличающийся тем, что ракету запускают с пусковой установки, расположенной в аналитическом управляющем центре.

10. Способ по п.6 или 7, отличающийся тем, что ракету запускают с пусковой установки, удаленной от аналитического управляющего центра.

11. Способ по любому из пп.6 - 10, отличающийся тем, что по результатам обработки и анализа в аналитическом управляющем центре информации, принятой от исследовательской аппаратуры в локальной области стихийного природного явления, и коррекции полетного задания для ракетной системы управления в данную область осуществляют доставку дополнительной исследовательской аппаратуры дополнительной ракетой.

12. Способ по любому из пп.6 - 11, отличающийся тем, что ракету используют с разгонной и доводочной ступенями и головным обтекателем, закрывающем исследовательскую аппаратуру, при этом после разделения ступеней производят коррекцию кинематических параметров траектории ракеты в течение 5 - 100 с времени работы двигательной установки доводочной ступени, а отделение исследовательской аппаратуры осуществляют из условия обеспечения ее равномерного распределения в пролонгированную область входа в плотные слои атмосферы.

13. Способ по п.1 или 12, отличающийся тем, что доставку исследовательской аппаратуры в локальную область явления осуществляют орбитальным космическим аппаратом, предварительно выведенным на околоземную орбиту.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что сбор информации на метеорологических спутниках стационарной глобальной сети о начальном этапе стихийного природного явления производят посредством инфракрасного радиометра и инфракрасного спектрометра.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что с метеорологических спутников стационарной глобальной сети в аналитический управляющий центр передают предварительную информацию об обнаружении "глаза тайфуна", а исследовательскую аппаратуру в локальную область стихийного природного явления доставляют в район, отстоящий на 1 - 15 км от "глаза тайфуна".

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3