×
06.07.2020
220.018.2f9c

Результат интеллектуальной деятельности: Способ активных воздействий на тёплые и переохлаждённые туманы

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: 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 активного рабочего вещества с последующим распространением образовавшегося активного газового состава в приземном слое атмосферы. Предварительно формируют состав, где в качестве исходного активного рабочего вещества используют измельченный цинк, который помещают в тугоплавкий сосуд, изготовленный из углеродного материала – графита. Затем сосуд вместе с измельченным цинком нагревают до температуры 900-1000°С и таким образом осуществляют возгонку цинка в присутствии углеродного материала. Получают набор нанотрубок оксида цинка, который смешивают с окружающей воздушной средой и выбрасывают в атмосферу. Обеспечивается повышение эффективности активных воздействий на теплые и переохлажденные туманы и облака, находящиеся в приземном слое атмосферы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к гидрометеорологии, а именно к способам активных воздействий на теплые и переохлажденные туманы с целью обеспечения благоприятных метеорологических условий для функционирования аэропортов и дорожно-транспортных коммуникаций.

Известны различные способы активных воздействий на переохлажденные туманы с помощью наземных пропановых установок, когда пропан, с помощью специальных форсунок распыляется в атмосферу и, взаимодействуя с частицами тумана, вызывает необходимый эффект их рассеивания. [1].

При искусственном воздействии на туманы пропан диспергируется в виде мельчайших частиц, которые в процессе взрывного испарения формируют факел, в отдельных участках которого температура может достигать минус 70°С. В результате в атмосферной среде формируется зона сильно пересыщенного водяного пара, в которой пар, конденсируясь в мелкие капельки, быстро замерзает. Таким образом, в атмосфере искусственным путем создается большое количество центров кристаллизации, в которых конденсируется пар из окружающей среды и оседают переохлажденные облачные частицы воды, переходящие в твердое состояние, что обеспечивает необходимый эффект рассеивания туманов.

Недостатком известного способа является то, что сжиженный пропан, используемый в качестве реагента в смеси с воздухом в концентрации от 2,2 до 9,5%, огнеопасен. Поэтому строго запрещается производить работы, связанные с открытым огнем, на расстоянии менее 15 м от наземных пропановых установок. И вообще все работы с наземными пропановыми установками должны производиться в полном соответствии с существующими «Правилами безопасности в газовом хозяйстве» (Гостехнадзор СССР, М.: Недра, 1980 г.).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ активных воздействий на градовые облака путем сжигания в камере сгорания с горловиной и раструбом рабочего состава с последующим формированием ударной волны и газового состава, направленно действующих на атмосферную среду [2].

Способ реализуется следующим образом. В камере сгорания, снабженной горловиной и коническим раструбом, сжигается пиротехнический состав, содержащий активное вещество, например AgI. Затем из образовавшегося активного дыма формируют вращающийся вокруг собственной кольцевой оси газовый тор, который выбрасывается через горловину рабочей камеры в атмосферу. Воздействие на облачную среду при этом осуществляется ударной звуковой волной и одновременно активным реагентом.

Данный способ эффективен при воздействии на мощные грозоградовые процессы, протекающие на высотах около 4-9 км. Для защиты аэропортов и космодромов от туманов способ не пригоден из-за наличия мощных ударных звуковых волн, образующихся при выстреле в атмосферу. Кроме того способ достаточно сложен в реализации на практике и не является безопасным, в связи с использованием в пиротехнических составах взрывчатых веществ, необходимых для создания ударных звуковых волн.

Техническим результатом заявленного технического решения является упрощение способа, повышение эффективности и безопасности активных воздействий на переохлажденные и теплые туманы.

Технический результат достигается тем, что в известном способе активных воздействий на теплые и переохлажденные туманы путем возгонки исходного активного рабочего вещества с последующим распространением образовавшего активного газового состава в приземном слое атмосферы, в нем, согласно заявленному способу, предварительно формируют состав, где в качестве исходного активного рабочего вещества используют измельченный цинк, который помещают в тугоплавкий сосуд, изготовленный из углеродного материала, например графита, затем данный сосуд вместе с измельченным цинком нагревают до температуры 900-1000°С и выше, и таким образом осуществляют возгонку цинка в присутствии углеродного материала -графита, в результате чего получают набор нанотрубок оксида цинка различных модификаций, которые затем смешивают с окружающей воздушной средой и выбрасывают в атмосферу.

Технический результат достигается и тем, что в качестве исходного активного рабочего вещества используют, преимущественно, гранулированный цинк по ТУ6-09-5294-86.

Технический результат достигается также и тем, что возгонку цинка осуществляют в тугоплавком сосуде, изготовленном, например, из конструкционного и термически стойкого, высокоплотного графита марки ISEM-1(H-1), являющегося хорошим катализатором образования нанотрубок оксида цинка.

Предлагаемый способ в сравнении с прототипом прост в реализации. Он позволяет существенно повысить эффективность активных воздействий за счет повышения порогового уровня срабатывания реагента, что является важным при воздействии на теплые и переохлажденные туманы и облака, находящиеся в приземном слое атмосферы. При этом снижается безопасность работ, так как отпадает необходимость в использовании различных детонирующих взрывчатых составов и испаряющихся в атмосферу различных химических растворов.

На рисунке (Фиг. 1) в качестве примера представлена схема реализации предложенного способа с помощью простейшего устройства, а на рисунке (Фиг. 2) - график выхода активных льдообразующих частиц в зависимости от температуры облачной среды.

Устройство содержит сосуд 1, который изготовлен из конструкционного и термически стойкого, высокоплотного графита марки ISEM-1(И-1), являющегося хорошим катализатором образования нанотрубок оксида цинка. В качестве активного рабочего вещества используется измельченный цинк 2, при нагревании которого в присутствии катализатора (графита) до температур от 800-900°С и выше, происходит его возгонка и формирование наноструктурных материалов оксида цинка, которые при попадании в облачную среду и среду переохлажденного тумана активно взаимодействуют с переохлажденными водными их частицами и вызывают, таким образом, необходимый эффект осадкообразования и просветление зон, защищаемых территорий.

На рисунке (Фиг. 2) представлены результаты экспериментальных исследований, проведенных в ФГБУ «ВГИ», где на графике показана зависимость выхода льдообразующих частиц с одного грамма активного вещества (цинка) в диапазоне температур от нуля до минус 9°. Эксперименты проводились в облачной камере по методике, разработанной ФГБУ «ВГИ».

Эксперименты проводились двумя методами:

1. Стандартный метод - возгонка реагента в камере и перенос известного объема воздуха с реагентом в охлажденную облачную среду.

2. Метод, при котором возгонка производилась в охлажденной среде в большой облачной камере. Возгонка реагента производилась на графитовой подложке, при температуре 800-900°С и выше.

На графике (Фиг. 2) видно, что при переходе температуры из «холодного» диапазона (от минус 9°С до минус 5,5°С) в «теплый» диапазон (от минус 5,5°С до нуля градусов°С) удельный выход кристаллов увеличивается «скачком», на несколько порядков, и в указанном «теплом» диапазоне, при увеличении температуры на 1°С удельный выход кристаллов увеличивается с нескольких десятков до нескольких сотен тысяч.

Таким образом, результаты проведенных экспериментов показали следующее:

- льдообразующие свойства реагента на основе нанотрубок оксида цинка проявляются при возгонке оксида цинка непосредственно в облачной среде;

- удельный выход льдообразующих ядер зависит от температуры среды, где производится возгонка реагента. Наибольший удельный выход (2,2×10 г-1) получен в диапазоне от 0°С до минус 2°С, в то время как при температуре возгонки в диапазоне от минус 5°С до минус 9°С он составил лишь 1,2×1011 г-1.

Необходимо отметить, что такой высокий удельный выход активных частиц при температуре облачной среды вблизи нулевой изотермы достигнут впервые.

Таким образом, предлагаемый способ в сравнении с прототипом позволяет существенно повысить эффективность активных воздействий на теплые и переохлажденные туманы в приземном слое атмосферы. При этом снижается безопасность работ, так как отпадает необходимость в использовании различных детонирующих взрывчатых составов и химических составов.

Способ может найти широкое применение для активных воздействий на теплые и переохлажденные туманы с целью обеспечения благоприятных метеорологических условий для надежного функционирования космодромов, аэропортов и дорожно-транспортных коммуникаций.

При использовании способа для защиты космодромов, аэропортов от туманов, он может быть реализован в двух вариантах: стационарный вариант и мобильный вариант. В первом случае определенное количество устройств размещаются по точкам, расположенным вдоль линии воздействия, на заданном расстоянии от взлетно-посадочной полосы аэропортов. Во втором же случае (мобильный вариант) устройства размещаются на автотранспортном средстве, перемещающемся по заданному маршруту, на том же расстоянии, пролегающему вдоль линии, граничащей с взлетно-посадочной полосой.

Источники информации

1. Методические указания. Искусственное рассеяние переохлажденных туманов на аэродромах с помощью автоматизированной наземной пропановой системы. - М.: Гидрометеоиздат, 1985, с. 27.

2. Патент РФ на изобретение №2348753 ПКК Е01Н 13/00, A01G 15/00. Опубл. 10.03.2009. Бюл. №7. ПРОТОТИП.


Способ активных воздействий на тёплые и переохлаждённые туманы
Способ активных воздействий на тёплые и переохлаждённые туманы
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
08.11.2019
№219.017.df27

Способ инициирования молниевых разрядов в грозовых облаках

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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705287
Дата охранного документа: 06.11.2019
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
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 26 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