Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для уничтожения саранчи и способ уничтожения саранчи

Область техники, к которой относится изобретение

Группа изобретений относится к сельскому хозяйству, к борьбе со скоплениями вредных насекомых, в частности, саранчи.

Уровень техники

Известен способ уничтожения саранчи в местах ее скоплений путем распыления с самолета ядохимикатов - дорогостоящий и неизбирательный. См., например, сайт http://indasad.ru/zashchitnyemeropriyatiya/3 543-borba-s-saranchoj.

Известен способ механического уничтожения масс саранчи путем ее поражения кварцевым песком, обладающим определенной кинетической энергией (патент РФ №2626632), требующий существенной подготовки для этой цели большого количества песка.

Известен способ уничтожения саранчи путем ее заманивания лазерным лучом зеленого спектра излучения и последующего засасывания в бункер (патент РФ №2468579).

Способ засасывания использовался в процессе собирания саранчи садовыми пылесосами в орнитологическом парке г. Сочи летом 2016 г (http://www.Interfax.ru/russia/516823).

Наиболее близким по достигаемому положительному эффекту и принятый авторами за прототип является способ уничтожения саранчи путем искусственного нагревания тела саранчи с использованием токов высокой частоты, технически сложный и достаточно энергоемкий (патент РФ №2578325 C1).

Наиболее близким по технической сущности и принятый авторами за прототип устройства является зеркальный прожектор Б-200 (прожектор), состоящий из транспортного средства (грузовой автомобиль), поворотного устройства с ручным приводом и установленным на него сферическим вогнутым зеркалом диаметром 2 м, предназначенным для подсветки участков неба или местности лучом в световом диапазоне на расстоянии до 35 км. В качестве источника энергии используется дизель-генератор базирующийся на отдельной машине, а для генерации света используется принцип электродугового горения угольного стержня (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91-200_…).

Раскрытие изобретения

Предлагается способ уничтожения масс саранчи тепловым воздействием, используя энергию солнца.

Предполагаемое устройство позволяет реализовать этот способ путем концентрации (фокусирования) солнечной энергии на массе саранчи с помощью сферического вогнутого зеркала.

Известно, см. сайт http://temperatures/ru//articles/temperatura_v_zhizni… «Температура в жизни животных», что «Верхний порог развития насекомых не превышает 40°C. Выше этого предела насекомое впадает в тепловое оцепенение (диапаузу), что является гарантийной адаптацией вида. Температура 52°C является летальной, то есть насекомое гибнет, так как коллоиды белков свертываются». Таким образом, повышение температуры саранчи как минимум до 52°C приводит к ее летальному исходу. Именно в этом и состоит основная идея заявленного способа, который может быть сформулирован следующим образом: способ уничтожения саранчи путем повышением температуры ее тела до температуры не менее 52°С за счет воздействия на нее концентрированного (сфокусированного) потока солнечной энергии.

Расчеты проведенные для особи саранчи массой 2 г и размерами 2×0,5 см², в соответствии с пунктами 14.1 «Количество теплоты» и 7.2.4 «Мощность» (см. Кухлинг X. Справочник по физике, М.: Мир, 1985.), показывают, что для нагрева с 20°С (средняя температура окружающего воздуха) до 52°С тела саранчи площадью 1 см², необходимо подвести энергию к саранчуку в количестве 268 Дж в течении 0,035 с, что эквивалентно удельной мощности примерно в 7,5 кВт/м².

Сущность устройства заключается в организации концентрации (фокусировании) солнечных лучей на стае саранчи с помощью вогнутого сферического зеркала с возможностью изменения его фокусного расстояния и в первую очередь из-за интервала высот полетов саранчи. Саранча осуществляет перелеты, как правило, на высоте 200-300 м и в редких случаях поднимается до высоты 1000 м (https//i-fact/ru/interesniye-factty-o-saranche/).

В качестве материала для создания сферического зеркала, допускающего возможность изменения фокусного расстояния, может быть использована эластичная зеркальная мембрана, сферической формы, закрепленная на прочном полом корпусе с образованием герметичного объема (герметичная система корпус-мембрана). За счет изменения величины давления (разряжения) в герметичной системе корпус - мембрана и сферической формы эластичной зеркальной мембраны, можно менять радиус кривизны мембраны, то есть менять ее фокусное расстояние.

Для уменьшения фокусного расстояния с помощью вакуумного насоса откачивается воздух из системы корпус-мембрана.

Для увеличения фокусного расстояния открывается клапан и в систему корпус-мембрана извне поступает воздух.

О степени кривизны эластичной зеркальной мембраны в зависимости от ее размеров и величины давления в системе корпус-мембрана можно судить по экспериментальным данным, коррелированным с показаниями манометра (вакуумметра).

Таким образом, устройство для осуществления способа уничтожения саранчи будет включать транспортное средство, подъемно-поворотное устройство с закрепленном на нем прочным полым корпусом с вогнутым зеркалом сферической формы, причем полый корпус вместе зеркалом образуют герметичный объем, а само зеркало выполнено из эластичной зеркальной мембраны с возможностью регулирования ее фокусного расстояния.

Выполненные расчеты показывают, что при диаметре зеркала 2 м, и фокусном расстоянии 1 км, в солнечную погоду при мощности солнечного излучения 1350 Вт/м², удельная мощность светового потока, составляющая не менее 7,5 кВт/м², будет обеспечиваться на расстоянии ±420 м от точки фокуса (см. пункт 25.2.3. «Вогнутое зеркало» в кн. Кухлинг X. Справочник по физике: М.: Мир, 1985), что достаточно для уничтожения стаи саранчи в пятидесятиметровой толще, летящей на максимально возможной высоте в 1000 м.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 изображен общий вид устройства при уничтожении стаи саранчи в полете.

На фиг. 2 изображен общий вид устройства при уничтожении саранчи на земле.

На фиг. 3 изображен общий вид вогнутого зеркала сферической формы и схема изменения его фокусного расстояния.

Осуществление изобретения

Способ уничтожения саранчи осуществляется путем повышения температуры ее тела до температуры не менее 52°С за счет воздействия на нее концентрированного (сфокусированного) потока солнечной энергии.

Устройство для осуществления способа уничтожения саранчи состоит из транспортного средства 1 (автомобиля повышенной проходимости), с установленным на него подъемно-поворотным устройством 2, на котором закреплен прочный полый корпус 3 с герметично закрепленной на нем вогнутой эластичной зеркальной мембраной сферической формы 4, размещенным в корпусе 3 вакуумным насосом 5, клапаном 6 и манометром 7.

Работа устройства для уничтожения саранчи осуществляется следующим образом: транспортное средство 1 выдвигается в места скопления саранчи, оператором с помощью дальномера примерно определяется расстояние, после чего по показаниям манометра устанавливается требуемое давление в системе корпус 3 - мембрана 4 и с помощью подъемно-поворотного устройства 2 позиционируется зеркальная мембрана 4 так, чтобы отраженная солнечная энергия концентрировалась на саранче.

Зона гарантированного уничтожения саранчи (зона с нагревом 52°С и более), зависит от величины фокусного расстояния F, которое характеризуется величиной давления (показаниями манометра) в системе корпус 3 - мембрана 4 и предварительно определяется экспериментально.

Для уменьшения фокусного расстояния F, в герметичной системе корпусе 3 - мембрана 4 понижается давление воздуха с помощью вакуумного насоса 5 с контролем степени разряжения манометром 7. Эластичная зеркальная мембрана 4 под действием равномерно распределенного силового воздействия и вследствие формы мембраны (круг) равномерно деформируется (растяжение), перемещаясь внутрь корпуса 3 и уменьшая тем самым радиус кривизны от начального R до конечного R1.

Для увеличения фокусного расстояния F, осуществляется обратный процесс, открывается клапан 6 и за счет разницы давлений в систему корпус 3 - мембрана 4 поступает атмосферный воздух. В результате чего давление в системе корпусе 3 - мембрана 4 повышается, происходит деформация мембраны (сжатие), радиус кривизны R эластичной зеркальной мембраны 4 увеличивается а, следовательно, увеличивается и фокусное расстояние F.

Попадая в зону гарантированного нагрева до температуры сворачивания белка, саранча погибает.

Предложенный способ экономичен, так как не требует использования искусственных источников энергии.

Устройство характеризуется простотой и может быть использовано для уничтожения саранчи, как на земле, так и в воздухе.

1 - Расстояние от точки фокуса, м

2 - Радиус основания конуса соответствующий расстоянию от точки фокуса, м²;

3 - Площадь основания образуемого конуса, м³;

4 - Объем образуемого конуса, м;

5 - Мощность солнечного излучения приходящаяся на площадь зеркала радиусом 1 м, в солнечный день, Вт;

6 - Удельная мощность приходящаяся на 1 м² площади основания образуемого конуса; Вт/м²;

7 - Мощность приходящаяся на 1 особь саранчи, площадью поверхности 1 см², при ее пролете соответствующем расстоянии от точки фокуса, Вт/см²;

8 - Время нахождения особи саранчи в статичном луче при ее полете со средней скоростью V=10 км/ч, с;

9. Минимальная мощность необходимая для уничтожения особи саранчи за время нахождения особи саранчи в статичном луче при ее полете со средней скоростью V=10 км/ч, Вт;

10. Время необходимое на пролет расстояния 10 см, со средней скоростью V=10 км/ч, с;

11. Минимальная мощность необходимая для уничтожения особи саранчи за время необходимое на пролет расстояния 10 см при ее полете со средней скоростью V=10 км/ч, Вт;