RU2725693C1 - Способ активных воздействий на тёплые и переохлаждённые туманы - Google Patents
Способ активных воздействий на тёплые и переохлаждённые туманы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2725693C1 RU2725693C1 RU2019125516A RU2019125516A RU2725693C1 RU 2725693 C1 RU2725693 C1 RU 2725693C1 RU 2019125516 A RU2019125516 A RU 2019125516A RU 2019125516 A RU2019125516 A RU 2019125516A RU 2725693 C1 RU2725693 C1 RU 2725693C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zinc
- active
- atmosphere
- supercooled
- warm
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G15/00—Devices or methods for influencing weather conditions
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
- E01H13/00—Dispersing or preventing fog in general, e.g. on roads, on airfields
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Atmospheric Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
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.
Description
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.
Claims (2)
1. Способ активных воздействий на теплые и переохлажденные туманы путем возгонки исходного активного рабочего вещества с последующим распространением образовавшегося активного газового состава в приземном слое атмосферы, отличающийся тем, что предварительно формируют состав, где в качестве исходного активного рабочего вещества используют измельченный цинк, который помещают в тугоплавкий сосуд, изготовленный из углеродного материала - графита, затем данный сосуд вместе с измельченным цинком нагревают до температуры 900-1000°С и таким образом осуществляют возгонку цинка в присутствии углеродного материала, в результате чего получают набор нанотрубок оксида цинка, который смешивают с окружающей воздушной средой и выбрасывают в атмосферу.
2. Способ активных воздействий по п. 1, отличающийся тем, что возгонку цинка осуществляют в тугоплавком сосуде, изготовленном из конструкционного и термически стойкого, высокоплотного углеродного материала - графита марки ISEM-1(И-1).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019125516A RU2725693C1 (ru) | 2019-08-12 | 2019-08-12 | Способ активных воздействий на тёплые и переохлаждённые туманы |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019125516A RU2725693C1 (ru) | 2019-08-12 | 2019-08-12 | Способ активных воздействий на тёплые и переохлаждённые туманы |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2725693C1 true RU2725693C1 (ru) | 2020-07-03 |
Family
ID=71510167
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019125516A RU2725693C1 (ru) | 2019-08-12 | 2019-08-12 | Способ активных воздействий на тёплые и переохлаждённые туманы |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2725693C1 (ru) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3272434A (en) * | 1963-06-03 | 1966-09-13 | Albert C Zettlemoyer | Nucleating process |
DE2101276A1 (en) * | 1971-01-13 | 1972-07-27 | Tiedemann C | Destruction of natural fogs - by chemical means |
US5242109A (en) * | 1990-04-12 | 1993-09-07 | Esmond & Clifford, Inc. | Method and apparatus for dispelling fog |
RU2348753C2 (ru) * | 2007-03-05 | 2009-03-10 | Государственное учреждение ВЫСОКОГОРНЫЙ ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ГУ ВГИ) | Способ активных воздействий на теплые и переохлажденные туманы и устройство для его осуществления |
RU2454853C1 (ru) * | 2010-11-12 | 2012-07-10 | Государственное учреждение ВЫСОКОГОРНЫЙ ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ГУ ВГИ) | Самолетный генератор ледяных кристаллов |
RU2571753C1 (ru) * | 2014-12-22 | 2015-12-20 | Акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева" | Льдообразующее ракетное топливо |
RU2623935C2 (ru) * | 2012-04-27 | 2017-06-29 | Риэктив Метал Партиклз Ас | Устройство и способ изготовления частиц |
-
2019
- 2019-08-12 RU RU2019125516A patent/RU2725693C1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3272434A (en) * | 1963-06-03 | 1966-09-13 | Albert C Zettlemoyer | Nucleating process |
DE2101276A1 (en) * | 1971-01-13 | 1972-07-27 | Tiedemann C | Destruction of natural fogs - by chemical means |
US5242109A (en) * | 1990-04-12 | 1993-09-07 | Esmond & Clifford, Inc. | Method and apparatus for dispelling fog |
RU2348753C2 (ru) * | 2007-03-05 | 2009-03-10 | Государственное учреждение ВЫСОКОГОРНЫЙ ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ГУ ВГИ) | Способ активных воздействий на теплые и переохлажденные туманы и устройство для его осуществления |
RU2454853C1 (ru) * | 2010-11-12 | 2012-07-10 | Государственное учреждение ВЫСОКОГОРНЫЙ ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ГУ ВГИ) | Самолетный генератор ледяных кристаллов |
RU2623935C2 (ru) * | 2012-04-27 | 2017-06-29 | Риэктив Метал Партиклз Ас | Устройство и способ изготовления частиц |
RU2571753C1 (ru) * | 2014-12-22 | 2015-12-20 | Акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева" | Льдообразующее ракетное топливо |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Хучунаев Б.М и др., Исследование льдообразующих свойств нанотрубок оксида цинка, Известия ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки, 2018, N4, с. 111-115. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5198607A (en) | Laser anti-missle defense system | |
US6396577B1 (en) | Lidar-based air defense system | |
AU719062B2 (en) | Method and apparatus for localizing and/or extinguishing fires | |
EP3600573B1 (en) | A compressed air artificial wind system, firefighting equipment and method thereof | |
US20050150371A1 (en) | System and method for the defense of aircraft against missile attack | |
Titterton | Development of infrared countermeasure technology and systems | |
RU2725693C1 (ru) | Способ активных воздействий на тёплые и переохлаждённые туманы | |
Belozerov et al. | Nanotechnology for the suppression of fires in agricultural land and forests | |
Dellino et al. | Phreatomagmatic ash from the ongoing eruption of Etna reaching the Greek island of Cefalonia | |
RU2694200C1 (ru) | Способ разрушения слоя инверсии температуры в тропосфере | |
RU2388736C1 (ru) | Способ создания облака аэрозоля для маскировочной дымовой завесы или ложной цели | |
Tsipis | Laser weapons | |
RU2348753C2 (ru) | Способ активных воздействий на теплые и переохлажденные туманы и устройство для его осуществления | |
RU2478062C2 (ru) | Способ очистки космоса от объектов космического мусора | |
Bozic et al. | Some civilian applications of solid propellants | |
Appleman | An Introduction to Weather Modification | |
JP2004535524A (ja) | 霧及び/又は雲の消散方法 | |
Kumai | Electron microscopic study of ice-fog and ice-crystal nuclei in Alaska | |
RU2410867C2 (ru) | Способ борьбы с тропическим циклоном | |
SU1712245A1 (ru) | Способ пожаротушени | |
FR2654633A1 (fr) | Procede de lutte et de prevention contre les incendies et les pollutions atmospheriques. | |
RU2732748C1 (ru) | Способ обнаружения и тушения вертолетом ландшафтных пожаров инертными атмосферными газами | |
RU2738479C1 (ru) | Способ и устройство создания искусственных облаков и осадков | |
TR2021005250Y (tr) | Karadan karaya ve havadan karaya atilan füze i̇le yangin söndürme si̇stemi̇ | |
US20100294894A1 (en) | Sonic boom overpressure to minimize uncontrolled movement, to prevent smuggling and for border or site location control |