НАЗЕМНАЯ УСТАНОВКА АЭРОЗОЛЬНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ТУМАН И ОБЛАКА

Группа полезных моделей, связанных единым изобретательским замыслом, относится к мобильным установкам наземного базирования с множеством генераторов, пиротехническое наполнение которых при горении образует аэрозоль, воздействующий на состояние погоды, а именно: для рассеяния облаков и туманов, предотвращения градобитий и для вызывания искусственных осадков.
Уровень данной области техники характеризует наземная установка для аэрозольной обработки облаков и тумана фирмы Ice Crystal Engineering, LLC, описанная в e-mail: info@iceflarec.com, которая по технической сущности и числу совпадающих признаков выбрана в качестве наиболее близкого аналога предложенной установке.
Известная наземная установка содержит стойки, на которых закреплены поперечные опоры для распределенного крепления сменных генераторов функционального аэрозоля, пульт управления для программного задействования генераторов, автономный источник питания и гидрометеорологическое измерительное оборудование.
В качестве генераторов функционального аэрозоля в ней используются описанные в патенте RU 83685 U1, A01C 15/00 / F42B 12/36, 2009 г., каждый их которых содержит установленные в трубчатом корпусе шашку пиротехнического состава с теплоизолирующей оболочкой и связанный электрошнуром с коммутатором внешнего дистанционного управления осевой воспламенитель, который смонтирован на кронштейне в ресивере, под цилиндрической крышкой, имеющей сопловое отверстие, перекрытое мембраной.
Особенностью этого генератора является конструктивная связь выполненного в виде донной электровтулки, примыкающей к контактной группе на опоре крепления в установке, коммутатора с центральным воспламенителем, которая осуществляется посредством электрошнура, проложенного в продольном канале, сформированном в теплоизолирующей оболочке корпуса, установленной с эксцентриситетом.
Донная электровтулка изолирована от токоведущего корпусного фланца другой полярности, который примыкает к общей токоведущей шине опоры.
Воспламенитель закреплен под головной крышкой с выходным соплом на несущем кронштейне, который геометрически замкнут между цилиндрической крышкой и теплоизолирующей оболочкой корпуса.
Основным недостатком описанной конструкции генератора аэрозоля является его донное крепление на опоре установки для автономной подачи генерируемого аэрозоля через открытое сопловое отверстие.
Кроме того, горение протяженного пиротехнического заряда из набора примыкающих шашек происходит с замедлением до возможного затухания, тогда как для. эффективного функционирования генератора требуется прогрессивный или стабильный выход функционального аэрозоля.
Недостатком известной наземной аэрозольной установки является неудовлетворительное действие приземного аэродисперсного образования, сформированного из аэрозоля автономных генераторов, которое быстро оседает, полностью не обработав облака или туман, в результате чего вызывание искусственных осадков происходит частичное, снижая тем самым эффективность изменения гидрометеорологической обстановки, в частности, на защищаемом участке горной местности.
Это требует повторного залпового выброса дополнительной порции аэрозоля из заменяемых генераторов, что трудоемко, дорого и не всегда возможно из-за подвижности облаков.
Технической задачей, на решение которой направлена группа полезных моделей, связанных единым изобретательским замыслом, является усовершенствование действующего наземного аэрозолеобразующего комплекса, более эффективно и разнообразно воздействующего на местную гидрометеорологическую обстановку посредством эффективного вызывания искусственных осадков из облаков и тумана.
Требуемый технический результат достигается тем, что в наземной установке аэрозольного воздействия на туман и облака, включающей стойку с опорой для распределенного крепления генераторов, содержащих электровоспламенитель, связанный с разъемом блока управления внешнего пускового устройства, и пиротехнический заряд, при горении которого образуется функциональный аэрозоль, выбрасываемый через выходное сопло, по предложению авторов, опора выполнена в форме цилиндрического аккумулятора с монтажными отверстиями по образующей для крепления генераторов в примыкании выходными соплами вовнутрь, под которым установлен нагнетающий вентилятор для подъема генерируемого аэрозоля воздушным потоком через распределительную решетку по примыкающей трубе, выполненной телескопической.
Другой особенностью предложенной конструкции наземной установки является то генератор функционального аэрозоля, содержащий установленный в корпусе пиротехнический заряд, инициируемый от электровоспламенителя, связанного с внешним блоком управления, и ресивер под крышкой с выходным соплом, характеризуется тем, что электровоспламенитель оснащен штекером коммутации с разъемом питания, а снаружи ресивера на корпусе закреплена фланцевая резьбовая втулка для вкручивания в монтажное отверстие многопозиционного аккумулятора, закрепленного на несущей стойке наземной установки.
Отличительные признаки предложенного технического решения по группе полезных моделей обеспечили накопление всего генерируемого объема аэрозоля от работающих генераторов в общем аккумуляторе, из которого принудительно вентилятором формируется по примыкающей трубе на высоту восходящий поток, включающий центры льдообразования, равномерно распределенные в функциональном аэрозоле, подаваемом в атмосферу, в обрабатываемые туман и облака.
Аэрозоль в подающей трубе смешивается с воздухом от вентилятора, образуя устойчивую технологическую взвесь.
Этот взвешенный в воздухе аэрозоль продолжительное время не оседает и эффективно воздействует на гидрометеорологическую обстановку в атмосфере, вызывая искусственные осадки, в результате чего туман и облачность рассеиваются, предотвращая градобитие.
Выполнение подающей трубы телескопической позволяет изменять высоту выхода функционального аэрозоля в зависимости от рельефа местности, на которой монтируется установка, и размещения эшелона облаков и тумана, то есть переменных гидрометеоусловий атмосферы, для наиболее эффективного использования генерируемого функционального аэрозоля по назначению.
Дополнительным эффектом функционирования предложенной установки является разный режим задействования распределенных на аккумуляторе генераторов: параллельный или последовательный, в различном количестве - штучно, группами, что осуществляется автоматически по программе блока управления.
Размещение генераторов на аккумуляторе посредством резьбовой фланцевой втулки, смонтированной на их корпусе, снаружи ресивера, создает примыкание выходных сопел непосредственно к накопительной емкости генерируемого аэрозоля для организованного его подъема на высоту.
Емкость аккумулятора служит в качестве ресивера, где происходит активное перемешивание поступающего аэрозоля с воздухом, исключая агломерацию дисперсной фазы, выравнивание давления и температуры функциональной смеси, которая мерно расходуется через проходное сечение примыкающей трубы.
Фланцевая втулка ограничивает вкручивание генераторов до упора в монтажные отверстия аккумулятора, автоматически фиксируя заданное расположение выходных сопел.
В аккумуляторе установки накапливается функциональный аэрозоль от всех генераторов до расчетного количества, необходимого для качественной целевой обработки облака или тумана. При этом внутри аккумулятора аэрозоль разбавляется нагнетаемым вентилятором воздухом с формированием технологического аэродисперсного образования на выходе из подающей трубы, медленно оседающего в атмосфере обрабатываемых облаков и тумана, чем повышается качество целевого воздействия.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущей признакам в разобщенности, то есть поставленная техническая задача решается не суммой эффектов, а новым эффектом суммы признаков.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого предложенная группа полезных моделей явным образом не следует для специалиста по гидрометеорологии, показал, что она не известна, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления наземных установок, оснащенных модернизированными генераторами аэрозоля для активного воздействия на облака и туман, можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.
Сущность предложенного технического решения поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративную цель и не ограничивает объема притязаний совокупности существенных признаков формулы.
На чертеже изображены:
на фиг. 1 - наземная установка для аэрозольного воздействия на гидрометеорологическую обстановку;
на фиг. 2 - генератор функционального аэрозоля.
Предложенная наземная установка (фиг. 1) содержит многопозиционный аккумулятор 1, установленный на стойке 2, несущей пульт 3 управления с автономным электропитанием, подключенным к электроразъемам 4 на аккумуляторе 1.
Аккумулятор 1 оснащен распределенными по периметру монтажные резьбовыми отверстиями 5 для установки генераторов аэрозоля.
Внутри стойки 2 закреплен нагнетающий вентилятор 6, сообщающийся через распределительную решетку 7 с аккумулятором 1, к выходу которого подсоединена подающая труба 8, стропами 9 связанная с земной поверхностью.
Труба 8 выполнена из сочлененных элементов, смонтированных с возможностью относительного продольного перемещения, где фиксируются прижимами 10, то есть телескопически выдвигаемой на заданную высоту.
Генераторы функционального аэрозоля посредством резьбовых фланцевых втулок 11 (фиг. 2) вкручиваются в монтажные отверстия 5 аккумулятора 1 до упора фланцем.
При этом выходное сопловое отверстие 12 крышки 13 примыкает к полости аккумулятора 1 (условно не показано).
Во втулке 11 выполнен продольный паз 14, в котором размещен электрошнур 15 со штекером 16 для коммуникации с электроразъемом 4 на аккумуляторе 1.
При хранении генераторов штекер 16 прикреплен скотчем 17 к корпусу 18 генератора.
Электрошнур 15 соединен с воспламенителем 19, установленном под крышкой 13, внутри ресивера 20, над воспламенительной таблеткой 21 из чувствительного к тепловой энергии состава.
Воспламенительная таблетка 21 прикреплена к пиротехнической шашке 22, при горении которой генерируется аэрозоль, дисперсная фаза которого представляет собой активные центры льдобразования.
На тыльной стороне шашки 22 установлен усилительный заряд 23, кумулятивная выемка 24 которого направлена через зазор 25 на воспламенительную таблетку 21 нижерасположенной функциональной шашки 22.
Продольный набор снаряжения 21-22-23 генератора закреплен в картонной оболочке 26, коаксиально установленной в трубчатом корпусе 18 и закрытой инертной донной заглушкой 27.
Функционирует установка следующим образом.
Генераторы описанной конструкции в количестве 40-80 шт. вкручивают в монтажные отверстия 5 аккумулятора 1 смонтированной на местности установки до упора во фланец резьбовых втулок 11, обеспечив примыкание сопловых отверстий 12 в крышке 13 к объему аккумулятора 1.
Затем, освободив от скотча 17, штекеры 16 устанавливают в электроразъемы 4, коммутируя с блоком питания пульта 3.
Далее вручную с пульта 3 или от радиосигнала включают программу режима работы установки, запитывая генераторы: последовательно или параллельно группами.
При этом электрическим импульсом инициируется воспламенитель 19, форсом огня которого поджигается воспламенительная таблетка 21, которая обеспечивает торцевое послойное горение пиротехнической шашки 22, генерирующей функциональный аэрозоль, заполняющий ресивер 20.
В ресивере 20 газообразные продукты горения шашки 22 перемешиваются, расширяются, выравнивая давление.
Далее функциональный аэрозоль струйно выбрасывается в аккумулятор 1, объем которого наполняется в течение автономной работы каждого генератора в течение 6 минут.
Когда фронт горения шашки 22 выходит на тыльный торец, воспламеняется усилительный заряд 23, при горении которого кумулятивной выемкой 24 формируется форс пламени, остро направленный на воспламенительную таблетку 21 нижерасположенной пиротехнической шашки 22 - описанный выше цикл взаимодействия структурных элементов снаряжения повторяется до полного его выгорания.
Нагнетаемый вентилятором 6 воздух распределяется в решетке 7 в форме потока ламинарных струй и подается поперек распределенных по периметру аккумулятора 1 радиальных потоков аэрозоля из примыкающих генераторов.
При этом в аккумуляторе 1 происходит активное перемешивание генерируемого аэрозоля и разбавление воздухом, и принудительное аэродинамическое вытеснение функциональной смеси в примыкающую трубу 8.
Предварительно телескопическая труба 8 устанавливается на заданную высоту подъема аэродисперсного образования, которое выбрасывается в атмосферу, в объем обрабатываемых облаков или туман.
Таким образом в течение нескольких часов осуществляется автоматическая работа стационарной автономной установки в зоне изменения гидрометеорологической обстановки.
Льдообразующий аэрозоль вызывает образование искусственных осадков, в результате чего облака и туман рассеиваются, предотвращая градобитие.
Испытания опытной мобильной установки, оснащенной модернизированными генераторами функционального аэрозоля, по группе взаимосвязанных полезных моделей показали их надежное функционирование в заданных режимах, обеспечивая более эффективную обработку облаков и тумана, характеризующуюся практически полным их рассеиванием при выпадении регулируемых искусственных осадков, что позволяет рекомендовать конструкцию установки и комплектующих генераторов аэрозоля для поставки заказчикам.