RU2181239C2 - Pyrotechnic compound for changing weather conditions - Google Patents
Pyrotechnic compound for changing weather conditions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2181239C2 RU2181239C2 RU2000110407/13A RU2000110407A RU2181239C2 RU 2181239 C2 RU2181239 C2 RU 2181239C2 RU 2000110407/13 A RU2000110407/13 A RU 2000110407/13A RU 2000110407 A RU2000110407 A RU 2000110407A RU 2181239 C2 RU2181239 C2 RU 2181239C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- weather conditions
- composition
- clouds
- alkali metal
- pyrotechnic compound
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Air Bags (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области активных воздействий на метеорологические процессы, в частности для рассеяния облаков, туманов и искусственного регулирования осадков из облаков различных форм. Наиболее распространенными видами воздействия на облака являются интенсификация осадкообразующего механизма с целью вызывания дополнительных осадков либо предотвращение выпадения осадков. Управление процессом выпадения осадков основывается на анализе микро- и макрофизических процессов в облаках, определение которых позволяет выбрать соответствующий реагент для проведения засева облаков и способ его применения. Известно, что естественные облака состоят из капель воды при положительных температурах или кристаллов льда при температуре ниже нуля градусов. Необходимыми условиями для конденсации водяного пара являются ядра конденсации, которыми, как правило, служат гигроскопические вещества морского или океанического происхождения, продукты горения органических или неорганических веществ и частицы выветривания почв и горных пород, несущие положительный или отрицательный электрический заряд. The invention relates to the field of active effects on meteorological processes, in particular for the dispersion of clouds, fogs and the artificial regulation of precipitation from clouds of various forms. The most common types of cloud exposure are intensification of the precipitation mechanism in order to cause additional precipitation or to prevent precipitation. The management of the precipitation process is based on the analysis of micro- and macrophysical processes in the clouds, the determination of which allows you to choose the appropriate reagent for cloud seeding and the method of its application. Natural clouds are known to consist of water droplets at positive temperatures or ice crystals at temperatures below zero degrees. The necessary conditions for condensation of water vapor are condensation nuclei, which, as a rule, are hygroscopic substances of marine or oceanic origin, combustion products of organic or inorganic substances and weathering particles of soils and rocks that carry a positive or negative electric charge.
Процессы конденсации водяного пара на гигроскопических ядрах наблюдаются как при положительных, так и при отрицательных температурах. Проведенные исследования ядер конденсации показали, что они преимущественно состоят из солей щелочных металлов (натрий, калий), магния и галогенов. Изучение процессов конденсации водяного пара в атмосфере позволяет осуществлять регулирование осадкообразующего механизма введением дополнительного количества ядер конденсации водяного пара в различные части облака, вызывая интенсификацию генерации осадков или прерывание действия осадкообразующего механизма и диссипацию (рассеяние) облака. Составы для воздействия на облака в целях изменения погодных условий, как показали исследования естественных ядер конденсации, возможно получать пиротехническим способом, состоящими из тех же компонентов, которые были обнаружены в жидких или твердых осадках. Water vapor condensation processes on hygroscopic nuclei are observed both at positive and at negative temperatures. Conducted studies of condensation nuclei have shown that they mainly consist of alkali metal salts (sodium, potassium), magnesium and halogens. Studying the processes of condensation of water vapor in the atmosphere allows regulating the precipitation mechanism by introducing an additional number of nuclei of condensation of water vapor in various parts of the cloud, causing intensification of precipitation generation or interruption of the action of the precipitation mechanism and dissipation (scattering) of the cloud. Compositions for exposure to clouds in order to change weather conditions, as shown by studies of natural condensation nuclei, can be obtained by the pyrotechnic method, consisting of the same components that were found in liquid or solid sediments.
Аналогами предлагаемого изобретения являются пиротехнические составы по патентам США 3630950, МПК А01G 15/00, 1971 г. и РФ 2090549, МПК С06Д 3/00, С06В 31/02, A01G 15/00, 1997 г. Состав по патенту 3630950 содержит магний в качестве горючего, нитраты щелочных металлов в качестве окислителя, галогенид металла при молярном соотношении горючего и окислителя 1,5:1 - 3,5:1. Недостатком указанного состава является ограниченный температурный диапазон применения (ниже нуля градусов), экологическая небезопасность использования (возможное "засаливание" поверхности почвы в местах интенсивного использования). Analogues of the present invention are pyrotechnic compositions according to US patents 3630950, IPC
Ближайшим аналогом изобретения является состав для рассеивания облаков и туманов по патенту РФ 2090549 (авторы: Козлов В.Н., Лихачев А.В., Окунев С. М., Фомин В.А., Соснов А.В.), содержащий порошок магния или его сплавов, нитраты щелочных металлов и мочевину при молярном соотношении металлического горючего к окислителю от 2,1:1 до 6,25:1 и следующем соотношении всех компонентов (в мас.%): мочевина 10-18, нитрат щелочного металла 32-55, порошок магния или его сплавов 27-53. Опыт использования этого состава показал, что его недостатками являются низкая чувствительность к воспламенению и нестабильность процесса горения в облачной среде. Скорость горения пиротехнического состава уменьшается с увеличением концентрации мочевины и при 20 в. ч. горение прекращается. The closest analogue of the invention is a composition for dispersing clouds and fogs according to the patent of the Russian Federation 2090549 (authors: Kozlov V.N., Likhachev A.V., Okunev S.M., Fomin V.A., Sosnov A.V.) containing powder magnesium or its alloys, alkali metal nitrates and urea with a molar ratio of metal fuel to oxidizing agent from 2.1: 1 to 6.25: 1 and the following ratio of all components (in wt.%): urea 10-18, alkali metal nitrate 32 -55, powder of magnesium or its alloys 27-53. The experience of using this composition showed that its disadvantages are low sensitivity to ignition and the instability of the combustion process in a cloud environment. The burning rate of the pyrotechnic composition decreases with increasing urea concentration and at 20 C. h. burning ceases.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение чувствительности состава к действию воспламенительного вещества, стабилизация процесса горения при сохранении его экологической безопасности применения и неограниченного температурного порога воздействия на облака, упрощение технологии изготовления. The problem to which the invention is directed is to increase the sensitivity of the composition to the action of an igniter, stabilize the combustion process while maintaining its environmental safety and unlimited temperature threshold for exposure to clouds, simplifying manufacturing technology.
Поставленная задача достигается использованием состава, содержащего в качестве горючего порошок магния или порошок сплавов магния 27-53%, в качестве окислителя нитрат щелочного металла 32-55%, в качестве регулятора процесса горения мочевину 10-18% с добавлением фенолформальдегидной смолы 2-5% и сульфата кальция 3-5% (табл.1). The problem is achieved by using a composition containing, as fuel, magnesium powder or magnesium alloy powder 27-53%, as an oxidizing agent, alkali metal nitrate 32-55%, as a regulator of the combustion process, urea 10-18% with the addition of phenol-formaldehyde resin 2-5% and calcium sulfate 3-5% (table 1).
Состав действует следующим образом. Воспламенительный механизм пиропатрона, например ПВ-26, инициирует горение основного состава. Введение дополнительно фенолформальдегидной смолы и сульфата кальция способствует увеличению чувствительности к действию воспламентельного состава в 2 раза, при этом происходит ровное стабильное горение без выбросов незагоревшихся частиц заряда, скорость горения зарядов при этом незначительно изменяется (табл.2). Для определения воспламеняемости и скорости горения использовались образцы пиротехничской смеси массой 20 г, запрессованные в бумажные оболочки диаметром 23 мм. Кроме того, введение дополнительных компонентов позволяет упростить технологию изготовления зарядов, которые могут изготовляться обычным способом глухого прессования или с добавлением воды литьевым способом. Высокая температура горения вызывает термоионизацию щелочного металла. Наличие 10-18% состава мочевины способствует преимущественному образованию положительных ионов. В результате горения пиротехнического состава образуются частицы радиуса ~ 10-5 см, которые являются ядрами конденсации в атмосфере. Принимая во внимание плотность реагента, равную ~2 г/см3, число таких частиц составит ~1014 на грамм реагента. На основании распределения Больцмана можно определить, что при термоионизации щелочных металлов при температуре горения пиротехнической смеси образуется ~1015 пар ионов. Таким образом, можно считать, что образовавшиеся частицы в результате ионизации несут в среднем единичный положительный заряд. Введение положительного заряда в облако приводит к образованию нисходящих движений и диссипации облака.The composition is as follows. The igniter mechanism of the pyro cartridge, for example PV-26, initiates the combustion of the basic composition. The addition of phenol-formaldehyde resin and calcium sulfate additionally increases the sensitivity to the action of the flammable composition by a factor of 2, with steady stable burning without emission of unburnt particles of charge, and the rate of burning of the charges slightly changes (Table 2). To determine the flammability and burning rate, we used samples of a pyrotechnic mixture weighing 20 g, pressed into paper shells with a diameter of 23 mm. In addition, the introduction of additional components makes it possible to simplify the manufacturing technology of charges that can be produced by the usual method of pressureless pressing or with the addition of water by injection molding. The high combustion temperature causes thermal ionization of the alkali metal. The presence of 10-18% of the urea composition contributes to the predominant formation of positive ions. As a result of combustion of the pyrotechnic composition, particles of radius ~ 10 -5 cm are formed, which are condensation nuclei in the atmosphere. Taking into account the density of the reagent, equal to ~ 2 g / cm 3 , the number of such particles will be ~ 10 14 per gram of reagent. Based on the Boltzmann distribution, it can be determined that during thermal ionization of alkali metals at the combustion temperature of the pyrotechnic mixture, ~ 10 15 ion pairs are formed. Thus, we can assume that the resulting particles as a result of ionization carry on average a single positive charge. The introduction of a positive charge into the cloud leads to the formation of downward movements and dissipation of the cloud.
Проведение активных воздействий в январе и мае-июле 1997 года показало, что предлагаемый состав активно воспламеняется, стабильно горит и эффективно действует как при отрицательных, так и при положительных температурах облаков. The conduct of active impacts in January and May-July 1997 showed that the proposed composition is actively ignited, stably burns and acts effectively both at negative and at positive cloud temperatures.
Так, например, в результате экспериментального засева облаков с самолета АН-2 в Ленинградской области в январе 1997 года было предотвращено выпадение снегопада над городом. Воздействия проводились на слоисто-дождевые облака фронта окклюзии по типу холодного на расстоянии 100-150 км, переносимые юго-западным потоком в сторону города со скоростью ~30 км/ч. Высота воздействия составляла 2,5-3,0 км, температура наружного воздуха (-10,8) ÷ (-12)oС. В результате отстрела 10 генераторов в габаритах пиропатрона ПВ-26 с интервалом 15-20 с через 10-15 минут после воздействия радиолокатором зафиксировано интенсивное выпадение осадков юго-западнее города на удалении 50-80 км. В Санкт-Петербурге выпадение осадков (снега) не наблюдалось.So, for example, as a result of experimental planting of clouds from the AN-2 aircraft in the Leningrad Region in January 1997, snowfall over the city was prevented. The impacts were carried out on layered rain clouds of the occlusion front as a cold one at a distance of 100-150 km, carried by the southwest stream towards the city at a speed of ~ 30 km / h. The height of the impact was 2.5-3.0 km, the outdoor temperature was (-10.8) ÷ (-12) o С. As a result of the shooting of 10 generators in the dimensions of the PV-26 squib, with an interval of 15-20 s in 10-15 minutes after exposure to radar recorded intense rainfall southwest of the city at a distance of 50-80 km. In St. Petersburg, precipitation (snow) was not observed.
24 мая 1997 г. была проведена метеозащита г. Санкт-Петербурга от выпадения осадков. Воздействие проводилось на конвективную облачность на удалении 80-90 км северо-восточнее города с самолета АН-2. Высота нижней границы облаков составляла 1,5-2,0 км с температурой около 0oС. Всего было израсходовано 13 пиропатронов. В результате воздействия через 10-20 мин прошли интенсивные осадки в районе Сосново-Токсово. В Санкт-Петербурге осадков не наблюдалось.On May 24, 1997, weather protection of St. Petersburg from precipitation was carried out. The impact was carried out on convective clouds at a distance of 80-90 km north-east of the city from the AN-2 aircraft. The height of the lower boundary of the clouds was 1.5-2.0 km with a temperature of about 0 o C. A total of 13 pyro cartridge was used. As a result of exposure, intense precipitation in the Sosnovo-Toksovo region passed in 10-20 minutes. No precipitation was observed in St. Petersburg.
28 июня 1997 г. была проведена метеозащита г.Пушкина во время проведения "Царскосельского карнавала". Активные воздействия проводились с 10.00 до 21.00 ч на облачные образования, связанные с прохождением фронта окклюзии с борта легкомоторного самолета. Высота воздействия составляла 1,5-2,0 км при температуре наружного воздуха от 5 до 6oС. В результате метеозащиты в часы проведения карнавала выпадения осадков не наблюдалось, в то же время в соседних районах области наблюдались интенсивные осадки до 10-14 мм за день.On June 28, 1997, weather protection of Pushkin was carried out during the Tsarskoye Selo Carnival. Active impacts were carried out from 10 a.m. to 9 p.m. on cloud formations associated with the passage of the occlusion front from the board of a light-engine aircraft. The exposure height was 1.5-2.0 km at an outdoor temperature of 5 to 6 o C. As a result of meteorological protection, no precipitation was observed during the carnival hours, at the same time intense precipitation up to 10-14 mm was observed in neighboring areas of the region per day.
Во всех трех приведенных примерах воздействия не наблюдалось ни одного отказа в воспламенении пиросоставов, горение было стабильным. In all three examples of exposure, there was not a single refusal to ignite the pyrocomposition, the combustion was stable.
Таким образом, предлагаемый пиротехнический состав позволяет эффективно изменять погодные условия, вызывать диссипацию облака или предотвращать выпадение осадков из природных облаков, расположенных как в области отрицательных, так и области положительных температур. Так как предлагаемые составы имеют более высокую чувствительность к действию воспламенительного состава, то значительно упрощается технология изготовления из них зарядов из-за отсутствия изготовления одного или двух переходных составов и прессование можно проводить в одну запрессовку. Кроме того, наличие в составе сульфата кальция позволяет проводить изготовление зарядов литьевым способом в водных смесях, значительно повышающих безопасность производства. Thus, the proposed pyrotechnic composition allows you to effectively change weather conditions, cause cloud dissipation or prevent precipitation from natural clouds located both in the region of negative and the region of positive temperatures. Since the proposed compositions have a higher sensitivity to the action of the igniter composition, the technology of manufacturing charges from them is greatly simplified due to the lack of manufacture of one or two transition compositions and pressing can be carried out in one press-fit. In addition, the presence of calcium sulfate in the composition allows the manufacture of charges by injection method in aqueous mixtures, significantly increasing the safety of production.
Таким образом, положительный эффект от введения дополнительных компонентов: фенолформальдегидной смолы 2-5% и сульфата кальция в количестве 3-5% заключается в значительном увеличении чувствительности составов к действию воспламенительного состава, что позволяет упростить технологию изготовления из него зарядов. Кроме того, введение дополнительных компонентов позволяет стабилизировать процесс горения. Наличие сульфата кальция даже в таких небольших количествах позволяет изготовлять заряды литьевым способом. Thus, the positive effect of the introduction of additional components: phenol-formaldehyde resin 2-5% and calcium sulfate in the amount of 3-5% is a significant increase in the sensitivity of the compounds to the action of the igniter composition, which allows us to simplify the technology of manufacturing charges from it. In addition, the introduction of additional components can stabilize the combustion process. The presence of calcium sulfate even in such small quantities allows the manufacture of charges by injection method.
Существенным отличием предлагаемого состава от прототипа является непрерывное горение с постоянной скоростью. Введение дополнительных компонентов фенолформальдегидной смолы и сульфата кальция и соотношение между компонентами, определенное экспериментальным путем (табл.1), способствуют стабилизации процесса горения и равномерному засеву облака ионогенным гигроскопическим аэрозолем, преимущественно положительно заряженным, так как при этом развиваются интенсивно нисходящие движения на всей трассе действия пиротехнической шашки. Пиротехнический состав экологически безопасен, так как сам состав и продукты его горения являются составными частями естественных атмосферных ядер конденсации водяного пара. A significant difference between the proposed structure from the prototype is continuous burning at a constant speed. The introduction of additional components of phenol-formaldehyde resin and calcium sulfate and the ratio between the components, determined experimentally (Table 1), contribute to the stabilization of the combustion process and uniform sowing of the cloud by ionic hygroscopic aerosol, predominantly positively charged, as it develops intensively descending movements along the entire route of action pyrotechnic checkers. The pyrotechnic composition is ecologically safe, since the composition and its combustion products are components of natural atmospheric nuclei of condensation of water vapor.
Claims (1)
Мочевина - 10-18
Нитрат щелочного металла - 32-55
Порошок магния или его сплавов - 27-53
Фенолформальдегидная смола - 2-5
Сульфат кальция - 3-5Pyrotechnic composition for changing weather conditions, containing magnesium fuel or magnesium alloy powder as a fuel, alkali metal nitrate as an oxidizing agent, urea as a combustion process regulator, characterized in that it additionally contains phenol-formaldehyde resin and calcium sulfate in the following ratio of all components,%:
Urea - 10-18
Alkali metal nitrate - 32-55
Magnesium powder or its alloys - 27-53
Phenol formaldehyde resin - 2-5
Calcium Sulphate - 3-5
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000110407/13A RU2181239C2 (en) | 2000-04-13 | 2000-04-13 | Pyrotechnic compound for changing weather conditions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000110407/13A RU2181239C2 (en) | 2000-04-13 | 2000-04-13 | Pyrotechnic compound for changing weather conditions |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000110407A RU2000110407A (en) | 2002-02-27 |
| RU2181239C2 true RU2181239C2 (en) | 2002-04-20 |
Family
ID=20233820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000110407/13A RU2181239C2 (en) | 2000-04-13 | 2000-04-13 | Pyrotechnic compound for changing weather conditions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2181239C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD3898C2 (en) * | 2008-04-24 | 2010-01-31 | Институт Электронной Инженерии И Промышленных Технологий Академии Наук Молдовы | Laboratory bench for testing the antihail pyrotechnic compositions |
| RU2473205C2 (en) * | 2010-12-13 | 2013-01-27 | Открытое акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение им. В.И. Чапаева" | Pyrotechnical composition for formation of gygroscopic aerosol |
| RU2541661C2 (en) * | 2013-07-09 | 2015-02-20 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение "Главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова "ФГБУ ГГО" | Method of initiation of lightning discharges |
-
2000
- 2000-04-13 RU RU2000110407/13A patent/RU2181239C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD3898C2 (en) * | 2008-04-24 | 2010-01-31 | Институт Электронной Инженерии И Промышленных Технологий Академии Наук Молдовы | Laboratory bench for testing the antihail pyrotechnic compositions |
| RU2473205C2 (en) * | 2010-12-13 | 2013-01-27 | Открытое акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение им. В.И. Чапаева" | Pyrotechnical composition for formation of gygroscopic aerosol |
| RU2541661C2 (en) * | 2013-07-09 | 2015-02-20 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение "Главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова "ФГБУ ГГО" | Method of initiation of lightning discharges |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Davis | The chemistry of powder and explosives | |
| Radke et al. | Particulate and trace gas emissions from large biomass fires in North America | |
| Tarifa et al. | On the flight paths and lifetimes of burning particles of wood | |
| Kosanke et al. | Encyclopedic dictionary of pyrotechnics:(and related subjects) | |
| Penner | Uncertainties in the smoke source term for ‘nuclear winter’studies | |
| US4968365A (en) | Pyrotechnical mixture for producing a smoke screen | |
| CA1086602A (en) | Process for producing dense clouds for the purpose of camouflage | |
| CA1097072A (en) | Halogenated organic compound with metal fuel and silver iodate as pyrotechnic cloud seeding composition | |
| RU2181239C2 (en) | Pyrotechnic compound for changing weather conditions | |
| RU2470506C1 (en) | Pyrotechnic composition for acting on supercooled clouds | |
| CA1237581A (en) | Pyrotechnical smoke charges | |
| US5360162A (en) | Method and composition for precipitation of atmospheric water | |
| JPH06100393A (en) | Propulsion solid fulid fuel mixture producing acid neutralized exhaust emission | |
| US3630950A (en) | Combustible compositions for generating aerosols particularly suitable for cloud modification and weather control and aerosolization process | |
| RU2179800C2 (en) | Pyrotechnical compound for atmospheric variation | |
| KR102142015B1 (en) | Flare composition for weather control used in ground surface area | |
| US4653690A (en) | Method of producing cumulus clouds | |
| JP2001262118A (en) | Rainfall-inducing agent, rainfall-inducing device and rainfall-inducing rocket | |
| CA1175658A (en) | Incendiary composition containing a metallic fuel formed of the group ivb of the periodic table of the elements | |
| USRE29142E (en) | Combustible compositions for generating aerosols, particularly suitable for cloud modification and weather control and aerosolization process | |
| RU2060743C1 (en) | Chemical composition for generating dispersed fire extinguishing mixture | |
| RU2474566C1 (en) | Pyrotechnic composition for acting on supercooled clouds | |
| KR101324541B1 (en) | Hygroscopic flare composition for weather modification and hygroscopic flare including it | |
| RU2090548C1 (en) | Pyrotechnical composition for deposit inducing | |
| SU140630A1 (en) | Pyrotechnic composition for anti-hail missiles and ammunition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040414 |