CN107207090A - 用于昆虫散布的释放方法 - Google Patents

Abstract

一种用于从飞行器散布诸如蚊子的昆虫的扩散器，包括：散布管，所述散布管在第一端处连接到昆虫源并且在第二端处沿远离所述飞行器行进方向的方向对所述外部打开，以用于散布所述昆虫；以及围绕所述第二端的廓形，所述廓形的形状被设计成限定稳定变化的空气速度。管可与在管的出口部位处的空气流对准，并且可在出口的周围或者仅在出口的上游提供保护以在出口处提供最小化空气速度的部位，所述出口是昆虫的释放部位。

Description

用于昆虫散布的释放方法

技术领域

本发明在其一些实施例中涉及一种用于昆虫的人工散布（distribution）的方法和设备，并且更具体地但不排他地涉及作为疾病控制计划、病媒控制计划、授粉计划等的一部分的昆虫的散布。

背景技术

现今在美洲、非洲以及亚洲存在有广大区域罹患由昆虫（尤其是蚊子）传播的病媒传染疾病。这些疾病具体地包括登革热、基孔肯雅病和疟疾，这些疾病是由雌性蚊子的叮咬而携带和传播的传染病。

已存在通过控制蚊子种群而以安全且有效的方式来控制覆盖件相当大的区域（包括城市地区）的病媒传染疾病（特别是登革热和疟疾）的许多尝试。一种方法是释放不育雄性。

不育雄性代替可育雄性与雌性交配，并以该方式防止繁殖。

这些尝试具有的问题是不育雄性得到有效散布。不可能如同化学制剂和作物喷粉那样从飞行器释放昆虫，因为空气速度和有关的风切变（wind shear）通常将昆虫杀死。这对于相对脆弱的蚊子而言尤其如此。另一方面，基于地面（land-based）的散布是非常耗费劳力的，并且非常困难且代价高的是将雄性合理散布到蚊子聚集所处的所有类型的场所。所使用的一种方法涉及从缓慢移动的车辆上的笼中缓慢地释放不育雄性。然而，这将释放限制到具有车辆可达性的地区，并且蚊子散布与车辆可达性有很少的关系。另外的困难是，释放被局限于一天当中蚊子是活跃的几个小时。在其它时间尝试释放蚊子是无效的。

另外，当从开放的笼释放蚊子时，难以控制并改变与每个给定地区的风险水平相关的释放蚊子所采用的密度。

在文献中描述了对空中释放系统的需要。下面是所挑选的引述。

“The Sterile Insect Technique for Controlling Populations of Aedesalbopictus (Diptera: Culicidae) on Reunion Island Mating Vigour of SterilizedMales（用于控制留尼旺岛上的白纹伊蚊（双翅目：蚊科）种群不育雄性的交配活力的不育昆虫技术）”中陈述：假如适合的空中释放系统可以被开发并且经处理区域的表面是足够大，则空中释放将会确保具有成本效益的宽阔区域覆盖。

“The Sterile Insect Technique: can established technology beatmalaria（不育昆虫技术：可以是击败疟疾的既定技术）”（国际原子能机构，2006年）中陈述：“空中释放，尽管从来没有尝试使用蚊子，但相较于地面释放具有若干潜在益处。释放地点可以进一步远离设施，从而极大地扩展操作的地理范围。对于到实地现场的良好的地面可达性的需求对于每日释放不再是必需的，尽管就监测目的而言这仍然将会是所期望的。另外地，空中释放所需要的人员数量是较低的，并且空中释放可以得益于现有的机载导航设备以在经指定地区中精确地释放蚊子……。然而，不同于强健的地中海果蝇，蚊子是相当脆弱的生物。需要开发并测试用于蚊子的处理、包装和释放的方法，以评估空中释放对雄性的行为和寿命的影响……”。

David A Dame、Christopher F Curtis、Mark Q Benedict、Alan S Robinson和Bart GJ Knols的《蚊子的田间种群中的诱导不育的历史应用》（2009年）中陈述：“……目前为止所执行的不育蚊子释放都依赖于地面释放。已设想出用于蛹和成虫释放的相对简单的包装、运输方法、释放容器以及遮蔽物，但对于空中散布方法的工作尚未开始。当然，在城市计划中地面释放可能就足够了，但利用令人满意的空中释放方法的可能性可以提供更及时且更有效的散布，不育雄性遭受释放前损伤的机会得到减小。每天数百万的生成和释放将要求经加速的输送机构，以防止质量和竞争力上的损失”。

目前，存在用于昆虫的空中释放的两种基本系统。两种基本系统是袋释放和经冷冻有翅昆虫（chilled fly）释放系统。然而，这些趋向于用于相对强壮的昆虫（例如果蝇），并且较不适用于相对脆弱的蚊子。

袋释放是相对简单的过程，在袋释放过程中，有翅昆虫从被撕开并然后从飞行器落下的密封纸袋内飞出。例如，可将这些袋手动地撕开并且从窗户扔出，或者可以从出口滑道扔下，当离开飞行器时与定位在滑道的端部处的钩或刀接触。

所形成的废弃物通常生物降解，但在降解过程是缓慢的干燥气候中不是环境友好的。

纸袋的功用是增大容器内的表面积，由此减小被封闭个体之间的空间竞争。

有翅昆虫通常停留在袋中直到到达地面，并然后从撕裂处飞出来，在此刻暴露于被捕食者吃掉的风险。

经冷冻成虫释放系统按照如下方式工作。在释放中心处，昆虫被放置到房间尺寸的冰箱中并被冷冻至4 ℃直到它们处于被称为沉默（knockdown）阶段的阶段中下落到PARC盒的底部。然后，经冷冻的昆虫被收集到被装载到释放飞机的冷冻盒中，冷冻盒保持多达五百万不育昆虫。一旦在飞机中时，该盒被附接到在释放期期间使昆虫保持不动的冷冻器，这也使有翅昆虫较不活跃，从而实现到环境中的更均匀的散布。有翅昆虫从冷冻盒的底部落下进入到螺旋推送系统（auger system），该系统使有翅昆虫移动穿过定位在飞机机身底侧上的滑道。可以经由螺旋推送系统的旋转速度来控制每单位面积的昆虫释放率。该系统中的昆虫死亡率是可忽略的并且分散程度是令人满意的，然而，该系统只适合于如下的有翅昆虫，所述有翅昆虫是相对强健的昆虫，并且如所提到的，不能使用在更脆弱的昆虫（例如蚊子）上。

名称为“用于昆虫人工散布的方法和设备”的2014年9月22日提交的本申请人的共同未决美国临时专利申请US 62/053,242中所公开的飞行器散布装置描述了一种用于从通常以120 千米/小时来行进的小型农用飞机释放脆弱昆虫的系统。

所描述的小的速度区域可以不存在对于以大于120 千米/小时来行进的飞机而言所期望的低速度。

如果意图被安装在低速度农用飞机上，那么为了获得更好的结果（也对于更高飞机行进速度而言的小的速度区域），所提出的装置的尺寸不能不受限制地增大，因为增大意图在小型农用飞机上使用的装置的尺寸会对飞行安全性和飞行器性能产生影响。

发明内容

本发明的实施例可包括建立飞行器与周围空气之间具有逐渐变化的空气速度的过渡空间，以使得在昆虫离开飞行器的时刻昆虫不暴露于猛烈的风切变。实现这种过渡空间的一种方法是使用轻微的超压从细且长形的中心体内释放昆虫，细且长形的中心体放置在具有轴对称舱状几何结构的喷嘴内。

根据本发明的第一实施例，提供有一种用于从飞行器散布昆虫的扩散器，飞行器具有内部和外部，并且扩散器包括：

至少一个散布管，至少一个散布管在第一端处连接到昆虫源并且在第二端处沿远离飞行器行进方向的方向对外部打开，以用于散布昆虫；以及

围绕第二端的廓形，所述廓形的形状被设计成限定稳定变化的空气速度。

在实施例中，开口关于成形廓形被定位在空气速度最小化位置处。

在实施例中，稳定变化的空气速度包括沿远离飞行器行进方向的方向远离散布管稳定加速的空气速度的梯度。

在实施例中，廓形的形状被设计成提供跟随稳定加速的空气速度的梯度的朝向第二端的逐渐空气动力学减速。

在实施例中，钝形障碍物定位在第二端的上风处，因此在第二端处产生空气速度最小化。

实施例可包括：围绕第二端的喷嘴形状；以及

管遮挡件，管遮挡件在喷嘴内围绕第二端，管遮挡件具有翼型形状截面，管覆盖件和喷嘴一起形成廓形。

扩散器可以是飞行器舱，并且飞行器舱可提供用于昆虫的喷嘴。

在实施例中，舱包括大体上圆形的截面。

在实施例中，舱用于安装在飞行器机身下方或者飞行器机翼下方。

在实施例中，昆虫源连同扩散器被容纳在舱内。

在实施例中，舱包括亚音速渐缩渐扩喷嘴形状。

在实施例中，舱包括双三次多项式内部轮廓。

在实施例中，舱包括椭圆形外部形状。

在实施例中，翼型形状是NACA标准形状，NACA标准形状更具体地可以是NACA 0018标准形状。

在实施例中，管遮挡件定位在舱内，使得标准形状的平滑外部轮廓将流动分离限制到喷嘴的钝形后缘区段的近尾迹。

在实施例中，昆虫源被提供有超压。

在实施例中，超压使得提供大体上1 m/s（每秒一米）的在第二端处离开管的空气速度。

在实施例中，喷嘴是立方体的。

在实施例中，正被散布的昆虫包括不能够承受超过60 km/h的风切变的相对脆弱的昆虫。

在实施例中，正被散布的昆虫包括雄性昆虫。

在实施例中，正被散布的昆虫包括不育雄性蚊子。

本发明实施例可被用于从以超过110 kmh行进的飞行器进行扩散。

根据本发明的第二方面，提供有一种用于从飞行器散布昆虫的扩散器，飞行器具有内部和外部，并且包括：

至少一个散布管，至少一个散布管在第一端处连接到昆虫源并且在第二端处沿远离飞行器行进方向的方向对外部打开，以用于散布昆虫；以及

围绕第二端的廓形，所述廓形的形状被设计成将空气流方向限定成与第二端局部处的流线相切。

扩散器可由飞行器安装件安装到飞行器，其中，廓形由保护第二端的管遮挡件、喷嘴以及安装件的组合而形成。

根据本发明的第三方面，提供有一种脆弱昆虫的空中散布的方法，包括：

将昆虫释放到释放管中，释放管具有到周围空气中的出口；

使释放管与出口周围的空气流方向对准；以及

经由出口将昆虫释放到周围空气中。

该方法还可包括将遮挡件放置在出口的上游，以相对于空气流遮挡出口。

附图说明

在附图中：

图1是根据本发明的实施例的昆虫喷射机构的示意性视图；

图2是沿着用于昆虫散布的轴对称舱的轴线的纵向剖切的简化示意性视图；

图3是示出了由图2的轴对称舱形状所导致的模拟空气速度的简化图示；

图4是根据本发明的实施例的用于昆虫散布的轴对称舱的示意性前视图；

图5是根据本发明的实施例的用于昆虫散布的轴对称舱的示意性后侧视图；

图6是根据本发明的实施例的用于昆虫散布的轴对称舱的示意性侧视图；

图7是示意性飞机后视图，图2的轴对称舱形状安装在机翼下方若干部位处。

图8 是示意性飞机机翼视图，该视图示出了用于昆虫的储存罐，储存罐连接到具有空气动力学结构的舱，空气动力学结构包围释放舱内的释放部位和储存器之间的输送管；

图9是示意性飞机机翼视图，图2的轴对称舱形状安装在机翼下方，并且脆弱昆虫储存室安装在具有连接管的舱旁边；

图10是图2的舱的图示，该图示示出了使用超压将昆虫供给到舱中；

图11是以低空气速度来使用的释放管的图示，并且示出了可以如何将昆虫释放到空气流中并且将会如何逐渐地使昆虫达到周围空气的速度；

图12是示出了用于不同空气速度的图2的舱的两个结构的简化图示；

图13A和13B是简化的空气速度图示，在该图示中，颜色指示具有高和低空气速度的区域；

图14是将速度示出为在速度方面具有相等尺寸阶跃的体积块的简化空气速度图示；

图15是图示出根据本发明实施例的昆虫散布示例的并且示出了相关联的速度的简化示意性图示。

具体实施方式

本发明在其一些实施例中涉及一种用于昆虫的人工散布（distribution）的方法和设备，并且更具体地但不排他地涉及作为疾病控制计划、病媒控制计划、授粉计划等的一部分的昆虫的散布。

蚊子是脆弱的昆虫，并因此如果在释放时被直接地引入到航空风速，那么死亡率将非常高。本发明的实施例可为昆虫提供空气速度方面的逐渐改变，因此使死亡率降低并且使释放过程更加高效。该效果通过如下方式来实现：首先通过沿与行进方向反平行的方向在飞行器后方释放昆虫，并然后通过在释放部位周围提供遮挡以在释放部位处提供较低风速。在一个实施例中，释放部位被喷嘴围绕，而在另外的实施例中，释放部位沿着初始狭窄并然后逐渐变宽的成形廓形的长度而放置。开口被放置在沿着该廓形的被确定为具有最低风速的部位处。

因此，可沿着飞行路径向后释放蚊子。然而，飞机自身和其子系统中的一些会影响在飞机附近的流方向。而且，蚊子对阵风（wind gust）非常敏感。因此，本发明的实施例可为蚊子出口提供局部遮挡，并且可使蚊子输送方向尽可能近地与局部风流方向对准。此外，这些实施例可确保沿着蚊子输送路径的速度梯度被保持成小的。

一般来说，当释放方向与局部空气流共线时，获得最好的结果。当将装置安装在移动空中运输工具上时，那么可将其安装成使得安装补偿该运输工具与空气流之间的任何角度，从而实际释放与空气流仍然是共线的。也就是说，当将装置安装在飞机上时，其相对于飞行器水线（waterline）的取向应该使得释放方向与局部流线（streamline）相切。

本发明实施例的舱将物体刚好放置在昆虫释放部位的后方，物体阻挡正流入的空气，并形成具有低空气流的局部空间，其然后沿所有方向逐渐增大，也就是说沿所有三个X-Y-Z方向逐渐增大。

上面是对几何结构的总体描述，并且取决于所需要的性能、需要多低的空气流、或者需要多快的流梯度，可应用如在附图中所见的不同的几何结构。更具体地，在输送口附近的低空气速度要么通过逐渐的空气动力学减速来获得，要么通过在输送区域前方存在钝形障碍物来获得，因此产生等同于静水（dead water）区域的局部空气流。

在一个实施例中，使用空气压力将昆虫从飞行器推出到释放部位。在这种情况下，昆虫可尽可能长地保持成沿着与空气流反平行的路径，在该路径中，梯度是最小的。也就是说，经由供给管的蚊子排出以小的纵向速度进行，这进一步帮助减小外部空气流和蚊子之间的相对空气速度。

所述轴对称装置可被用于脆弱材料（例如蚊子）的输送，例如，以比常规农用飞行器的典型操作速度更高的速度，亦即约32 m/s，即约为100 kph。

总体构造由中空渐缩渐扩轴对称喷嘴组成。外部或遮挡件可类似于沿纵向方向的椭球形形状。覆盖件可具有垂直于x-轴线的圆形截面。

本发明实施例的装置可与名称为“用于昆虫的人工散布的方法和设备”（“US 62/053,242”）的2014年9月22日提交的美国临时专利申请US 62/053,242中所描述的二维系统享有相同的一些功能和操作过程。本发明的单元还可具有管覆盖件或遮挡件单元以将材料从内部直接地发射到低速度区域中，并且具有与储存器元件的连接以获得昆虫。然而，本发明的实施例具有轴对称舱状几何结构，如将在本文中更详细地讨论的。该装置是轴对称的事实提供增大在出口部位上的装置表面积与在进入部位处的装置表面积之间的比的能力。虽然就US 62/053,242中所描述的二维装置而言，表面积的比对应于出口的上和下装置边缘与咽喉部区段之间的在高度上的比，但在轴对称舱状几何结构的情况下，则是多少不同的。在此情况下，影响参数是出口处的面积与咽喉部面积之间的比，如下面将更详细地描述的。二维喷嘴与轴对称喷嘴之间的差别可在于，对于出口与咽喉部之间的类似的高度差，在轴对称情况下对应面积比与高度比的平方成正比。

因此，在轴对称的情况下，能够实现显著较高的面积比，以使得可以进一步减小在舱出口处的局部空气速度。因此，轴对称构造提供进一步增大装置尺寸（例如，长度和直径）的能力，从而实现用于正被释放的昆虫的所需要的从高速度到低速度的过渡，而同时防止沿喷嘴壁的流动分离。在飞机将以高于140千米/小时的典型速度行进并且假设存在与机身或机翼的足够的离地间隙以便安装舱状结构的情况下，所提出的轴对称舱状几何结构装置相较于US 62/053,242中所描述的二维装置会是优选的。

所述轴对称装置的长度可以处于0.800 m < 长度 < 1.600 m的范围内（取决于飞行状态）。该装置的最大直径将为0.180 m < D_max < 0.240 m。 内部毂（形状和纵向位置）经过特别设计以使在喷嘴的渐扩部分中的流动分离和压力损失最小化。

将被释放的脆弱的昆虫可从储存罐来，储存罐连接有从储存罐朝向释放部位的散布管。

如果在机身内部存在用于昆虫储存罐的充足空间，那么可使用该机身，并且提供充足的管以便将蚊子输送到喷嘴内部的“毂（hub）”。

替代地，罐可被附接到输送喷嘴的侧部。在此情况下，舱的外部轮廓可具有椭圆形形状，以便为具有所附接罐的舱提供空气动力学结构。

罐可被存放在外部轮廓内，即定位在舱的内部轮廓和具有椭圆形形状外部轮廓的舱外部轮廓之间。罐的形状可以是矩形储存器单元，以便适合于配合在外部轮廓内。外部轮廓可具有门，以便在外部轮廓内改变、卸载和装载具有昆虫（例如蚊子）的储存器单元。

在实施例中，罐可形成舱的外部轮廓。

每个罐或储存器装置可具有推进单元以朝向用于释放部位的管覆盖件推离昆虫。

罐的出口可具有止挡件（shutter），以与推进单元的操作同步地被打开以便将昆虫从它们的罐释放出。在由中央控制器控制的情况下，从罐释放可以是连续的。

在另一实施例中，储存器在与舱相邻的盒箱内，盒箱连接有从储存器单元到用于释放部位的管覆盖件的管输送系统，如图9中所见。

昆虫出口的截面可以是圆形的，但可以替代地是不对称的并且可以是三维构造，该构造是不对称的原因可包括使部件物理配合在舱内、具有与地面的间隙等。

在详细地说明本发明的至少一个实施例之前，要理解的是，本发明不必局限于其对部件的布置和构造和/或方法的细节的应用，部件的布置和构造和/或方法的细节被阐述在下面的描述中和/或图示在附图中和/或示例中。本发明能够具有其它实施例，或者以各种方式来实践或实施。

现在参考图1，图1是图示出用于从飞行器散布昆虫的附接到飞行器12的扩散器10的简化示意性图示。散布管14在一端处被附接到昆虫源15并且在第二端16处对外部打开以沿箭头18的方向释放昆虫，箭头18的方向沿远离飞行器行进方向（箭头20）的方向指向。连接器22将扩散器连接到飞行器。

昆虫（例如蚊子）在释放部位16处沿箭头18的方向被释放，箭头18的方向在给定的位置处被对准成沿着空气流。

现在参考图2，并且扩散器10可包括舱30。舱30包括空气流进入部位32、在进入部位下风处的狭窄咽喉部34、以及在咽喉部下风处的并且在咽喉部之后舱变宽所处的位置处的管遮挡件36。管遮挡件位于管的作为用于昆虫的出口部位的第二端16的前面。更具体地，就一个优化的实施例而言，出口实际上是在舱外部廓形端的端部的上游的几十毫米处，如图10中所示。

舱截面限定围绕第二端16的廓形，该廓形被设计成提供在舱内的稳定变化的空气速度，并且提供在出口部位处的等同于静水的空气流。因此，在第二端16处的开口在舱的成形廓形内被定位在空气速度最小化位置处。

现在参考图3，图3示出了舱形状廓形以及以根据色标40的颜色示出的不同空气速度。舱廓形的部分被提供有与图2中的相同的附图标记。区域42是在出口部位16周围的最小空气速度的区域。稳定变化的空气速度可包括沿远离飞行器行进方向的方向远离散布管的稳定增加的空气速度梯度44。此外，廓形的形状被设计成提供从上游端朝向出口部位16的逐渐空气动力学减速区域46。管遮挡件36是定位在第二端16上风处的钝形障碍物，以遮挡第二端并且产生低速度区域42。

另外地，舱的形状可形成围绕第二端的喷嘴。替代地，遮挡件的端部可被形成为围绕第二端出口部位的喷嘴。返回到图2，并且管遮挡件可遮挡第二端。管遮挡件36可具有翼型形状的截面以在第二端16处改善出口部位周围的空气流，并因此避免导致阻滞（drag）。舱的管覆盖件和喷嘴开口可被认为形成廓形。

在实施例中，廓形或与安装件组合的廓形的形状可被设计成将空气流方向限定成与管的第二端和出口部位局部处的流线相切。

咽喉部构造提供具有亚音速渐缩渐扩喷嘴结构的舱。替代地，舱可具有双三次多项式内部轮廓。再者，舱可具有椭圆形外部形状。

管遮挡件的翼型形状可以是NACA（美国国家航空咨询委员会）标准形状，例如NACA0018标准形状。

管遮挡件36可定位在舱内，使得标准形状的平滑外部轮廓将流动分离限制到喷嘴的钝形后缘区段的近尾迹（near wake），因此导致在紧靠开口处周围的相对静止区域。

在另外的替代例中，舱可具有立方体构造而不是在横向截面上为圆形。可将扩散器集成到飞行器舱中。

现在参考图4，图4示出了从前面观察的舱的正视图48和透视图49。空气进口区域50处的宽开口通向狭窄咽喉部52，并且穿过咽喉部52可看见管遮挡件54。

现在参考图5，图5以从后面观察的正视图60和透视图62示出了所述舱。在透视图中，穿过咽喉部52看见空气进口。在这两个视图中，管遮挡件54被示出为处在出口部位的前面。

如所示，舱包括大体上圆形的横向截面。

现在参考图6，图6示出了从侧面观察的舱的左手侧透视图70和右手侧透视图72。在一端处示出的是空气进口区域50，并且在另一端处示出的是在管遮挡件54前面的第二端16处的昆虫出口区域。

现在参考图7，图7是示出了具有机翼81并且具有布置在机翼下方的舱82的飞行器80的示意性图示。在替代构造中，具有机翼86的飞行器84具有安装在机身下方的单个舱88。

现在参考图8，图8是图示出根据本发明实施例的可如何将昆虫储存器单元建造到舱中的简化示意性图示。这里，舱90被从后面观察，并且舱90被悬挂在机翼92下方，不过所述舱90也应用于被悬挂在机身下方的实施例。舱具有与前述实施例中相同的空气进口和狭窄咽喉部，并且出口区域同样地是在输送管94的第二端16处，并且被管遮挡件或喷嘴96遮挡。昆虫储存器单元98或昆虫源在外侧上被建造在舱周围，以形成作为单个结构的总体扩散器。

现在参考图9，图9是示出了舱的替代实施例的简化图示，在舱的替代实施例中，昆虫储存器单元被安装在舱自身旁边。舱自身100和昆虫储存器单元102两者定位在机翼104下方。管106将昆虫从储存器供给到舱出口位置。舱与具有狭窄咽喉部和管遮挡件108的前述实施例相同。

现在参考图10，图10示出了接收从管112供给的昆虫的舱110。止挡件114允许当昆虫从箱116飞出时将昆虫供给打开和关闭。只要止挡件117被打开，箱116接收来自在控制器120的控制下的空气压力源118的吹出空气。

要注意的是，在连续供给实施例中，亦即在经由传送带输送昆虫的实施例中，可配备有止挡件。因此，昆虫源被提供有超压，当离开飞行器时，这使得昆虫它们自身具有一些速度。离开管的典型空气速度可以是约5 m/s（每秒五米）。

如上面所提到的，为了低空气速度，在昆虫管周围不需要很多结构，然而管可与局部空气流对准。图11图示出适合于10和20 m/s之间的风速的系统。跟随在管130后面的是块131、132、133和134。每个块代表在风速上的类似阶跃式增加，并且处于这些低速度，即使没有特定的结构，也可实现风速的阶跃式增加。

现在参考图12，图12是示出了最小舱结构140和较大舱结构142的简化图示，最小舱结构140适合于20-30 m/s的空气速度，较大舱结构142适合于超过30 m/s的空气速度。

现在参考图13A和13B，图13A和13B是示出了在舱周围处于不同速度的空气流的空气流图示。图13A示出了在最小舱140周围的处于24.5 m/s的空气速度的空气流，并且图13B示出了在结构140周围的处于59 m/s的空气速度的空气流。处于较低的空气速度，空气流是相当地混乱的，但是向着更高的空气速度，空气流变得更平滑。

图14图示出了两个结构140和142并且用块151、152，153、151'、152'、153'示出了空气流，从而限定空气速度阶跃变化的区域。如所示，相继的阶跃变化变得更加平缓，直到昆虫到达周围空气。

现在参考图15，图15是图示出使用本发明实施例的昆虫散布的示例并且指出所测量的实际速度的简化示意性图示。空气速度为63 m/s。昆虫被储存，并且释放装置提供给昆虫小的释放速度。舱的结构确保当昆虫离开管时存在不大于15 m/s的差别，并且然后当它们进一步远离释放部位时，它们逐渐地被加速到环境风速。

如所讨论的，正被散布的昆虫包括不能够承受超过60 km/h的风切变的相对脆弱的昆虫。正被散布的昆虫可以是雄性昆虫，可以是不育雄性并且可以是不育雄性蚊子。

较大的实施例可被用于从以超过140 kmh行进的飞行器来散布昆虫。

对舱几何结构的另外说明如下。轴对称舱几何结构的内部形状是实质上渐缩渐扩的喷嘴。该特定的喷嘴可通过将两个三次多项式加以匹配而产生，一个用于舱的渐缩区段，而另一个用于逐扩部分。

为了更加精确，喷嘴部分中的每一个具有如下的一般化数学形状：

两组系数从如下的条件被唯一地限定：

直径是：在进口处D _i = 0.102 m、在咽喉部处D _t = 0.030 m、以及在出口处D _e = 0.120m。而且，将进口站被设定为相对纵向区段：x _i = 0.000 m，在咽喉部：x _t = 0.260 m，并且出口区段被定位在：x _e = 1.240 m。两条曲线在咽喉部处被平滑地调整成具有常见的零倾角（slope angle）。

上面所描述的内部舱示例成功地将蚊子输送站（在出口区段前面四厘米处）处的局部空气速度降低到10-15 m/s，而飞行器飞行速度是约62-72 m/s。在该示例中，以约5 m/s的纵向喷射速度来输送蚊子。

如果出于任何操作原因，一些类型的昆虫将以显著较高的飞行速度来被输送，则仅需要采取的动作是逐渐地提高昆虫储存罐内的压力，并因此喷射速度可增加。

关于典型的尺寸，典型的舱的总长度可以是1.24 m，渐缩区段的长度为0.26 m并且渐扩部分的长度为0.98 m。典型的进口直径为0.12 m，咽喉部的典型直径为0.03 m并且典型的出口直径为0.12 m。

所预期的是，在从本申请孕育得到的专利的期限期间，许多相关的舱和输送系统将被开发出，并且对应术语的范围意图包括所有这种新现有技术。

术语“包括（comprises）”、“包括（comprising）”、“包含（includes）”、“包含（including）”、“具有（having）”以及它们的同源词表示“包括但不限于”。

术语“由……组成（consisting of）”表示“包括但限于”。

如本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数所指对象，除非上下文另有明确规定。

在整个本申请中，本发明的各种实施例可用范围格式表示。应当理解的是，采用范围格式的描述仅仅是为了方便和简洁明了，而不应被解释成对本发明范围的不可变限制。因此，对范围的描述应被视为已具体地公开了所有的可能子范围以及在该范围内的单独数值。例如，对范围的描述（例如从1至6）应被视为已具体地公开了子范围，例如从1至3、从1至4、从1至5、从2至4、从2至6、从3至6等，以及在该范围内的单独数字，例如1、2、3、4、5、和6。无论范围的宽度如何这都适用。

无论何时在本文中指出数值范围，都意味着包括在该指定范围内的任何所举出的数字（分数或整数）。短语“在……范围内（ranging）/在……范围之间（ranges between）”第一指出数字和第二指出数字以及“在第一指出数字和第二指出数字范围内（ranging）/在从第一指出数字到第二指出数字范围内”在本文中可互换地使用，并且意味着包括第一和第二所指出数字以及在它们之间的所有分数和整数。

要领会的是，为了清楚起见而在分开的实施例的情况下所描述的本发明的特定特征也可以以单个实施例的组合形式来提供，并且上面的描述将被解释成如同该组合被明确地写出那样。相反地，为了简洁明了而在单个实施例的情况下所描述的本发明的各种特征也可分开地或者以任何适合的亚组合形式而提供，或者被提供为适合于本发明的任何其它所描述的实施例，并且上面的描述将被解释成如同这些单独的实施例被明确地写出那样。在各种实施例的上下文中所描述的特定特征将不被视为这些实施例的必要特征，除非该实施例在没有这些元素的情况下是不能实施的。

尽管已结合其具体实施例描述了本发明，但明显的是，许多替代、修改和变型对于本领域技术人员而言将是明显的。因此，意图包括落在所附权利要求的精神和广泛范围内的所有这种替代、修改和变型。

在本说明书中所提到的所有出版物、专利和专利申请的全部内容在本文中以引用的方式并入本说明书中，在一定程度上如同每个单独的出版物、专利或专利申请被具体地和单独地表明为以引用的方式并入本文中。另外地，对在本申请中的任何参考文献的引用或确认不应被解释成承认该参考文献能够被用作本发明的现有技术。就使用章节标题来说，它们不应被解释成必须是限制性的。

Claims (27)

1.一种用于从飞行器散布昆虫的扩散器，所述飞行器具有内部和外部，并且所述扩散器包括：

至少一个散布管，所述至少一个散布管在第一端处连接到昆虫源并且在第二端处沿远离所述飞行器行进方向的方向对所述外部打开，以用于散布所述昆虫；以及

围绕所述第二端的廓形，所述廓形的形状被设计成限定稳定变化的空气速度。

2.如权利要求1所述的扩散器，其中，所述开口关于所述成形廓形被定位在空气速度最小化位置处。

3.如权利要求1或权利要求2所述的扩散器，其中，所述稳定变化的空气速度包括沿远离所述飞行器行进方向的所述方向远离所述散布管稳定加速的空气速度的梯度。

4.如权利要求3所述的扩散器，其中，所述廓形的形状被设计成提供跟随稳定加速的空气速度的所述梯度的朝向所述第二端的逐渐空气动力学减速。

5.如权利要求1所述的扩散器，其中，钝形障碍物定位在所述第二端的上风处，因此在所述第二端处产生所述空气速度最小化。

6.如前述权利要求中的任一项所述的扩散器，还包括：

围绕所述第二端的喷嘴形状；以及

管遮挡件，所述管遮挡件在所述喷嘴内围绕所述第二端，所述管遮挡件具有翼型形状截面，所述管覆盖件和所述喷嘴一起形成所述廓形。

7.如前述权利要求中的任一项所述的扩散器，所述扩散器是飞行器舱。

8.如前述权利要求中的任一项所述的扩散器，其中，所述舱包括大体上圆形的截面。

9.如前述权利要求中的任一项所述的扩散器，其中，所述舱用于安装在飞行器机身下方或者飞行器机翼下方。

10.如前述权利要求中的任一项所述的扩散器，其中，所述昆虫源连同所述扩散器被容纳在所述舱内。

11.如前述权利要求中的任一项所述的扩散器，其中，所述舱包括亚音速渐缩渐扩喷嘴形状。

12.如权利要求7所述的扩散器，其中，所述舱包括双三次多项式内部轮廓。

13.如权利要求7所述的扩散器，其中，所述舱包括椭圆形外部形状。

14.如权利要求6所述的扩散器，其中，所述翼型形状是NACA标准形状。

15.如权利要求14所述的扩散器，其中，所述NACA标准形状是NACA 0018标准形状。

16.如权利要求14所述的扩散器，其中，所述管遮挡件定位在所述舱内，使得所述标准形状的平滑外部轮廓将流动分离限制到所述喷嘴的钝形后缘区段的近尾迹。

17.如前述权利要求中的任一项所述的扩散器，其中，所述昆虫源被提供有超压。

18.如权利要求17所述的扩散器，其中，所述超压使得提供大体上1 m/s（每秒一米）的在所述第二端处离开所述管的空气速度。

19.如权利要求4所述的扩散器，其中，所述喷嘴是立方体的。

20.如前述权利要求中的任一项所述的扩散器，其中，所述正被散布的昆虫包括不能够承受超过60 km/h的风切变的相对脆弱的昆虫。

21.如前述权利要求中的任一项所述的扩散器，其中，所述正被散布的昆虫包括雄性昆虫。

22.如前述权利要求中的任一项所述的扩散器，其中，所述正被散布的昆虫包括不育雄性蚊子。

23.如前述权利要求中的任一项所述的扩散器，所述扩散器被用于从以超过110 kmh行进的飞行器进行扩散。

24.一种用于从飞行器散布昆虫的扩散器，所述飞行器具有内部和外部，并且所述扩散器包括：

至少一个散布管，所述至少一个散布管在第一端处连接到昆虫源并且在第二端处沿远离飞行器行进方向的方向对所述外部打开，以用于散布所述昆虫；以及

围绕所述第二端的廓形，所述廓形的形状被设计成将空气流方向限定成与所述第二端局部处的流线相切。

25.如权利要求24所述的由飞行器安装件安装到飞行器的扩散器，其中，所述廓形由保护所述第二端的管遮挡件、喷嘴以及所述安装件的组合而形成。

26.一种脆弱昆虫的空中散布的方法，包括：

将昆虫释放到释放管中，所述释放管具有到周围空气中的出口；

使所述释放管与所述出口周围的空气流方向对准；以及

经由所述出口将所述昆虫释放到所述周围空气中。

27.如权利要求26所述的方法，还包括将遮挡件放置在所述出口的上游，以相对于空气流遮挡所述出口。