Результат интеллектуальной деятельности: Способ механического уничтожения масс саранчи и устройство для его осуществления

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к борьбе с вредителями сельскохозяйственных культур, образующих большие скопления в полете.

Уровень техники

Способы и устройства механического уничтожения масс саранчи в полете авторам не известны.

В качестве прототипа предлагаемому способу по используемому убойному материалу можем привести патент на изобретение №2626632 «Способ механического уничтожения саранчи и устройство для его осуществления», где механическое уничтожение саранчи осуществляется на поверхности земли в период ее развития до «постановки на крыло» ее «расстрелом» промытым и откалиброванным кварцевым песком с размерами песчинки 1-1,5 мм, которому придается начальная скорость 100-200 м/с, при которой кинетическая энергия песчинки становится порядка 0.1-0,15 Дж, достаточной для поражения саранчи.

Недостатком известного способа является невозможность его использования для уничтожения взрослой саранчи в полете (в стае).

В качестве общего и необходимого элемента устройства по механическому уничтожению масс саранчи с использованием кварцевого песка, следует принять транспортное средство с запасом этого песка по тому же патенту №2626632.

Используемое транспортное средство не позволяет организовать уничтожение стаи саранчи в полете.

Раскрытие изобретения

Предлагаемые способ механического уничтожения масс саранчи и устройство для его осуществления позволяют организовать истребление этих насекомых в воздухе, когда взрослая саранча организована в миллионные стаи и совершает многокилометровые перелеты.

Из публикации «Саранча и ее локомоторные возможности. Полеты саранчи.» см. http://collectedpapers.com.ua>… известны следующие характеристики полета стаи саранчи: средняя высота полета - 500-600 м, максимальная - 2000 м; средняя скорость полета - 10-12 км/час, максимальная скорость при попутном ветре достигает 30 км/час; стая саранчи без посадок может преодолеть свыше 2000 км; число насекомых в стае может достигать одного миллиарда; плотность стаи в зависимости от высоты полета находится в интервале от 0,001 до 0,1 насекомых на 1 м³ (до одного и более одного км над землей) и от 1 до 10 насекомых на 1 м³ (несколько метров от земли).

На сайте http://www.svavia.ru/ttd/ttd15.html опубликованы летно-технические характеристики наиболее распространенного среднего транспортного вертолета МИ-8: потолок - примерно 4,7 км, грузоподъемность - около 4 т, крейсерская скорость - 225 км/час. Вертолет имеет люк в полу грузового отсека.

Характеристики вертолета по скорости и высоте полета существенно превосходят соответствующие локомоторные характеристики стаи саранчи. При необходимости вертолет легко догонит летящую стаю саранчи и может подняться много выше уровня ее полета.

Оценим теперь возможность механического уничтожения саранчи кварцевым песком, сбрасываемым с вертолета сверху вниз на саранчу с начальной нулевой скоростью. Известно, см., например, «Справочник по физике» X. Кухлинг, М., Мир, 1985 г, что скорость свободного падения тела ν определяется выражением , стр. 50, формула (М 6.26), где h - высота падения, a g=9,8 м/с² - ускорение силы тяжести. Кинетическая энергия падающего тела - W, следуя тому же справочнику стр. 82, определяется выражением W=0,5mν² формула (М 7.25), где m - масса тела в кг. Объединяя обе эти формулы, получим известное выражение кинетической энергии: W=mgh. Удельный вес кварцевого песка определяется близко к величине 2660 кг/м³, что в системе единиц СИ численно отвечает величине удельной массы кварца. Для дальнейших расчетов удобно будет считать песчинку кварцевого песка в форме куба с длиной ребра 1 мм и соответствующей массой m=2,66*10^-6 кг. Величина кинетической энергии этой песчинки свободном падении с высоты 1 м составит: W=mgh=2,66 10^-6 кг * 9,8 м/с²* 1 м=0,26*10^-4 Дж.

Будем ориентироваться на интервал кинетической энергии 0,1-0,14 Дж, полагая его достаточным для поражения одной особи саранчи (см. патент RU №2626632). Исходя из этого, и полученной величины кинетической энергии при единичных показателях (0,26*10^-4 Дж) можно подобрать при заданном размере песчинки высоту ее падения и - наоборот, подобрать размер песчинки при заданной высоте падения. Например, для кварцевой песчинки средней крупности (максимальный размер ребра куба составляет 2,5 мм) и высоте падения 300 м, получим величину кинетической энергии: W=0,26*10^-4 дж * 2,5³ * 300=0,12 дж, что отвечает требуемому интервалу энергии для поражения саранчи. Таким образом, сбрасывая в необходимых количествах подготовленный кварцевый песок сверху на стаю саранчи можно уничтожать ее механическим поражением. В одном кубометре промытого и откалиброванного кварцевого песка количество песчинок с принятыми выше размерами куба составляет примерно 50-60 миллионов единиц, вес этого количества равен примерно 1,5 т, что будет вполне достаточно для уничтожения стаи саранчи в несколько миллионов насекомых. Возможны вариации с изменением высоты и размеров песчинки, возможно и придание начальной скорости падения песка, например, подачей сжатого воздуха, хотя самым простым и дешевым способом будет истечение песка вниз под действием силы тяжести с обязательным условием достижения во всех случаях необходимой кинетической энергии «снаряда» для поражения саранчи.

Таким образом, способ механического уничтожения масс саранчи может быть определен как силовое воздействие на саранчу, ее «бомбардирование» промытым и откалиброванным кварцевым песком с направлением динамического воздействия песка на стаю саранчи сверху в результате его свободного падения под действием силы тяжести при начальной нулевой скорости.

Устройство для реализации этого способа, состоит из летательного аппарата, например, среднего транспортного вертолета МИ 8, снабженного запасом кварцевого песка, истечение которого вниз за пределы вертолета осуществляется с помощью вертикального лопастного разбрасывателя песка гравитационного действия, закрепленного в люке грузового пола вертолета, выходящего за пределы корпуса вертолета и включающего приемную воронку, жестко соединенную с направляющей трубой и закрепленной в ней продольной осью, с возможностью ее вращения, снабженную лопастями, жестко закрепленными на оси внизу за пределами направляющей трубы.

Кварцевый песок, загруженный в грузовой отсек вертолета, ссыпаясь в приемную воронку и попадая в направляющую трубу, а затем, падая на лопасти разбрасывателя песка, приводит во вращение эти лопасти и разбрасывает песок, который при зависании вертолета образует расширяющуюся «коническую струю» песка, поражающую при падении сверху массу саранчи. При горизонтальном движении вертолета в воздухе, падающий песок при этом движении песок формируется в «ленту», покрывающую поверхность стаи саранчи.

Воздушная атака на стаю саранчи осуществляется после разведки с определением координат стаи саранчи, направления полета и оценки ее количества. Сбрасывание песка вниз на стаю саранчи осуществляется в с поправкой на ветер и местах отсутствия людей.

Следует отметить, что описанный способ и устройство могут быть использованы и для уничтожения саранчи на поверхности земли, в том числе и в гнездовьях саранчи еще не ставшей «на крыло».

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлена схема механического уничтожения стаи саранчи в полете.

На фиг. 2 представлена схема разбрасывателя с лопастями.

На фиг. 3 представлен фрагмент грузового отсека вертолета с контейнерами с песком.

Осуществление изобретения

Способ механического уничтожения масс саранчи заключается в силовом воздействии на стаю саранчи промытым и откалиброванным кварцевым песком с кинетической энергией 0,1-0,15 Дж каждой песчинки при ударе о насекомое с направлением динамического воздействия песка на саранчу вниз путем его свободного падения под действием силы тяжести при начальной нулевой скорости.

Устройство для осуществления способа механического уничтожения саранчи 1 включает летательный аппарат с запасом кварцевого песка, например, транспортный вертолет 2 (далее вертолет), причем свободное истечение кварцевого песка 3 из вертолета 2 осуществляется с помощью лопастного разбрасывателя песка 4 (Фиг. 1), вертикально закрепленного в люке грузового пола вертолета 2, включающего приемную воронку 5, жестко соединенную с направляющей трубой 6 и закрепленной в ней продольной осью 7, закрепленной в подшипниках (не показаны) снабженной лопастями 8, жестко закрепленными на оси 7 внизу за пределами направляющей трубы 4 (Фиг. 2).

Песок 3 размещен в контейнерах 9, снабженных шиберами 10 с возможностью истечения песка 3 из контейнеров при открытых шиберах 10 (пунктир) в приемную воронку 5 (Фиг. 3).

Процесс уничтожения массы саранчи в ее полете с воздуха происходит следующим образом. После воздушной (не обязательно) разведки и определения местоположения летящей стаи саранчи и направления движения для ее уничтожения вылетает вертолет снаряженный описанным выше оборудованием. По достижении летящей стаи вертолет пристраивается над стаей в ее хвосте на высоте, соответствующей гранулометрической характеристике песка. После прицеливания, с учетом действия воздушных потоков, открываются задвижки 10 контейнеров 9 с песком 3 и в приемную воронку 5 и направляющую трубу 6 попадает песок 3. Воздействие падающего песка на лопасти 8 приводит к вращению продольной оси 7 вместе с лопастями и разбрасыванию падающего вниз песка. При свободном падении песчинок под действием постоянной силы тяжести скорость песчинок и их кинетическая энергия возрастает до расчетной величины, когда удар каждой песчинки о саранчу приводит к ее механическому уничтожению. Следует заметить, что скорость истечения песка из контейнеров 9 зависит от площади выходного отверстия, то есть от положения шиберов 10 и может регулироваться в зависимости от мощности стаи.

Если стая приземлилась «подкрепиться», то осуществляется та же операция «бомбометания» песка с воздуха на саранчу до ее фактического уничтожения (даже на посевах!).

Способ «бомбардирования» с высоты и представленное устройство для его осуществления могут быть использованы и для уничтожения масс саранчи еще не ставшей на крыло в ее гнездовьях.