КАПСУЛА ДЛЯ МАССОВОГО ВЫСЕВА СЕМЯН ДЕРЕВЬЕВ И ДРУГИХ РАСТЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АВИАЦИИ

Полезная модель относится к области массового высева семян растений с использованием авиационной техники - выбросу, рассеиванию и заглублению посевного материала пиротехническим зарядом или другими механизмами, подручными средствами.
В настоящее время достаточно широко применяется авиационная техника для проведения сельскохозяйственных работ. Разработаны специальные конструкции самолетов, предназначенные под авиационно-химические работы в сельском и лесном хозяйстве. Но совсем не рассматривается возможность массового засева лесных территорий РФ с использованием авиации для выброса и рассеивания семян деревьев и других растений с применением пиротехнической кассеты или других механизмов.
Для осуществления данного способа необходимо разработать специальные капсулы с аэродинамическими характеристиками с запрессованным семенным материалом, что позволяет осуществить выброс, рассеивание и заглубление капсулированных семян с высоты авиационной техникой различного типа.
Принцип использования капсулирования семян достаточно широко распространен в области растениеводства. Так, известен способ получения капсулы для проращивания и роста семян [RU 2277315, 12.07.2004]. Капсула для проращивания и роста семян, состав которой определяется видом семян и условиями применения, имеющая многослойную структуру, содержащая все ингредиенты, необходимые для каждой стадии начального периода развития растения, компонентами которой являются органические и минеральные питательные вещества, наполнитель, связующее, фунгицид и вода в различных массовых соотношениях. Данные конструкции капсул направлены только на создание благоприятной среды для проращивания семян и не предназначены для выброса с борта авиационной техники, поэтому не обладают достаточной прочностью и аэродинамикой в полете.
Прототипом могут служить биоконтейнеры, используемые при контейнировании семян сельскохозяйственных культур, огородных, лекарственных и декоративных растений для хранения и перед посадкой в грунт [RU 95956 U1, 20.07.2010]. Данный биоконтейнер шарообразной формы для посадки семян растений, спрессованный из порошка биогумуса и/или торфа, имеющий глухую полость в виде усеченного конуса, открытую со стороны большего основания, меньшее основание которой с наружной поверхностью изделия образует перемычку, где в полости размещаются семена растений, и запрессованную пробкой из формообразующего вещества, выполненный с центральным цилиндрическим участком, соосным с конической полостью, образующая которой наклонена под углом 8-9° под заклинивание пробки, выполненной в форме автономно изготовленного шарика, а перемычка под глухой полостью составляет 0,3-0,4 высоты контейнера.
Данный биоконтейнер не обладает необходимой прочностью для выброса с авиационного борта и не имеет соответствующей формы с аэродинамическими характеристиками, обеспечивающими разлет и доставку в целостности семян на поверхность земли, заглубление семенной капсулы в грунт с учетом характеристик поверхности почв.
Задача данной полезной модели - создание конструкций семенных капсул с аэродинамическими характеристиками для массовой высадки лесов и других растений с использованием авиационной техники без присутствия человека на земле. Экологическая система Земли ослаблена и нуждается в скорейшем восстановлении, одним из способов которого является массовая высадка лесов, кустарников, возможно редких исчезающих растений. Высадка больших площадей лесов в короткие временные отрезки - восстановление лесов, облесение водоемов, степных зон, мест вырубок, заброшенных карьеров - является важной государственной задачей.
Техногенные факторы в виде вредоносных электромагнитных, акустических, тепловых, радиоволновых и радиационных полей; климатическое оружие, разрабатываемое некоторыми странами, также губит окружающую природу и животный мир. Зафиксированные климатические изменения на Земле и напряжения в земной коре диктуют необходимость в возобновлении лесных массивов - областей чистой самоорганизующейся природы.
На планете пресную воду, плодородные земли и естественный климат можно вернуть только полностью восстановив леса планеты. Дальше земля и природа все сделают сами.
Предлагаемые конструкции семенных капсул с аэродинамическими характеристиками предназначены для массовой высадки семян деревьев и других растений с использованием авиационной техники (вертолета, самолета и др.) без использования наземных транспортных средств и специальных технических посевных машин, т.е. без присутствия человека и техники на земле.
Предлагаемая полезная модель капсул с аэродинамическими характеристиками имеет очень широкую разноцелевую и специфическую область применения и может реализоваться в масштабах территорий РФ (Дальний Восток, Южные степные зоны России) и подконтрольных им Министерств, осуществляя восстановление лесных зон РФ и засадки новых, косвенно обеспечивая хорошую урожайность всех сельхозкультур, содержание животноводства, снижение внутренних цен.
Полезная модель направлена на значительное повышение эффективности и увеличение охвата площади засева семенами деревьев и других растений, с предельно минимальными экономическими затратами на материально-технические, временные и трудовые человеческие ресурсы.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является значительное повышение эффективности и увеличение охвата площади засева семенами деревьев и других растений с предельно минимальными экономическими затратами на материально-технические, временные и трудовые человеческие ресурсы.
Технический результат достигается за счет того, что капсула для массового высева семян деревьев и других растений с использованием авиации, спрессована из торфа и сформирована из длинной и средней армирующей волокнистой структуры торфяного сырья и природного клеевого связующего с расчетной прочностью на удар, имеет аэродинамическую форму с одним или группой семян одного или различных сортов деревьев или других растений, расположенных в центре капсулы; капсула имеет аэродинамическую шарообразную форму; капсула имеет смещенный центр тяжести за счет смещения семенной массы от центра капсулы; капсула имеет аэродинамическую дисковидную планирующую форму и конструктивно состоит из двух сильно сплющенных эллипсовидных поверхностей; капсула конструктивно имеет верх и днище из двух разных или одинаковых конусов или усеченных конусов или сплющенных полусфер; капсула имеет аэродинамическую эллипсообразную форму; капсула имеет аэродинамическую коническую форму, длиной в три-четыре диаметра основания с сильно округленным ребром основания, со смещенным центром тяжести к острию конуса, с одним или группой семян одного или различных сортов деревьев или других растений, расположенных внутри капсулы; капсула имеет прямые, наружные или внутренние, или косые, наружные или внутренние, стабилизаторы, расположенные по образующей конической капсулы; капсула имеет форму контейнерного пустотелого типа с тонкими легко разрушающимися стенками и выполняет роль несущего контейнера для мелкодисперсной смеси цветочных и травяных смесей семян от мелких до крайне мелких, загружаемая семенами одного вида или смесью трав нужных видов в требуемых процентных соотношениях.
Предлагаемая полезная модель - это капсула для массовой высадки семян деревьев и других растений с использованием авиации.
Данная задача решается следующим образом. Капсула спрессована из торфа, ударная прочность которой обеспечивается формованием из длинной и средней армирующей волокнистой структуры торфяного сырья на клеевой, как вариант, желатиновой основе с возможным добавлением удобрений. Капсула имеет форму соответственно задачам аэродинамики, выброса с высоты, разлета и возможного заглубления в почву. С учетом специфики условий применения/использования семенных капсул (сброс с высот, свободное падение или падение с начальным ускорением, требования по скорости полета, траектория полета, ориентация в воздухе, геометрия аэродинамики, прохождение растительного покрова земли на скорости, вхождение в почву под углами) из существующих объемных геометрических фигур предлагаются следующие типы капсул.
Пример 1.
Конструкция капсулы шарообразной формы показана на рис.1, где 1 - капсула, спрессованная из торфа, ударная прочность которой обеспечивается длинной и средней армирующей волокнистой структурой торфяного сырья и природного клеевого связующего, 2 - семя. Шарообразная конструкция предназначена для семян с близкой к сферической форме типа семян липы, сосны, кедра, лещины. В капсуле можно расположить одно или группу семян одного или различных сортов. При высокой ожидаемой всхожести - в капсуле одно семя, при низкой всхожести несколько дублирующих семян. В одной капсуле возможно заложить одно семя дерева (сосна, липа и др.) и здесь же цветочные семена, получая естественное сочетание лесных трав, цветов, кустарников, стлаников и деревьев.
Расход материала корпуса капсул предельно минимальный по себестоимости. Шарообразная капсула может иметь самые минимальные размеры и самую наименьшую себестоимость, наименьший размер - до пяти миллиметров в диаметре. У шарообразной капсулы быстрая самоориентация в воздухе, малая подверженность боковому сносу. Использование - на открытом грунте без заглубления методом "посевного разброса". Возможно использование с целью заглубления в почву.
Пример 2.
Конструкция капсулы шарообразной формы показана на рис.2, где 1 - капсула, спрессованная из торфа, ударная прочность которой обеспечивается длинной и средней армирующей волокнистой структурой торфяного сырья и природного клеевого связующего, 2 - семя, причем имеется смещение центра тяжести капсулы в зону оболочки. Смещение центра тяжести повышает в несколько раз прочность капсулы при сбросе с высоты и ударе о твердые предметы (камни, ветки). Данная конструкция предназначена для семян по форме близкой к сферической.
Пример 3.
Конструкция капсулы дисковидной формы показана на рис.3, где 1 - капсула, спрессованная из торфа, ударная прочность которой обеспечивается длинной и средней армирующей волокнистой структурой торфяного сырья и природного клеевого связующего, 2 - семя. Конструкция дисковидной формы в виде двух сильно сплющенных эллипсовидных поверхностей, имеющих минимальное аэродинамическое сопротивление. Дисковидная капсула с одной точки сброса имеет максимальную планирующую дальность разлета. Дисковидная конструкция предназначена для реализации планирующих свойств формы капсулы для легких семян по одному или по несколько штук в капсуле. В капсуле можно расположить также одно или группу семян одного или различных сортов.
Дисковидная форма достаточно прочная, имеет невысокую скорость полета, что препятствует легкому разбиванию при ударе о твердые камни, кочки, ветки. Применяются в случаях, где нужны разовые рассеивания семян на максимально большие площади за счет хороших планирующих свойств дисковидных форм. Использовать лучше всего на эрозийных почвах или в степях с обедненным травяным покровом.
При засеве лучше задать начальную скорость сбросом на большой скорости авиационного борта и с больших высот. Сброс дисковидных капсул без использования пиротехнических устройств.
Пример 4.
Конструкция капсулы дисковидной формы показана на рис.4, где 1 - капсула, спрессованная из торфа, ударная прочность которой обеспечивается длинной и средней армирующей волокнистой структурой торфяного сырья и природного клеевого связующего, 2 - семя. Дисковидная форма может иметь верх и днище из двух конусов (рис.4, поз.А) или усеченных конусов (рис.4, поз.Б) или сплющенных полусфер (рис.4, поз.В) или комбинацию из двух различных фигур (рис.4., поз.Г). Данная дисковидная конструкция предназначена для планирующего переноса крупных тяжелых семян (например, грецкий орех, желуди, каштан) на возможно больших площадях засева. Дисковидная капсула с одной точки сброса имеет максимальную планирующую дальность разлета. Дисковидная форма достаточно прочная, имеет невысокую скорость полета, что препятствует легкому разбиванию при ударе о твердые камни, кочки, ветки.
Пример 5.
Конструкция капсулы эллипсообразной формы показана на рис.5, где 1 - капсула, спрессованная из торфа, ударная прочность которой обеспечивается длинной и средней армирующей волокнистой структурой торфяного сырья и природного клеевого связующего, 2 - семя. Эллипсообразная форма может быть яйцевидной (рис.5, поз.А) или яйцевидно вытянутой (рис.5, поз.Б). Применимы, когда требуются подскоки, прыжки, перепрыгивания и перекатывания на земле, чтобы капсулы сами себе искали место - ямки, трещины, лунки, куда могут закатиться, запрыгнуть и там остаться прорастать. Такие засадки могут быть массовыми на достаточно ровных земных поверхностях полупустынных местностей, солончаков, лессовых и пологих почвенно-каменистых травяных склонах. На широких открытых ровных поверхностях эффективно применение легких самолетов на скорости, на небольшой высоте, до 15-25 метров.
Пример 6.
Конструкция капсулы конической формы показана на рис.6, где 1 - капсула, спрессованная из торфа, ударная прочность которой обеспечивается длинной и средней армирующей волокнистой структурой торфяного сырья и природного клеевого связующего, 2 - семя. Форма заостренная, сильно вытянутая, длиной примерно в три-четыре диаметра основания с сильно округленным ребром основания и смещенным центром тяжести к острию конуса. Лучше всего несет в себе семенной материал выраженной эллипсовидной формы (желудь, т.е. все что длинное и узкое), все крупные и тяжелые: косточковые, орехи.
Имеет минимальное лобовое сопротивление воздуха, хорошую аэродинамику, достаточно скорую самоориентацию в воздухе. Конус как острый клин хорошо раздвигает растительность, легко проникая через нее. Конус лучше всего пригоден там, где нужно заглубление в почву, для чего достаточна скорость свободного падения, или с начальным ускорением приданное пороховым зарядом кассеты и с малых высот (около 5 м) для заглубления в плотные тяжелые грунты. Применяется там, где требуется пробитие густых зарослей наземной растительности. В безветренную погоду может использоваться в сбросах с больших высот, сохраняя кучность/плотность рабочей зоны.
Пример 7.
Конструкция капсулы с семенем внутри имеет коническую форму с боковыми стабилизаторами, показана на рис.7, спрессованная из торфа, ударная прочность которой обеспечивается длинной и средней армирующей волокнистой структурой торфяного сырья и природного клеевого связующего. Форма заостренная, сильно вытянутая, длиной примерно в три-четыре диаметра основания с сильно округленным ребром основания, имеющая разные типы аэродинамических стабилизаторов. Стабилизаторы сохраняют заданную ориентацию в полете, противостоят сносу ветра и обеспечивают необходимую кучность на посадке в грунте.
Простые прямые наружные (рис.7, поз.А) и внутренние (рис.7, поз.Б) стабилизаторы дают вертикальную ориентацию, скорость ориентации после выброса из пиротехнической кассеты, противостоят сносу ветра и обеспечивают заданную кучность на посадке в грунте.
Косые/угловые стабилизаторы аэродинамической закрутки внутренние (рис.7, поз.В) и наружные (рис.7, поз.Г) предполагают значительно больше возможностей, чем стабилизаторы прямые соосные.
Стабилизаторы прямые соосные (не вращающиеся) эффективны к применению на высотах 7-15 метров. Стабилизаторы с аэродинамической закруткой (вращающиеся) применять, ориентировочно, начиная с высот 15-25 метров и выше.
Капсулы с аэродинамическими стабилизаторами закрутки на малых высотах не успевают раскрутиться, не хватает высоты, тем теряют свой смысл. Стабилизаторы же прямые соосные успевают развернуть капсулу, сориентировав острием вниз.
Можно считать, что стабилизаторы прямые соосные - быстрой ориентации. Другой тип - косые стабилизаторы закрутки - на длинных траекториях. Отсюда различие в требованиях и в подходе к аэродинамике конструкций капсул. Таким образом, прямые соосные стабилизаторы работают на разворот и ориентацию капсулы, вторые косые аэродинамической закрутки работают на стабильность длинных траекторий и частичной ориентации.
Пример 8.
Конструкция капсулы эллипсообразной формы контейнерного типа показана на рис.8, спрессованная из торфа, ударная прочность которой обеспечивается длинной и средней армирующей волокнистой структурой торфяного сырья и природного клеевого связующего. Предлагается легкая тонкостенная капсула - контейнер, которая выполняет роль несущего контейнера для смеси цветочных и травяных смесей семян от мелких до крайне мелких. Капсула-контейнер загружается семенами одного вида, или семенной смесью трав нужных видов в требуемых процентных соотношениях. Применима по готовым лесам. Тонкостенная капсула-контейнер легко разбивается о верхние ветви деревьев. Зона лесного массива опыляется сверху мелкодисперсным облаком цветочно-травяных семян, далее разносится ветром и подвергается дальнейшей смывкой дождями в почву. Применима в сильно ветреную погоду.
Эллипсообразные контейнеры предназначены для объемов по 200-400 мл семенной смеси, общим весом 0.5-1.0 кг.