×
08.11.2019
219.017.df27

Результат интеллектуальной деятельности: Способ инициирования молниевых разрядов в грозовых облаках

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение может быть использовано для регулирования осадкообразования и электрического состояния атмосферы в зонах повышенного риска, таких как космодромы, атомные станции, авиалинии и т.д., где требуется специальная защита от молниевых разрядов. Молниевые разряды в грозовых облаках инициируют путем внесения в них с помощью летательных аппаратов - ракет или снарядов - молниевых разрядников в виде отдельных развернутых и ориентированно движущихся в облачной среде электрических проводов. Предварительно путем радиолокационного зондирования грозового облака в нем выделяют зону формирования молниевых разрядов, ограниченную по внешнему контуру радиолокационной отражаемостью 40 dBz, расположенную между температурными уровнями от - 5 до – 30 градусов C. Затем в направлении центральной части этой зоны запускают летательный аппарат. При движении летального аппарата по траектории полета с помощью бортовых приборов измеряют напряженность электрического поля. При вхождении летательного аппарата в зону облачной среды напряженностью электрического поля 3 кВ/см и выше из него осуществляют отстрел молниевых разрядников в облачную среду со скоростью 60 метров в секунду и выше. Обеспечивается эффективность инициирования молний за счет ориентированного движения молниевого разрядника. 2 ил.

Изобретение относится к сфере активных воздействий на грозовые облака с целью регулирования осадкообразования и электрического состояния атмосферы в зонах повышенного риска (космодромы, атомные станции, авиалинии и т.д.), где требуется специальная защита от молниевых разрядов.

Известны различные способы инициирования молниевых разрядов с облаков на землю: с помощью ракет, тянущих за собой заземленные проводники различной длины от 100 м до 1100 м; путем подрыва 100 мм артиллерийских снарядов, для получения проводящих, ионизированных каналов в заданной области облака [1], а также создания плазменных каналов для инициирования молниевых разрядов из грозовых облаков на землю с использованием бескорпусных ракетных двигателей, тянущих за собой токопроводящую длинную нить небольшого диаметра [2].

Известным методам присущи определенные недостатки, заключающиеся в том, что одним из критериев принятия решения об инициировании молнии является значение величины напряженности электрического поля, измеренное у поверхности земли, в точке запуска ракеты, которое только косвенным образом отражает предразрядное состояние переохлажденной части облака на высотах 4-8 км, где выше вероятность инициирования молнии внутри облака и в его окрестностях. Также, за исключением артиллерийского метода, не учитывается и то, что поднимаясь вверх после того, как двигатель отработал, ракета, двигаясь по инерции, замедляется, и вокруг проводящей нити успевает образоваться объемный заряд, который понижает эффективность инициирования молниевого разряда.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ активных воздействий на грозоградовые процессы, включающий засев кристаллическими реагентами области зарождения града, с последующим внесением в эту область с помощью ракет или снарядов молниевых разрядников в виде отдельных, развернутых и ориентировано падающих электрических проводов [3], ПРОТОТИП.

В известном способе при воздействии на грозоградовые облака с помощью ракет типа «Алазань», в зону зарождения градовых осадков вносят реагент (AgI) и одновременно с помощью ракет, либо других средств доставки, над областью засева сбрасывают электрические разрядники, каждый из которых представляет собой токопроводящий шнур, прикрепленный с одной стороны к грузику, а с другой - к парашюту. Под действием грузика и парашюта молниевые разрядники разворачиваются и ориентировано падают вниз.

Недостатки известного способа является то, что при малых скоростях движения молниевых разрядников в грозовом облаке, как и в случаях [1] и [2], вокруг проводника успевает образоваться объемный заряд, который противодействует инициирования молниевого разряда. Данный факт подтвержден экспериментально Юманом М.А., и подробно описан в работе [4]. Экспериментальными исследованиями показано, что искровой разряд может произойти при быстром внесении проводника в электрическое поле, тогда как наличие неподвижного проводника в искровом промежутке к образованию искрового разряда не приводит. Это обусловлено тем, что коронный разряд вокруг неподвижного проводника действует как экран, в результате чего сильные электрические поля, необходимые для инициирования молнии, не формируются.

Указанный недостаток существенно снижает эффективность инициирование молний в грозовых облаках.

Техническим результатом заявленного технического решения является повышение эффективности инициирование молний в грозовых облаках путем скоростного отстрела молниевых разрядников в зону формирования молниевых разрядов.

Технический результат достигается тем, что в известном способе инициирования молниевых разрядов в грозовых облаках с внесением в нее с помощью летательных аппаратов (ракет или снарядов) молниевых разрядников в виде отдельных, развернутых и ориентировано движущихся в облачной среде электрических проводов, согласно предлагаемому способу предварительно, путем радиолокационного зондирования грозового облака, в нем выделяют зону формирования молниевых разрядов, ограниченную по внешнему контуру радиолокационной отражаемостью 40 dBz, расположенную между температурными уровнями от - 5 до - 30°C, куда затем, в направлении центральной ее части, запускают летательный аппарат, при движении которого по траектории полета с помощью бортовых приборов измеряют напряженность электрического поля и, при вхождении летательного аппарата в зону облачной среды, напряженностью электрического поля 3 кВ/см и выше, из нее осуществляют отстрел молниевых разрядников в облачную среду со скоростью 60 метров в секунду и выше.

При воздействии на грозовое облако предлагаемым способом, вокруг проводника (разрядника) не успевает сформироваться объемный заряда, за счет скоростного отстрела молниевых разрядников в зону формирования молниевых разрядов, что позволяет повысить эффективность инициирования искусственных молний в грозовых облаках.

На рисунке (Фиг. 1) схематично показано вертикальное сечение грозового облака; на рисунке (Фиг. 2) устройство молниевого разрядника.

На рисунках приняты следующие обозначения:

1 - грозовое облако; 2 - зона формирования молниевых разрядов, ограниченная по внешнему контуру радиолокационной отражаемостью 40 dBz; 3 - активная зона электрического поля в грозовом облаке, ограниченная по внешнему контуру пороговым уровнем напряженности 3 кВ/см; 4 - условный центр зоны формирования молниевых разрядов; 5 - метеорадиолокатор; 6 - ракетный пункт воздействия на грозовое облако; 7 - летательный аппарат (ракета); 8 - молниевый разрядник в виде металлического провода; 9 - головная капсула молниевого разрядника; 10 - стабилизатор молниевого разрядника; t1 и t2 - соответственно, нижний и верхний температурный пороговый уровень грозового облака. Согласно принятым условиям: t1=- 5°C; t2=- 30°C.

Предлагаемый способ реализуется на практике следующим образом:

Путем радиолокационного зондирования грозового облака 1, в нем выделяют зону формирования молниевых разрядов 2, ограниченную по внешнему контуру радиолокационной отражаемостью 40 dBz. Затем определяют расстояние до условного центра зоны формирования молниевых разрядов 4 с помощью метеорадиолокатора 5, и угловые координаты для запуска в эту зону ракет с близлежащего ракетного пункта воздействия 6. После этого, с учетом измеренных параметров, в данную зону 2 с пункта воздействия 6 осуществляют запуск ракеты 7, в головной части которой размещен прибор для измерения напряженности электрического поля, сопряженный с устройством, отстреливающим в атмосферу молниевые разрядники 8 (прибор и отстреливающее устройство на рисунках не показаны). При движении ракеты 7 в зоне формирования молниевых разрядов 2, непрерывно измеряется напряженность электрического поля и, при вхождении ракеты 7 в активную зону грозового облака 3, напряженностью электрического поля 3 кВ/см и выше, срабатывает прибор для измерения напряженности электрического поля, и начинается последовательный отстрел молниевых разрядников 8 в облачную среду из головной части ракеты 7. Для исключения образования объемного заряда вокруг молниевого разрядника 8, противодействующего инициированию молниевого разряда в облаке, отстрел разрядников в атмосферу осуществляется со скоростью 60 метров в секунду и выше.

Для обеспечения ориентированного движения молниевого разрядника в облачной среде он содержит головную капсулу 9, тянущую в полете за собой провод и аэродинамический стабилизатор 10 (Фиг. 2), позволяющий при выстреле удерживать провод в натянутом состоянии по линии движения капсулы 9 в атмосфере. Молниевый разрядник 8 выполнен в виде металлического провода, диаметром 0,5-1,0 мм, и длиной не менее 60 м. Данные параметры разрядника, и принятая скорость его движения в зоне формирования молниевых разрядов, являются эффективными и достаточными для успешного инициирования молниевых разрядов в грозовом облаке.

Предлагаемый способ может быть использован в сфере активных воздействий на грозовые и грозоградовые облака с целью регулирования осадкообразования и электрического состояния атмосферы в зонах повышенного риска (космодромы, атомные станции, авиалинии и т.д.), где требуется специальная защита от молниевых разрядов.

Литература

1. Бейтуганов М.Н. Метод предотвращения града инициированием искусственных молний. V-ая Российская крнференция по атмосферному электричеству. Г. Владимир, 2003, с. 2004-2007.

2. Пивкин А.Н., Бейтуганов М.Н., Чочаев Х.Х., Машуков Х.Х. Использование бескорпусных ракетных двигателей для воздействия на атмосферные процессы. Доклады Всероссийской конференции по физике облаков и активным воздействиям на гидрометеорологические процессы. Г. Нальчик, 2017, часть 1, с. 328-335.

3. Патент РФ №2571349, МПК. A01G 15/00, 2015. ПРОТОТИП.

4. Юман М.А. Естественная и искусственно инициированная молния и стандарты на молниезащиту. Труды института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике, перевод с английского, 1988, том 76, №12, с. 5-26.

Способ инициирования молниевых разрядов в грозовых облаках путем внесения в них с помощью летательных аппаратов - ракет или снарядов - молниевых разрядников в виде отдельных развернутых и ориентированно движущихся в облачной среде электрических проводов, отличающийся тем, что предварительно путем радиолокационного зондирования грозового облака в нем выделяют зону формирования молниевых разрядов, ограниченную по внешнему контуру радиолокационной отражаемостью 40 dBz, расположенную между температурными уровнями от - 5 до - 30°C, куда затем в направлении центральной ее части запускают летательный аппарат, при движении которого по траектории полета с помощью бортовых приборов измеряют напряженность электрического поля и при вхождении летательного аппарата в зону облачной среды напряженностью электрического поля 3 кВ/см и выше из него осуществляют отстрел молниевых разрядников в облачную среду со скоростью 60 метров в секунду и выше.
Способ инициирования молниевых разрядов в грозовых облаках
Способ инициирования молниевых разрядов в грозовых облаках
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-6 of 6 items.
13.07.2019
№219.017.b337

Плювиограф для измерения атмосферных осадков

Изобретение относится к устройствам для регистрации количества и интенсивности выпадающих в жидком состоянии атмосферных осадков. Сущность: плювиограф содержит установленный под заданным углом к горизонту плоский осадкосборник (1), под стоком которого размещен желоб (2). Желоб (2) выполнен в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002694274
Дата охранного документа: 11.07.2019
24.12.2019
№219.017.f152

Противоградовая ракета

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к противоградовым ракетам, используемым для активного воздействия на грозоградовые облака с целью предотвращения градобитий и искусственного вызывания осадков. Технический результат – повышение надежности работы ракеты и безопасности ее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709897
Дата охранного документа: 23.12.2019
15.02.2020
№220.018.0289

Пиротехнический состав для воздействия на переохлажденные облака

Изобретение относится к пиротехническим составам, используемым в метеорологических ракетах для воздействия на грозоградовые облака с целью искусственного вызывания осадков и борьбы с градом. Пиротехнический состав для воздействия на переохлажденные облака, включающий перхлорат аммония,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002714191
Дата охранного документа: 12.02.2020
06.07.2020
№220.018.2f9c

Способ активных воздействий на тёплые и переохлаждённые туманы

Изобретение относится к гидрометеорологии, а именно к способам активных воздействий на теплые и переохлажденные туманы с целью обеспечения благоприятных метеорологических условий для функционирования космодромов, аэропортов и дорожно-транспортных коммуникаций. Осуществляют возгонку исходного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725693
Дата охранного документа: 03.07.2020
12.07.2020
№220.018.320e

Способ определения физического эффекта воздействия на градовые облака

Изобретение относится к средствам определения физического эффекта воздействия на градовые облака. Сущность: до начала воздействия на градовое облако в зоне роста града с помощью двухволнового автоматизированного радиолокационного комплекса определяют точку с максимальным значением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002726267
Дата охранного документа: 10.07.2020
20.05.2023
№223.018.6781

Способ определения степени засухи и вероятности её наступления при производстве сельскохозяйственных культур в условиях засух

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для повышения эффективности производства с/х культур на территориях, на которых возможности орошения или полива с/х земель ограничены или невозможны из-за отсутствия воды или особенностей рельефа. В способе подбирают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794981
Дата охранного документа: 26.04.2023
Showing 1-10 of 27 items.
27.09.2014
№216.012.f6e6

Ракетная пусковая установка

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в ракетном вооружении. Ракетная пусковая установка содержит основание, стойку, опорно-поворотное устройство, качающуюся платформу с направляющими для размещения ракет, приводы наведения со стопорными устройствами, блоки индикации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529043
Дата охранного документа: 27.09.2014
27.10.2014
№216.013.01c6

Способ тестирования устойчивости снежного покрова на лавиноопасных склонах

Изобретение относится к области тестирования устойчивости снежного покрова на лавиноопасных склонах горнолыжных комплексов с целью обеспечения безопасности проведения рекреационных мероприятий. Сущность: осуществляют динамическое силовое воздействие на снежный пласт, прилегающий к пригребневой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531852
Дата охранного документа: 27.10.2014
20.02.2015
№216.013.2bd3

Переносной противолавинный комплекс

Изобретение относится к гидрометеорологии, а именно к техническим средствам и методам воздействия на склоновые процессы с целью предупредительного спуска лавин путем обстрела снежных склонов из орудий и минометов. Противолавинный комплекс содержит пушку, размещенный на опорной плите с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542676
Дата охранного документа: 20.02.2015
10.04.2015
№216.013.3c98

Способ определения толщины снежного покрова в лавинных очагах

Изобретение относится к способам дистанционного определения толщины снежного покрова и может быть использовано с целью прогнозирования лавинной опасности. Сущность: последовательно проводят летние и зимние зондирования склона с использованием лазерного дальномера. Зондируя склон под...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547000
Дата охранного документа: 10.04.2015
20.08.2015
№216.013.72fe

Одноволновый радиолокационный способ измерения размера градовых частиц в облаках в зоне их роста

Изобретение относится к области радиолокационной метеорологии и может быть использовано для измерения размера градовых частиц в зоне их роста. Сущность: по данным аэрологического зондирования атмосферы строят график изменения температуры и скорости восходящих воздушных потоков по высоте облака....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561008
Дата охранного документа: 20.08.2015
27.09.2015
№216.013.7e9f

Сдвиговое устройство для испытания на срез образцов мелкозернистых связных и несвязных грунтов и снега

Изобретение относится к определению механических характеристик грунтов в лабораторных и полевых условиях. Для этого используют сдвиговое устройство для испытания на срез образцов мелкозернистых связных и несвязных грунтов и снега. Устройство содержит две вертикальные и расположенные соосно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564012
Дата охранного документа: 27.09.2015
20.12.2015
№216.013.9b2c

Способ активных воздействий на грозоградовые процессы

Изобретение относится к области активных воздействий на атмосферные процессы и предназначено для защиты от грозы и града сельскохозяйственных угодий, для регулирования электрического состояния атмосферы в зонах повышенного риска (космодромы, атомные станции, авиалинии) для защиты от молниевых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571349
Дата охранного документа: 20.12.2015
20.12.2015
№216.013.9b2d

Противоселевое заторное сооружение

Изобретение относится к области противоселевых сооружений, а именно к области активных воздействий на селевые потоки с целью защиты от последних населенных пунктов, промышленных и гражданских сооружений, рекреационно-спортивных объектов и т.д. Сооружение включает металлическую объемно-каркасную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571350
Дата охранного документа: 20.12.2015
13.01.2017
№217.015.6b60

Устройство для забора воды малых струящихся водопадов

Изобретение относится к области гидрологии, а именно к устройствам для забора проб воды при измерении локального и общего расхода воды малых струящихся водопадов, где площадь стекания воды может составлять несколько десятков квадратных метров. Устройство для забора воды содержит прикрепленную к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002592630
Дата охранного документа: 27.07.2016
25.08.2017
№217.015.b042

Способ определения маршрута натурного обследования близлежащих селевых бассейнов

Изобретение относится к области исследований опасных склоновых процессов и может быть использовано при обследовании селевых бассейнов. Сущность: предварительно выбранные маршруты натурных обследований близлежащих селевых бассейнов (1) объединяют в единый маршрут (5). Причем указанный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613480
Дата охранного документа: 16.03.2017
+ добавить свой РИД