АВИАЦИОННЫЙ ПРОТИВОЛАВИННЫЙ КОМПЛЕКС
AVIATION ANTI-AVALANCHE SYSTEM

Изобретение относится к области защиты от снежных лавин путем подрыва снарядов и других взрывчатых веществ в лавиноопасных очагах с целью профилактического спуска лавин малого объема и предотвращения схода разрушительных лавин, наблюдающихся при больших объемах снегонакопления.
Снежные лавины представляют собой грозное, стихийное явление. Зачастую они, двигаясь со скоростью курьерского поезда, в буквальном смысле стирают все с лица земли, нанося огромный вред народному хозяйству. В этой связи все лавиноопасные очаги регистрируются в снеголавинных кадастрах и осуществляются различные противолавинные мероприятия.
Самым действенным мероприятием, обеспечивающим надежную защиту от снежных лавин, является систематическая разгрузка склонов от снега.
Для этих целей используются различные методы и технические средства. В настоящее время систематическую разгрузку склонов от снега как за рубежом, так и у нас в стране осуществляют путем обстрела склонов из зенитных пушек и минометов. Как показала практика, применение минометов должного эффекта не дает. Из-за достаточно глубокого снега мины зачастую не достигают твердого основания склона и не взрываются. Что касается тяжелых орудий - 100 мм пушек КС-19, то их применение сопряжено со значительными трудозатратами. Транспортировка тяжелой пушки весом 9 тонн в горных условиях, установка ее и обслуживание являются трудоемкими и затратными. Кроме того, снаряды, выпущенные из таких пушек, пробивая толщу слоя снега, взрываются глубоко под снежным покровом в самом грунте. При таком взрыве эффект воздействия на снежный покров оказывается незначительным и приводит к эрозии склонов.
Вместе с тем известно, что для предупредительного спуска лавин наибольший эффект дает взрыв над поверхностью снежного покрова (Болов В.Р. Борьба с лавинной опасностью методом предупредительного спуска лавин. - Л.: Гидрометиздат, 1984. С.7).
Для обеспечения взрыва над поверхностью снежного покрова в настоящее время за рубежом используется противолавинная мачта «Виссен» производства Швейцарии (Wyssen Avalanche Tower LSI 2-5. Wyssen Seilbahnen AG CH - 3713 Reichenbach, Switzerland). Данное устройство устанавливается на лавиноопасном склоне в начале сезона с помощью вертолета.
В состав комплекса входят: зарядный магазин; мачта; сцепной зажим «Wyssen» для установки мачты на грунт с помощью вертолета; заряды взрывчатого вещества, размещаемые в зарядном магазине у вершины мачты; станция дистанционного управления комплексом; блок питания с солнечными батареями и программное обеспечение.
Сброс заряда с удаленной мачты осуществляется с помощью радиосигнала в любое время дня и ночи. При этом взрыв осуществляется на высоте около 3-х метров над поверхностью снежного покрова.
Наряду с достоинствами, комплекс имеет и ряд серьезных недостатков.
Его нельзя устанавливать в лавинных лотках, а при подрыве заряда в стороне от лотка ударная волна слабо действует на снежный покров боковых склонов и выше мачты по склону. В этом случае на склоне выше мачты будет накапливаться снег, который в результате ползучести может давить на мачту.
Другой серьезный недостаток комплекса заключается в том, что после каждого сезона работ части комплекса необходимо демонтировать и с помощью вертолетов доставлять в специализированные места, отведенные для хранения взрывчатых веществ.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является авиационный противолавинный комплекс «DAISY BELL» (Инструкция по эксплуатации системы «DAISY BELL» (TAS - Groupe Montagne & Neige Deveioppement Parc d'Activites ALPESPACE - 74 Voie Magellan - 73800 SAINTE HELENE DU LAC - FRANCE, 2008).
Принцип работы комплекса «DAISY BELL» состоит в дистанционном инициировании подрыва кислородно-водородной смеси, находящейся в металлическом конусе, на высоте от 3 м до 5 м над снежной поверхностью непосредственно из кабины вертолета при помощи беспроводного устройства.
Система «DAISY BELL» состоит из двух основных частей: взрывной камеры, подвешиваемой на тросе к вертолету, и пульта дистанционного управления с вертолета работой камеры. Взрывная камера представляет собой металлический конус (колокол), закрепляемый обычным тросом к вертолету. На конусе закреплено газовое снаряжение системы «DAISY BELL». Оно состоит из двух водородных цилиндров и одного кислородного цилиндра высотой от 1400 мм до 1750 мм и диаметром от 150 мм до 255 мм. Длина троса соединения взрывной камеры с вертолетом составляет 15-30 м.
Конус сделан из высокопрочной стали, что позволяет ему удерживать смесь газа до воспламенения и направлять взрыв на снежную толщу.
Контроль за всеми операциями осуществляется при помощи специального пульта из кабины вертолета. От сигнала к взрыву до зажигания смеси проходит менее 10 с.
Для проведения предупредительного спуска снежных лавин систему «DAISY BELL» необходимо доставить вертолетом до выбранного лавиноопасного очага, затем опустить колокол и зафиксировать его на высоте от 3 м до 5 м над поверхностью снежного покрова, потом впустить в колокол газ (на это уходит 10 секунд) и осуществить подрыв газа внутри колокола.
Комплекс «DAISY BELL» дает возможность обработать труднодоступные склоны, обеспечивает мобильность и точность обработки склонов, так как конус с газовой смесью доставляется непосредственно в требуемую зону. Однако и этот комплекс имеет ряд существенных недостатков. Так, например, на низких высотах воздушный поток от винтов поднимает снежную пыль, которая резко ограничит видимость. При этих условиях практически невозможно визуально зафиксировать колокол на нужном расстоянии (3-5 м) от поверхности пласта снега перед подрывом. В этих условиях при опускании колокол с полным снаряжением может просто войти основанием в снежный пласт. Это еще более усугубляется тем, что колокол, имеющий большую парусность, раскачивается под действием ветра.
Другим недостатком известного комплекса является то, что на низких высотах воздушный поток от винтов, воздействуя на пласт снега, может сорвать снежную лавину, линия отрыва которой может пройти выше по склону. В отсутствие видимости из-за снежного вихря эта лавина может захватить колокол и увлечь вертолет из-за больших габаритов колокола, что может привести к катастрофе.
Техническим результатом от использования заявленного технического решения является повышение эффективности и безопасности работы противолавинного комплекса.
Технический результат достигается тем, что в известном авиационном противолавинном комплексе, содержащем систему воздействия на снежный покров, состоящую из контейнера с размещенными внутри боеприпасами, содержащими заряды взрывчатого вещества, и пульт дистанционного управления подрывом зарядов над поверхностью снежного покрова, контейнер размещен непосредственно под фюзеляжем летательного аппарата и содержит отсеки, где размещены на подвесах сбрасываемые боеприпасы, каждый из которых содержит безосколочный влагонепроницаемый корпус, куда заключен заряд взрывчатого вещества, оснащенный взрывателем и дистанционным приводом, при этом для обеспечения взрыва в заданной точке от поверхности снежного покрова на борту летательного аппарата дополнительно размещен лазерный измеритель расстояния до поверхности снежного покрова.
Технический результат достигается и тем, что дистанционный привод взрывателя выполнен в виде фала заданной длины, один конец которого прикреплен к приводу взрывателя, а другой - к контейнеру, при этом длина фала, в зависимости от мощности сбрасываемого с летательного аппарата заряда, составляет преимущественно 50-300 метров.
Технический результат достигается также и тем, что заряд взрывчатого вещества выполнен направленного (кумулятивного) действия с углом направленности ударной волны, составляющим преимущественно 90-120 градусов.
Предлагаемое техническое решение позволяет повысить эффективность и безопасность противолавинного комплекса.
На фиг.1 представлено схематично устройство авиационного противолавинного комплекса; на фиг.2 - устройство боеприпаса для предупредительного спуска лавин в разрезе.
В состав противолавинного комплекса (фиг.1) входит прикрепленный снизу к корпусу вертолета 1 контейнер 2 с отсеками 3, в которых изнутри размещены боеприпасы 4. Каждый боеприпас 4 (фиг.2) содержит безосколочный влагонепроницаемый корпус 5, куда заключен заряд взрывчатого вещества 6, оснащенный механическим взрывателем мгновенного действия 7, который срабатывает при выдергивании чеки 8, при этом заряд взрывчатого вещества 6 выполнен направленного (кумулятивного) действия с углом направленности ударной волны, составляющим преимущественно 90-120 градусов (на фиг.2 угол направленности обозначен стрелками).
В каждом отсеке 3 (фиг.1) размещен также дистанционный привод взрывателя, который выполнен в виде фала 9 заданной длины, один конец которого прикреплен к чеке 8, а другой - к подвесному крюку 10, расположенному изнутри отсека 3 в верхней ее части. Длина фала, в зависимости от мощности заряда боеприпаса 4, составляет преимущественно 50-300 метров. В нижней части каждого отсека 3 размещен люк 11, открытие которого управляется с помощью пульта управления 12, размещенного на борту летательного аппарата. На борту летательного аппарата размещено также лазерное устройство 13, позволяющее дистанционно измерять толщину снежного покрова и расстояние до ее поверхности.
Предлагаемый авиационный противолавинный комплекс работает следующим образом.
Предварительно с помощью лазерного устройства 13 сканируют лавиноопасный склон и по известным критериям и программам расчета:
- определяют высоту летательного аппарата над склоном и устанавливают высоту уровня воздействия с учетом длины фала и уровня взрыва над склоном;
- определяют толщину снежного покрова в различных его точках;
- выявляют наиболее эффективные зоны воздействия и осуществляют воздействие на снежный покров.
Для этого летательный аппарат зависает над выбранной зоной на высоте, превышающей фиксированную длину фала 9, настолько, чтобы обеспечить подрыв боеприпаса 4 на нужном расстоянии от снежного покрова (фиг.2). После этого оператор с помощью пульта управления 12 открывает люк 11 под нужным отсеком 3, и боеприпас 4 под действием силы тяжести падает вниз - к склону. При достижении заданной точки над снежным покровом (схематично показано на фиг.2) фал 9 при натяжении вырывает чеку 8 взрывателя 7, что приводит к мгновенному подрыву заряда 6 на заданной высоте от поверхности снежного покрова 2-5 метров. Угол направленности ударной волны в 90 - 120° обеспечивает давление по значительной площади и повышает тем самым эффективность воздействия. После подрыва заряда фал 9 сбрасывается с подвесного крюка вниз.
Размещенное на борту летательного аппарата лазерное устройство позволяет с высокой точностью дистанционно контролировать расстояние до снежного покрова, измерять его толщину в разных точках лавиноопасного склона и выявить наиболее эффективные зоны воздействия. При этом расстояние до снежного покрова и сам процесс подрыва заряда над ее поверхностью осуществляются в автоматическом режиме.
Предлагаемое техническое решение значительно проще, безопаснее и дешевле использования колокола с системой подачи и воспламенения взрывоопасного газа, используемого в ближайшем прототипе.