Аэрозольгенерирующий состав, генератор аэрозоля для создания искусственной облачности с целью снижения температуры поверхности земли, способ их применения в стратосфере региона


 


Владельцы патента RU 2548067:

Перепеченко Борис Петрович (RU)

Группа изобретений относится к применению аэрозольгенерирующего состава в качестве средства воздействия на атмосферу или стратосферу земли для снижения интенсивности солнечного излучения и температуры поверхности земли. Аэрозольгенерирующий состав включает горючее-связующее из ряда нитроцеллюлозы, полиэфирых, полиэпоксидных, полиуретановых отверждаемых синтетических смол или синтетических каучуков, или их смеси, дополнительное горючее из группы, включающей углерод, нитроглицерин, пластификаторы, азиды органические S-триазинового ряда, охладитель из ряда, включающего хлорид калия, окислы металлов или их смесь с глиной или цементом, технологическую добавку - диоксид кремния или сульфорицинат и окислитель из группы, включающей нитраты, нитриты, перхлораты металлов или аммония. Описывается также генератор для сжигания указанного аэрозольгенерирующего состава. В зависимости от концентрации золя в атмосфере или стратосфере земли изобретение обеспечивает снижение интенсивности солнечного излучения на 82-15% и температуры поверхности земли за счет создания аэрозольного фильтра - искусственной облачности на определенной высоте от земной поверхности, задерживающей часть солнечной энергии, идущей к земле. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 9 пр.

 

Область техники

Описываемое в данной заявке изобретение только на первый взгляд кажется странным и непонятным из-за различного объема назначений: отдельный регион(-оны), и вся планета Земля. Их объединяет единство замысла и определенное, совершенно новое применение аэрозольгенерирующих пожаротушащих-огнетушащих составов (АОС), и устройство для них, и способ применения с единой целью - создание искусственной облачности, например, в нижних слоях стратосферы земли с целью уменьшить поток солнечной энергии к земной поверхности для снижения температуры земной поверхности в засушливый период и т.п., и/или для снижения скорости глобального потепления на земле.

Предшествующий уровень техники

Прототипом данного изобретения является идея академика М. Будыко и заявление академика Ю. Израэля. В 1974 г. М. Будыко описал понижение температуры в нижней атмосфере на территории СССР после извержения крупного вулкана Агунг на Аляске. Он приписал этот эффект отражению некоторой части падающего на Землю солнечного излучения мельчайшими аэрозольными частицами вулканического происхождения. Ю. Израэль: «Российские ученые нашли способ предотвратить глобальное потепление на Земле… Метод, разрабатываемый российскими учеными, предусматривает распыление с помощью самолетов в нижних слоях стратосферы (на высоте 10-14 километров от земли) тонкого слоя аэрозоля (0,25-0,5 микрона) из различных соединений серы. Капли соединений серы будут отражать солнечные излучения» /1,2/. (1 Израэль Ю.А., Семенов С.М., Эскин В.И. Парниковый эффект и его возможное антропогенное усиление // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. - Т.19. - СП-б.: Гидрометеоиздат, 2003. - С.7-20. 2 Израэль Ю.А. Эффективный путь сохранения климата на современном уровне - основная цель решения климатической проблемы // Возможности предотвращения изменения климата и его негативных последствий: проблема Киотского протокола: материалы Совета-семинара при Президенте Российской академии наук / Ред.: Ю.А. Израэль. - М.: Наука, 2006. - С.401-405). Экспериментальные результаты /3/, (3 Текст доклада: Ю.А. Израэль, Институт глобального климата и экологии Росгидромета и РАН, Российская Федерация, г. Москва), проведенные в 2008 году, на площади 200 км2 (20×10 км) подтвердили правильность идеи, но и вызвали волну и научного протеста, и научной поддержки.

Генераторы, установленные на вертолете, создавали протяженные аэрозольные образования на высоте до 3,0 км. Эффект ослабления излучения в этих измерениях составляет от 62% до 1% (разброс - в связи с диффузионным размыванием струи), «что соответствует использованию концентрации стратосферного аэрозоля, достаточной для сохранения современного климата при его глобальном применении».

Как известно, Киотский протокол рассчитан до 2012 г., и ныне готовится новое соглашение, а потому новые обязательства разных стран по ограничению выбросов парниковых газов сегодня оказались предметом острых споров, как и альтернативные методы борьбы с глобальным потеплением. О засухе и борьбе с ней в различных районах нашей планеты говорят уже многие десятилетия, но кроме лесозащитных полос против суховея, так и не придумали нечего. Сегодня это земное зло терзает планету постоянно. Люди терпят и выживают.

Сам факт применения авторами паров горящей серы и нашей точки зрения не добавил автором отличной и проверенной идеи, союзников и с точки зрения экологической и химической опасности обращения с ней и выпадения осадков, после воздействия на воздушные потоки. К недостаткам метода следует отнести и биологическую опасность серы, аэрозоля и кислот, являющихся продуктом взаимодействия продуктов золя с парами воды /4/. (4 Ревель П., Ревель Ч. «Среда нашего обитания». В четырех книгах (перевод с англ.). М.: - Мир, 1995; «Химия и общество» (перевод с англ.). М., Мир, 1995 Добровольский В.В. «Основы биогеохимии». Учеб. пособие для геогр., биол., геол., с.-х. спец. вузов. М.: Высш. шк.,:1998).

Нам кажется, что и размер частиц примененного авторами аэрозоля - «тонкого аэрозоля (0,25-0,5 микрона)», также не нашел поддержки у союзников идеи, т.к. они очень большие (крупные), что и заставляет их падать, и падать быстро, на землю.

Под действием солнечной энергии ежегодно 520 тысяч км3 воды переходит в аэрозоль атмосферы, на что тратится около 20% получаемой Землей солнечной энергии! А атмосферный аэрозоль - это облака - водяной пар (из источников с высокой температуры: гейзеры, выхлопы машин и самолетов, промышленные выбросы), дисперсная система и газовая дисперсионная среда.

Применение различных, искусственных различных аэрозолей в атмосфере земли известно давно, нам кажется с 1899 года, и особенно с 1946 года.

Раскрытие заявленного изобретения

В основу данного изобретения положена задача поиска и создания составов для генерации аэрозоля, высокой эффективности, имеющего улучшенные эксплуатационные качества, широкий диапазон его применения при пониженном удельном расходе, за счет изменения природы рассеиваемого компонента(-ов) и изменения масс. % и природы окислителя, добавок и других ингредиентов. Продукты сгорания таких составов были бы экологически чистыми, безопасными для людей, растений, животного мира и сохраняли бы неизменным озоновый слой Земли. Изделия из состава и генераторы для его применения должны быть безопасными в обращении и хранении в течение десятилетий. Состав должен иметь широкую промышленную производственную базу и отсутствие дефицита сырья для его производства.

Имея опыт по разработке и применению аэрозольгенерирующих составов с различными целями, в том числе и для эффективного аэрозольного пожаротушения (огнетушения), мы предложили новое направление применения аэрозольгенерирующих пожаротушащих составов (АОС); разработали и оптимизировали новые варианты таких составов для данного направления применения, а также и устройство-генератор для данного их применения, и способы и метод их применения и все с одной целью - для создания с помощью АОС искусственной облачности, поглощающей часть солнечного излучения - для борьбы с засухой и глобальным потеплением.

Экспериментально нами обнаружено, что большинство разработанных и применяющихся аэрозольгенерирующих пожаротушащих (огнетушащих) составов АОС способны при горении генерировать золь, который (в зависимости от его концентрации в атмосфере и химического состава) в той или иной степени приводит к ослаблению солнечного излучения, идущего к земле.

Поставленная задача по максимальному ослаблению солнечного света при минимальной концентрации золя в атмосфере решена нами тем, что новый аэрозольгенерирующий пожаротушащий состав (АОС), оптимизированный и для применения по новому назначению - для воздействия на стратосферу и атмосферу земли с целью снижения (ослабления) солнечного излучения, согласно изобретению, содержит окислитель, горючее-связующее, дополнительное органическое горючее и добавки, в него введен также охладитель, выбранный из ряда: окислы металлов, и/или их смесь, и/или их смесь с глиной, цементом или другими неорганическими связующими, при следующем соотношении компонентов, масс. %, обеспечивающем высокую эффективность продуктов его горения:

горючее-связующее 2,0-18,0
дополнительное горючее 3,0-30,0
охладитель 2,0-40,0
добавки 0,5-10,0
окислитель 50,0-90,0

Новым для разработанных по новому применению АОС является то, что состав и изделия из него может быть в твердом, жидком и/или гелеобразном-пастообразном состоянии.

Все составы разработанных по новому применению АОС, согласно изобретению, в качестве окислителя содержат нитраты, нитриты и/или перхлораты металлов или аммония, и/или их смеси, что расширяет их доступность, т.к. они широко освоены промышленностью.

Очень тщательно проработаны составы, где в качестве окислителя содержится нитрат калия или перхлорат калия или их смесь в различных соотношениях в общем количестве 50-90 масс. %. Эти окислители малогигроскопичные, поэтому их введение в состав исключило необходимость в герметизации зарядов из состава и изделий-генераторов на их основе, устанавливаемые для хранения и применения на морском берегу или морском флоте.

Экспериментально доказано, что в качестве окислителя могут применяться в качестве окислителя или его части, твердые или жидкие взрывчатые вещества и/или их смеси, которые повышают способность изделий из состава лучше гореть, особенно при пониженных давлениях в генераторе. С этой же целью в состав, в составе охладителя, введено от 0,05 до 5,0 масс. % неорганического катализатора окислительно-восстановительных процессов, и позволяющих регулировать скорости горения изделий.

Использование в композиции смеси указанных окислителей и различного гранулометрического состава дает возможность регулирования скорости ее горения в широком диапазоне значений, например, от около 0,3 мм/сек до около 5, 0 мм/сек при атмосферном давлении.

Нами показано и рекомендуется, чтобы в качестве дополнительного горючего состав АОС и по новому назначению-применению содержал углерод, углеродные и/или безуглеродные полиазотные соединения, в том числе органические или неорганические азиды, или их смеси, и/или взрывчатые вещества, и/или их смеси, и/или их смеси с азидами.

Экспериментально показано целесообразным, чтобы в качестве горючего-связующего состав по новому назначению содержал полимеры, полиэфиры, полиэпоксидные, полиуретановые и им подобные отверждаемые смолы, каучуки, природные полимеры, в том числе и нитрованные, и/или их смеси, и/или и их смеси с совмещающимися с ними пластификаторами, выполняющими роль дополнительного горючего. Использование в составе вышеприведенных связующих и дополнительного горючего позволяет не только сформировать заряд из состава, но и уменьшить удельный расход состава при выполнении им «экранных» работ по новому применению.

При использовании горючих-связующих и их смеси с дополнительным горючим в составе - последний может формироваться в заряд по технологии формирования изделий из термоэластопластов. При использовании смол или их смеси с дополнительным горючим в составе формуют в изделие по технологии «свободного» литья или литья под давлением с образованием заряда.

Применение смол и эфиров целлюлозы в новом составе АОС позволяет расширить диапазон применения зарядов, например, до +80°С за счет улучшения физико-механических свойств изделий состава, обусловленного увеличением густоты полимерной сетки в структуре изделий после их отверждения.

Природа охладителя в созданном и приведенном выше составе АОС имеет часто определяющее значение в эффективности поглощения солнечного света. Она такова, что он выбран из ряда неорганических соединений, обуславливающих нелетучесть состава, его экологическую чистоту. При применении состав с охладителем, в названном диапазоне согласно изобретению, имеет хорошие эксплуатационные, «рабочие» качества за счет увеличения суб-мелкодисперсной твердой фазы, размером 10-90 нм в аэрозоле, образующейся при сгорании состава в вакууме и на воздухе - в верхних слоях атмосферы. Увеличение доли мелкодисперсной фазы и уменьшение размера частиц золя позволяет существенно расширить эффективность аэрозоля в задерживании солнечного света в любом диапазоне длины волны (особенно ультрафиолет), т.е. существенно уменьшить расход состава на площади рассеивания. К тому же мелкая фаза золя такого размера, за счет броуновского движения твердых частиц, существенно дольше удерживается на требуемой высоте и существенно медленнее оседает на поверхность земли. Однако при применении в составе охладителя более 40 масс. %, мы наблюдали неустойчивое горение состава как за счет недостатка кислорода в ней, так и низкой скорости горения, особенно при низких давлениях в генераторе или горении на атмосфере.

Содержание в составе окислителя менее 50 масс. % приводит к тому, что после воспламенения состав АОС самостоятельно не горит. При содержании в составе окислителя более 90 масс. % не представляется возможным ее смешение-создание и формирование из нее заряда, выделяющего при горении эффективный аэрозоль.

При содержании в составе менее 2 масс. % горючего-связующего не дает возможность формирования аэрозольгенерирующего заряда. А при содержании более 18 масс. % - отсутствует полнота горения заряда АОС, сопровождающаяся выделением большого количества углерода в виде сажи, с крупным размером частиц.

Естественно, необходимо, чтобы в качестве добавки аэрозольгенерирующий состав содержал бы или пластификатор, или модификатор-катализатор горения, или технологические добавки, красители, или их смеси в максимальном количестве от 0, 5 до 10 масс. %, в зависимости от их природы и эффекта воздействия.

Мы ввели пластификаторы и в дополнительное горючее. Это и дибутилфталат, трибутилфосфат, триацетат глицерина и другие эфиры, и полиэфиры этого ряда или их смеси; это и органические нитраты - нитроглицерин, динитратдиэтиленгликоля и им подобные соединения, и их смеси и смеси с ранее приведенными полиэфирами; органические азиды, например, в том числе S-триазинового ряда: - 2,4-диазида-6-амино-S-триазин, 2,4-диазида-6-азидаэтокси-S-триазин и им подобные, или их смесь, или смеси их с органическими нитратами или полиэфирами в любых соотношениях друг к другу. Органические нитраты, кроме того, увеличивают кислородный баланс состава, а их смесь позволяет расширить температурный диапазон применения зарядов, например до -60°C за счет снижения температуры кристаллизации смеси, как и смеси их с органическими азидами. Органические азиды и их смеси при применении в составе увеличивают скорость горения зарядов, что позволяет увеличить в составе добавки и дополнительное горючее суммарно до 40 масс. %.

Варианты осуществления изобретения

Ниже приведены некоторые конкретные примеры получения массы и зарядов-изделий АОС, согласно изобретению, для применения по новому назначению.

Пример 1.

Аэрозольная композиция для решения поставленной цели, согласно изобретению, содержит, масс. %:

Окислитель - нитрат калия 16,0
- перхлорат калия 34,5
Связующее - нитроцеллюлоза с содержанием в ней азота - 12,8% 18,0
Дополнительное горючее: пластификатор-нитроглицерин
(возможны варианты: нитроглицерин + дибутилфталат 70/30,
нитроглицерин + 2,4-диазида-6-азидаэтокси-8-триазин 65/35 или
35/65, динитратэтиленгликоля+нитроглицерин+2,4-диазида-6-азида-
этокси-S-триазин 20/35/45 и в др. соотношениях) 18,4
Охладитель - хлорид калия, мел (1/1), (возможны варианты: мел + глина
от 30/70 до 60/40) 12,0
Добавки, технологические и катализатор скорости горения -
вазелин, стеарат кальция, сажа (в частях: 5/4/2) 1,1

Готовят изделия из данного состава следующим образом.

В химический реактор с водой при постоянном перемешивании вводят нитроцеллюлозу в количестве 250 г и получают смесь, перемешивая в течение 15-20 минут для получения устойчивой взвеси, количество воды в реакторе при этом составляет 1250 г. В полученную взвесь при постоянном перемешивании, прикапывают нитроглицерин малыми порциями, в количестве 184 г. После завершения ввода нитроглицерина во взвесь, перемешивание продолжают 20-30 минут. В полученную взвесь вводят 11 г. технологических добавок ((5 г - вазелина, 2 г - сажи, стеарата кальция - 4 г ). Общую взвесь перемешивают в течение 1 часа, после чего ее освобождают от воды отжимом последней. Полученную механическую смесь подсушивают, выдерживая на воздухе в течение 24 часов, при этом происходит и «вызревание» массы-смеси. Готовая смесь имеет влажность 10-15%. Механическую массу-смесь подают в аппарат смешения, добавляют хлорид калия в количестве 50 г и перемешивают в течение 3-5 минут. В полученную смесь добавляют порошок нитрата калия, а затем перхлорат калия в общем количестве 550 г. Готовую смесь перемешивают в течение 60 минут, после чего ее подают на стадию горячего вальцевания при 70-90°С. Проводят 15-20 вальцовок до получения плотного однородного полотна. Из полученного полотна формуют рулон, который подвергают прессованию при 60-90°С и давлении до и более 1000 кгс/см2. В результате при данной загрузке получают требуемую заготовку диаметром до 70 мм (с или без канала). Горячую заготовку режут на требуемую длину изделия. Изделия отправляют на приемные испытания.

Пример 2.

Аэрозольная пожаротушащая композиция для решения поставленной цели, согласно изобретению, содержит, масс. %:

Окислитель - нитрат калия (возможно: нитрит калия) 54,0
- перхлорат калия 10,0
Связующее - эпоксидная смола 14,0
Дополнительное горючее: - сажа 1,0
- пластификатор-дибутилфталат 4,0
- отвердитель - полиэтиленполиамин 3,2
Охладитель - хлорид калия, цемент 1/1,
(возможна CaO+PbO+MgO 1/1/1 и в др. соотношениях) 13,3
Добавка, технологическая - сульфорицинат 0,5

Готовят изделия из данного состава следующим образом.

Берут навески ингредиентов рецептуры, исходя из общего веса состава - 500 г. В аппарат смешения последовательно вводят эпоксидную смолу, дибутилфталат, углерод в виде сажи, полиэтиленполиамин и сульфорицинат - в качестве части технологической добавки. Перемешивают в течение 15-20 минут при температуре 25°С. В смесь вводят добавку в виде высушенного кристаллического хлорида калия и цемента и перемешивают 10-15 минут. В полученную механическую смесь, при остановленном аппарате смешения, вводят навеску перхлората калия, перемешивают 10-15 минут и останавливают смеситель. Вводят кристаллический нитрат калия. Все перемешивают в течение 40-60 минут, с одновременным вакуумированием перемешиваемой смеси-массы. Массу под вакуумом разливают в формы, которые термостатируют при температуре 30-40°С, в течение суток, для отверждения смолы в смеси. Полученные заготовки извлекают и после косметической механической обработки передают на приемные испытания.

Пример 3.

Аэрозольная композиция для решения поставленной цели, согласно изобретению, содержит, масс. %:

Окислитель - нитрат калия (возможно: нитрит калия) 54,0
- перхлорат калия (возможен перхлорат натрия,
или смесь перхлората калия с перхлоратом аммония (1:1)) 10,0
Связующее - гомополимеры или сополимеры метилметакрилата 14,0
Дополнительное горючее: - углерод (печная сажа) 1,0
- пластификатор-дибутилфталат 4,0
- отвердитель - жидкая
эпоксидная смола 3,2
Охладитель - хлорид калия, цемент 1/1,
(возможна CaO+PbO+MgO 1/1/1 и в др. соотношениях) 13,3
Добавка, технологическая - сульфорицинат 0,5

Пример 4.

Аэрозольная композиция для решения поставленной цели, согласно изобретению, содержит, масс. %:

Окислитель - нитрат калия 40,0
- перхлорат калия (возможен перхлорат натрия,
или смесь перхлората калия с перхлоратом аммония (1:1)) 10,0
Связующее - сополимер метилметакрилата с
метакриловой к-той (типа промышленного - Витан 2 м) 15,2
Дополнительное горючее: - углерод (печная сажа) 1,0
- пластификатор-дибутилфталат,
(возможно: нитроглицерин+2,4-диазида-6-азидаэтокси-S-триазин 65/35) 20,0
Охладитель - хлорид калия, цемент 1/1,
(возможна СаО+PbO+MgO (1/1/1)и в др. соотношениях) 13,3
Добавка, технологическая - вазелин 0,5

Пример 5.

Аэрозольная композиция АОС для решения поставленной цели, согласно изобретению, содержит, масс. %:

Окислитель - нитрат калия (возможна замена нитрат
калия + нитрат аммония 1/1) 34,0
- перхлорат калия 16,5
Связующее - нитроцеллюлоза с содержанием в ней азота - 12,8% 16,0
Дополнительное горючее-пластификатор: нитроглицерин и
2,4-диазида-6-азидаэтокси-8-триазин (40/60) 17,4
Охладитель - хлорид калия, мелем, глина (60/30/10) и в
др. соотношениях 15,1
Добавка технологическая - сажа, вазелин, стеарат кальция (10/40/50) 1,0

Готовят изделия из подобного состава следующим образом.

Берут навески ингредиентов рецептуры, исходя из общего веса состава - 1500 г. В химический реактор с водой при постоянном перемешивании вводят нитроцеллюлозу в количестве и получают смесь, перемешивая в течение 15-20 минут для получения устойчивой взвеси, количество воды в реакторе при этом составляет 7 литров. В полученную взвесь при постоянном перемешивании, прикапывают нитроглицерин малыми порциями. Через 10 минут, при постоянном перемешивании, вводят навеску 2,4-диазида-6-азидаэтокси-S-триазина в растворе метиленхлорида. После завершения ввода нитроглицерина и 2,4-диазида-6-азидаэтокси-S-триазин во взвесь, перемешивание продолжают 20-40 минут, при температуре 35-40°С. В полученную взвесь вводят технологические добавки (вазелина, сажи, стеарата кальция). Общую взвесь перемешивают в течение 1 часа, после чего ее освобождают от воды отжимом последней. Полученную механическую смесь подсушивают, выдерживая на воздухе в течение 30 часов, при этом происходит и «вызревание» массы-смеси и удаление следов метиленхлорида. Готовая смесь имеет влажность 10-12%. Механическую массу-смесь подают в аппарат смешения, добавляют хлорид калия, перемешивают в течение 3-5 минут. В полученную смесь добавляют порошок нитрата калия, а затем перхлорат калия. Готовую смесь перемешивают в течение 60 минут, после чего ее подают на стадию горячего вальцевания 50-60°С. Проводят 10-15 вальцовок до получения плотного однородного полотна. Из полученного полотна формуют рулон, который подвергают прессованию при 60-70°С и давлении до 1000 кгс/см2. В результате при данной загрузке получают требуемую заготовку диаметром до 70 мм (с или без канала). Заготовку режут на требуемую длину изделия. Изделия отправляют на приемные испытания.

Пример 6.

Аэрозольная композиция для решения поставленной цели, согласно изобретению,

содержит, масс. %:

Окислитель - нитрат калия 54,0
- нитрит калия 10,0
Связующее-эпоксидная смола (или полиэфирная),
полиуретановая смола или каучук 16,0
Дополнительное горючее-пластификатор-дибутилфталат 5,5
Добавка-отвердитель полиэтиленполиамин 2,0
Охладитель - дициандиамид и окись железа (70/30)? (возможна
замена СаО+PbO+цемент (1/1/1 и в др. соотношениях) 11,5
Добавка, технологическая (диоксид кремния, сульфорицинат(1/1)) 1,0

Пример 7.

Аэрозольная композиция для решения поставленной цели, согласно изобретению, содержит, масс. %:

Окислитель - нитрат калия (возможен нитрат калия и
перхлорат калия (от 1/1 до 3/1) 54,0
- нитрит калия 10,0
Связующее - полиуретановая смола или полиуретановый
каучук (возможна их смесь (от 1/1 до 3/1)) 16,0
Дополнительное горючее-пластификатор-трибутилфталат 5,5
Добавка-отвердитель полиэтиленполиамин, или его смесь
с диизоцианатом (1/2) 2,0
Охладитель - дициандиамид и окись железа (70/30)? (возможна
замена СаО+PbO+цемент (1/1/1 и в др. соотношениях) 11,5
Добавка, технологическая (диоксид кремния, сульфорицинат(1/1)) 1,0

Пример 8.

Аэрозольная композиция для решения поставленной цели, согласно изобретению, содержит, масс. %:

Окислитель - нитрат калия (возможна замена нитрат
калия + нитрат аммония 1/1) 34,0
- перхлорат калия 16,5
Связующее - нитроцеллюлоза с содержанием в ней азота - 11,28%,
(возможна добавка сополимера Витан 2 м (от 5/1 до 6/0,5) 16,0
Дополнительное горючее-пластификатор: нитроглицерин и
2,4-диазида-6-азидаэтокси-8-триазин (40/60) 17,4
Охладитель - хлорид калия, мелем, глина (60/30/10) и в
др. соотношениях 15,1
Добавка технологическая - сажа, вазелин, стеарат кальция (10/40/50) 1,0

Пример 9.

Аэрозольная композиция АОС для решения поставленной цели, согласно изобретению, содержит, масс. %:

Окислитель - нитрат калия (возможна замена на нитрат
калия + нитрат аммония 1/1) 34,0
- перхлорат калия 16,5
Связующее - нитроцеллюлоза с содержанием в ней азота - 12,8% 16,0
Дополнительное горючее-пластификатор: нитроглицерин и
2,4-диазида-6-азидаэтокси-8-триазин (40/60) 17,4
Охладитель - хлорид калия, глина (60/30), возможно и в
других соотношениях 15,1
Добавка технологическая - углерод (сажа), вазелин,
стеарат кальция (10/40/50) 1,0

Под каждый приведенный вариант составов (с 1 по 9) и их многочисленных аналогов разработана и существует своя безопасная технология смешения и формирования изделий, для применения их в генераторах аэрозоля по новому назначению. Технология позволяет безопасно (массы составов и изделия пожаро не безопасны, т.к. они развились и появились из составов смесевых твердых ракетных топлив - СТРТ) изготовлять их в промышленных условиях, в требуемых количествах.

Особых трудностей в разработке изобретения по генераторам аэрозоля для созданных составов по новому назначению не возникло, хотя с учетом требования безопасности и утилизации корпусов после высотного применения, были внесены некоторые новшества и новые решения, не применявшиеся ранее в конструкции-технике генераторов пожаротушащего аэрозоля:

- корпус изготовлен из тонких металлических материалов без теплоизоляции и/или полимерных конструкционных материалов, сгорающих после или и во время горения аэрозольгенерирующих зарядов.

В разработанный по изобретению способ применения изделий-генераторов с зарядами из аэрозольгенерирующего состава для воздействия на стратосферу и атмосферу Земли было внесено несколько новшеств:

- способ применения, заключающихся в совместном или раздельном получении аэрозолей при горении состава в генераторе; при этом заряд в генераторе приводится в действие на определенной, расчетной высоте, с или без дистанционного запуска начала процесса горения, и/или с задержкой запуска до достижения генератором требуемой, расчетной высоты от поверхности земли.

Промышленная применимость

Согласно изобретению, при реализации нового направления применения разработанного состава(-ов) для создания протяженных аэрозольных образований на разной высоте от земли были разработаны несколько конструкций изделий-генераторов и способ их транспортировки и применения.

Эффект ослабления солнечного излучения золем оптимальных варианта состава составляет от 82% до 15%. Это, по нашему мнению, соответствует концентрации «стратосферного аэрозоля», достаточной для сохранения современного климата (при его глобальном применении) и/или существенному снижению температуры поверхности земли в засушливый период, и/или для замедления таянья ледников и льда, и снега и т.п. (при его региональном применении). Проводя работы по оценки сравнительной эффективности разных аэрозольгенерирующих составов по эффективности по новому направлению применения (назначению) и его устойчивого горения на воздухе и в вакууме, было обнаружено, что ослабление солнечного света аэрозолем в воздухе (при концентрации золя 30-60 г в кубическом метре воздуха) может быть увеличено в разы за счет увеличения в его составе нанодисперсного (диаметр частиц - 5-15 нм), например, углерода. Это говорит о возможности регулирования эффективности золя, при одной и той же концентрации его в атмосфере воздуха, в разы сохраняя экологическую безопасность.

По заключению института «Биофизики» аэрозоль, в концентрации золя 25-70 г в кубометре воздуха - экологически безопасен, а выпавший на землю золь из него является внекорневой и эффективной подкормкой всех зеленых растений.

В натурных экспериментах нами показано, что с применением аэрозоля из ранее созданных составов по изобретению обеспечивается эффективное, регулируемое ослабление солнечного света - при концентрации золя 5-70 г в кубометре воздуха. Обнаружено, что с ростом высоты облака от поверхности земли - одно и то же ослабление солнечного света можно достичь и при более низких концентрациях золя.

Диаметр освоенных и получаемых изделий-зарядов сегодня достигает 280 мм (рецептура в примере 1, 4). Масса изготовляемых и внедряемых изделий от 40 г до 15 кг. Из состава рецептуры (в примере 2) нами изготовлялось изделие-заряд массой 510 кг, залитый в корпус генератора и прочно скрепленный со стеклопластиковым корпусом. В натурных экспериментах время работы такого генератора при атмосферном давлении составляло 12 минут. Это обеспечивало выброс аэрозоля в количестве более 40 кг/минуту, что достаточно для распыления аэрозоля, в требуемой концентрации, в 800 - 80000 м3 воздуха в минуту. Такой маленький генератор обеспечивал создание искусственных облаков - протяженных аэрозольных образований над землей (концентрация золя 1-3 г/м3) площадью более 5-10 км2! Эффект ослабления солнечного излучения золем оптимальными вариантами состава в натурных экспериментах составлял от 82% до 10% (разброс связан и обусловлен - в связи с различной концентрацией золя в м3 воздуха в различных объемах-частях анализируемого воздуха при эксперименте).

Уровень техники показывает, что в настоящее время оптимальным составом по изобретению можно заполнять сегодня и применять по прямому назначению корпуса с весом заряда до и более 10 тонн.

Резюмируя сказанное выше, еще раз отметим, что целью создания оптимальных аэрозольгенерирующих рецептур, генераторов для них и способа их применения является создание искусственной облачности над регионами для борьбы, например, с глобальным потеплением Земли, и/или с засухой, и/или с быстрым таянием льдов, ледников и т.п.

В предлагаемом нами составе и применения по новому определенному назначению: - направленное создание протяженных аэрозольных образований - это искусственно созданный, широкий по площади, небольшой по высоте аэрозольный «фильтр» на определенном расстоянии от поверхности земли (или в нижних слоях стратосферы), задерживающий часть солнечной энергии, идущей к Земле.

Естественно, что в зависимости от цели защиты (борьба с засухой, борьба с таяньем ледников, льда и снега, борьба с глобальным потеплением и т.п.) высота аэрозольного «фильтра» и его горизонтальные размеры (по площади) рассчитываются по специальным программам и для конкретной цели.

Мы понимаем, что сами работы, например, в случае борьбы с глобальным потеплением, могут проводиться, если будет принято об этом решение мирового сообщества, ООН и выделены необходимые средства. Для проведения работ сегодня есть все: составы, генераторы, разработан способ их применения по прямому назначению.

Для проведения работ по борьбе с засухой, и/или замедлением таяния льдов, ледников - решение принимает регион и государство(-а). По нашим расчетам, при применении разработанных новых оптимальных аэрозольгенерирующих составов - материальных средств потребуется примерно в четыре раза меньше, чем для выполнения условий действующего «Киотского» протокола и, тем более, планируемого к выпуску его нового варианта.

Предложенный в изобретении новый аэрозольгенерирующий состав и новое направление его применение позволяет ликвидировать все недостатки прототипа и существенно расширить области применения состава, т.к. составы и аэрозоль из них просты при обращении с ними и в производстве изделий из них, а образующийся при их горении аэрозоль из составов существенно более эффективен. При этом при получение требуемого аэрозоля не расходуется кислород воздуха и озон.

При современном уровне производства СТТ и баллиститных порохов отсутствует дефицит сырья и оборудования для массового производства изделий.

Ввиду большей эффективности из-за размера частиц золя потребное массовое количество состава, для выполнения работ по его назначению, в разы меньше, чем у прототипа и он значительно медленнее оседает, поддерживаемый броуновским их движением.

Стоимость работ по изготовлению изделий аэрозольгенерирующего состава по новому их применению гораздо ниже и безопаснее прототипа.

Разработанные составы сами горят в вакууме, атмосферном и повышенном давлении, легко генерируя «свет преграждающий» золь (аэрозоль), что существенно их отличает от прототипа.

1. Применение аэрозольгенерирующего состава, включающего горючее-связующее из ряда нитроцеллюлозы, полиэфирных, полиэпоксидных, полиуретановых отверждаемых синтетических смол или синтетических каучуков, или их смеси, дополнительное горючее, выбранное из группы, включающей углерод, нитроглицерин, пластификаторы, азиды органические S-триазинового ряда, охладитель, выбранный из ряда, включающего хлорид калия, окислы металлов или их смеси с глиной или цементом, технологическую добавку - диоксид кремния или сульфорицинат, окислитель, выбранный из группы, включающей нитраты, нитриты, перхлораты металлов или аммония, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

горючее-связующее 2,0-18,0
дополнительное горючее 3,0-30,0
охладитель 2,0-40,0
технологическая добавка 0.5-10,0
окислитель 50,0-90,0

в качестве средства воздействия на атмосферу или стратосферу земли для снижения интенсивности солнечного излучения и температуры поверхности земли.

2. Генератор для сжигания аэрозольгенерирующего состава, включающий корпус, содержащий заряды с аэрозольгенерирующим составом, отличающийся тем, что использован аэрозольгенерирующий состав по п. 1, при этом корпус изготовлен из металлических материалов без теплоизоляции или полимерных конструкционных материалов, сгорающих после или во время сжигания указанного аэрозольгенерирующего состава.

3. Генератор по п. 2, отличающийся тем, что сжигание состава по п. 1 приводится в действие на заданной высоте с дистанционным запуском начала процесса или с задержкой запуска до достижения генератором заданной высоты от поверхности земли.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к дымообразующим пиротехническим составам, генерирующим при горении аэрозоль, образующий на воздухе дымовое облако, используемое для постановки маскирующей завесы.
Изобретение относится к пиротехническим составам, образующим дымовую завесу, используемую для маскировки техники и живой силы. Дымообразующий состав для постановки маскирующей завесы включает, мас.%: хлорат калия 35-41, хлорид аммония 20-22, антрацен 37-35 и в качестве технологической добавки антраценовое масло 2-8.
Изобретение относится к термическим составам, а именно к средствам для образования дымовых завес посредством реакции двух или нескольких твердых веществ и может быть использовано в качестве пиротехнического состава, при горении которого образуется дымовое облако белого цвета.
Изобретение относится к средствам для получения дымовых завес, а именно для получения дымового облака черного цвета в результате реакции нескольких твердых веществ в форме порошковой смеси, при горении спрессованного заряда.
Изобретение относится к средствам для получения дымовых завес, а именно для получения дымового облака черного цвета в результате реакции нескольких твердых веществ в форме порошковой смеси, при горении спрессованного заряда.
Изобретение относится к области пиротехники, а именно к пиротехническим составам для образования цветного дыма. Пиротехнический состав зеленого огня включает барий азотнокислый - 67-73 мас.%, порошок алюминиево-магниевого сплава - 8-10 мас.%, идитол в качестве органического горючего связующего - 3-4 мас.%, а в качестве усилителя цвета смесь порошкового хлорпарафина - 14-16 мас.% и жидкого хлорпарафина - 2-3 мас.%.
Изобретение относится к области активного воздействия на гидрометеорологические процессы льдообразующим пиротехническим составом, используемым для активного воздействия на облака и туманы с целью их рассеяния, предотвращения и прерывания градобитий, вызывания осадков из облаков посредством льдообразующих ядер, полученных при сгорании специального пиротехнического состава.
Изобретение относится к пиротехническим составам, при горении которых генерируется аэрозоль, образующий дымовое облако на воздухе, используемое для постановки маскирующей завесы.
Изобретение относится к средствам для образования дымовых завес, а более конкретно к аэрозолеобразующим составам, используемым в качестве дымообразующего снаряжения боеприпасов, при горении которого формируется в атмосфере аэрозольное облако маскирующего действия.
Изобретение относится к пиротехническим аэрозолеобразующим составам для образования дымовых маскирующих завес. .
Изобретение относится к разработке взрывчатых веществ на основе пироксилиновых и баллиститных порохов, используемых для ведения взрывных работ скважинным методом в горнодобывающей промышленности и строительстве.

Изобретение относится к аддуктам додекагидро-клозо-додекабората хитозания с хлорной кислотой или перхлоратом аммония состава (C6O4H9NH3)2 B12H12×nMClO4 где n - целое число, равное 1÷8, а М - Н+, NH4 +, которые могут найти применение в качестве энергоемких компонентов различных составов, например пиротехнических.

Изобретение относится к инициирующим взрывчатым веществам, чувствительным к импульсным лазерным излучениям малой мощности, и может быть использовано в средствах инициирования в качестве генератора плоских, цилиндрических, сферических и сложных форм ударных волн, а также в оптических системах инициирования взрывчатых зарядов.
Изобретение относится к промышленным взрывчатым веществам и может быть использовано в горной промышленности при разработке месторождений полезных ископаемых. .

Изобретение относится к пиротехническим медленногорящим составам, используемым для снаряжения взрывательных устройств, работающих в условиях кинетического нагрева.

Изобретение относится к взрывчатым веществам. .

Изобретение относится к области средств инициирования, а именно к капсюльным составам для ударных капсюлей-воспламенителей к патронам стрелкового и охотничьего оружия и средствам воспламенения военного назначения.

Изобретение относится к области взрывного дела и может быть использовано в горном деле, строительстве, сейсморазведке, взрыво-обработке металлов. .

Изобретение относится к протехничским составам, предназначенным для средств взрывания без использования взрывчатых веществ с применением лазерных источников излучения, и может быть использовано в горнорудной, нефтедобывающей и других областях народного хозяйства.
Изобретение относится к области инициирования детонации взрывчатых веществ. Генератором электромагнитного излучения формируют импульс СВЧ-диапазона с частотой 100-300 ГГц и воздействуют им на восприимчивый к излучению тонкодисперсный порошок графита, который в количестве 3-10 мас.% запрессован в ВВ по всему объему до относительной плотности смеси не менее 0,7. Импульс от генератора электромагнитного излучения передают посредством волновода. Обеспечивается повышение эффективности инициирования детонации взрывчатого вещества при использовании средств инициирования небольших габаритов и имеющих малое время срабатывания. 1 пр.
Наверх