RU2725693C1 - Способ активных воздействий на тёплые и переохлаждённые туманы - Google Patents

Способ активных воздействий на тёплые и переохлаждённые туманы Download PDF

Info

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
Application number
RU2019125516A
Other languages
English (en)
Inventor
Бузигит Мусаевич Хучунаев
Хаджи-Мурат Хасанович Байсиев
Наталия Вячеславовна Теунова
Азамат Бузигитович Хучунаев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Высокогорный геофизический институт "ФГБУ "ВГИ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение "Высокогорный геофизический институт "ФГБУ "ВГИ" filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "Высокогорный геофизический институт "ФГБУ "ВГИ"
Priority to RU2019125516A priority Critical patent/RU2725693C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2725693C1 publication Critical patent/RU2725693C1/ru

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G15/00Devices or methods for influencing weather conditions
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01HSTREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H13/00Dispersing 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).
RU2019125516A 2019-08-12 2019-08-12 Способ активных воздействий на тёплые и переохлаждённые туманы RU2725693C1 (ru)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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