ГЕНЕРАТОР АЭРОЗОЛЯ, ВОЗДЕЙСТВУЮЩЕГО НА ОБЛАКА И ТУМАН

Полезная модель относится к генераторам, пиротехническое наполнение которых при горении образует аэрозоль, воздействующий на состояние погоды, а именно: для рассеивания облаков и тумана, предотвращение градобитий и вызывания осадков.
Уровень данной области техники характеризует конструкция генератора функционального аэрозоля, описанного в патенте RU №127639, А62С 13/22, 2013 г.
Указанный ручной генератор огнетушащего аэрозоля содержит полимерный корпус диаметром под кисть руки человека, в котором закреплен через картонную обечайку функциональный заряд в виде последовательно плотно установленных пиротехнических шашек.
В сопловом отверстии трубчатого корпуса установлен воспламенитель из чувствительного к механическому воздействию состава, закрытый в служебном обращении и хранении колпачковой крышкой, легко снимаемой с цилиндрического кожуха, в котором размещен корпус.
С противной стороны корпус закрыт пыжом, к которому примыкает инертная заглушка, установленная в полой части корпуса, выполняющего функции рукоятки.
В открытом торце рукоятки установлена пробка, на торце которой закреплена терка для воздействия на воспламенитель, примыкающий к функциональному заряду.
Особенностью описанного генератора является выполнение кожуха телескопическим, с выдвигающейся частью, оснащенной инжекционными окнами, которая образует сопловую насадку, обжимающую поток генерируемого аэрозоля в огнетушащую струю, которая охлаждается и разбавляется холодным воздухом, инжектируемым через окна.
Продолжением достоинств этого генератора является присущий недостаток: низкая полезная нагрузка функционального снаряжения из-за наличия относительно протяженной пустотелой рукоятки. Кроме того, мобильность инициирования горения пиротехнического заряда ограничена ручным механическим воздействием на состав воспламенителя посредством терки, извлекаемой из рукоятки.
Отмеченные недостатки устранены в автоматическом генераторе аэрозоля, воздействующего на облака и туман, описанном в патенте RU 83685 U1, A01G 15/00, F42B 12/36, 2009 г., который по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному генератору.
Известный генератор аэрозоля для метеорологических преобразований в атмосфере содержит установленные в корпусе функциональную шашку из пиротехнического состава с теплозащитной оболочкой и осевой воспламенитель, связанный электрошнуром с коммутатором внешнего пускового устройства (дистанционного управления запуском), который смонтирован на кронштейне в ресивере, образованном цилиндрической крышкой с выходным отверстием.
Особенностью известного генератора является то, что теплоизолирующая оболочка шашки установлена в корпусе с эксцентриситетом, формируя продольный канал, где размещен электрошнур связи воспламенителя с коммутатором, выполненным в виде донной центральной электровтулки, изолированной от токоведущего фланца корпуса.
Кронштейн, несущий электровоспламенитель, геометрически замкнут открытым торцом крышки, преимущественно резьбовой.
Известный генератор характеризуется расширенными технологическими возможностями, при установке на фюзеляже летательного аппарата, для оперативного автоматического запуска в работу с бортового (внешнего) пускового устройства непосредственно в обрабатываемом облаке, что повышает эффективность требуемых изменений атмосферных условий, обеспечив диспергирование функционального аэрозоля непосредственно в обрабатываемые облака.
Продолжением достоинств известного генератора являются присущие недостатки:
- неудовлетворительная функциональная надежность из-за того, что через продольный канал между корпусом и оболочкой генерируемый аэрозоль поступает в донную полость, где накапливается и растущим давление может вытолкнуть заряд шашек в ресивер, что недопустимо по нарушению расчетной газодинамики;
- снижение эффективности основного аэрозольного действия по причине его агломерации и частичного оседания в относительно большом лабиринтном объеме ресивера, где смонтировано конструктивно сложное нетехнологичное крепление электровоспламенителя;
- непригодность монтажа генератора в примыкании выходного отверстия крышки к аккумулятору аэрозоля для его накапливания, перемешивания и последующего дросселирования распределенными струями в обрабатываемый объем.
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 генерируемого аэрозоля.
Технической задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение функциональной надежности и эффективности действия по назначению генератора аэрозоля, модернизированного новой взаимосвязью структурных элементов для адаптации ресивера с аккумулирующим устройством.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном генераторе функционального аэрозоля, содержащем установленный в цилиндрическом корпусе пиротехнический заряд в виде набора шашек, помещенных в термоизолирующей оболочке, и связанный электрошнуром с внешним пусковым устройством электровоспламенитель, смонтированный в ресивере под крышкой, оснащенной выходным отверстием, по предложению авторов, электровоспламенитель установлен в крышке, выходные отверстия которой распределены по ее периферии, снаружи ресивера на корпусе закреплена посредством кольцевых рифлей, заполненных анаэробным герметиком, резьбовая фланцевая втулка, а на нижнем торце размещенных с зазором между собой пиротехнических шашек выполнена прослойка усилительного состава с кумулятивной выемкой, направленной на нижерасположенную шашку, при этом резьбовая втулка оснащена продольным каналом под электрошнур связи электровоспламенителя с внешним пусковым устройством.
Отличительные признаки предложенного технического решения, во-первых, обеспечили монтаж модернизированных генераторов в примыкании к общему аккумулирующему устройству непосредственно из ресивера через выходные отверстия примыкающей крышки, чем обеспечено повышение эффективности, а во-вторых, увеличили функциональную надежность более технологичной конструкции.
Установка электровоспламенителя непосредственно в крышке упростила конструкцию генератора за счет исключения консольного кронштейна, для размещения и неподвижного крепления которого в ресивере использовалась цилиндрическая крышка большой протяженности, что значительно увеличило объем ресивера, негативно влияющий на качество функционального аэрозоля, при усложнении сборки и конструкции.
При центральном размещении электровоспламенителя в крышке ее выходные отверстия расчетного проходного сечения распределены по периферии и обеспечивают равномерный выпуск потока в виде ламинарных струй в технологическую накопительную емкость.
Размещение монтажной резьбовой фланцевой втулки, закрепленной на корпусе, снаружи ресивера обеспечило адаптацию генератора простым ввинчиванием в посадочное гнездо аккумулятора, непосредственно подсоединив ресивер посредством примыкания выходных отверстий крышки.
Фланец резьбовой втулки необходим для ее завинчивания до упора, в конструктивно определенное положение примыкания выходных отверстий ресивера к устройству аккумулирования.
Крепление резьбовой втулки на корпусе посредством кольцевых рифлей, заполненных анаэробным герметиком, который полимеризуется в щелях и зазорах без воздуха, является простейшим и надежным соединительным в замок средством, которое механически жестко фиксирует примыкающие структурные элементы.
Дискретное размещение пиротехнических шашек функционального заряда, при наличии на торце верхней шашки прослойки усилительной таблетки, кумулятивная выемка которой направлена на чувствительный к тепловому импульсу состав, помещенный на торце нижерасположенной шашки, направлено на стабилизацию скорости горения протяженного заряда за счет порционного последовательного ввода дополнительной тепловой энергии в демпфирующие зазоры между шашками.
Кумулятивная выемка усилительной прослойки формирует направленный поток энергии на гарантированное инициирование воспламенительной прослойки на нижерасположенной шашке, горение которой происходит в стабильном режиме.
Коаксиальная связь между собой функционального заряда, термозащитной оболочки и корпуса предотвратила переток генерируемого аэрозоля под заряд, исключив возможность несанкционированного продольного перемещения заряда в ресивер и, соответственно, обеспечив функциональность генератора в целом.
Выполнение во фланцевой резьбовой втулке продольного канала под электрошнур со штекером коммуникации обеспечивает надежность связи электровоспламенителя с внешним пусковым устройством и работоспособность генератора от запускающего его сигнала.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущей признакам в разобщенности, то есть поставленная в полезной модели техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.
Сущность предложенной полезной модели поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративную цель и не ограничивает объема притязаний совокупности существенных признаков формулы. На чертеже изображен предложенный генератор в продольном разрезе.
В трубчатом корпусе 1, через картонную термоизолирующую обечайку 2, последовательно установлены пиротехнический шашки 3 функционального заряда, при горении которого образуется газоаэрозольные продукты, активно воздействующие на облака и туман, адсорбируя (конденсируя) атмосферную влагу, или кристаллизируя ее в льдинки, что приводит к искусственным осадкам.
На верхнем торце каждой пиротехнической шашки 3 закреплена воспламенительная таблетка 4, чувствительная к тепловой энергии.
В зазоре 5 между шашками 3 установлены прослойки 6 из чувствительного пиротехнического состава, оснащенные кумулятивными выемками 7, направленными на нижерасположенные шашки 3. корпус 1 снизу (по чертежу) закрыт инертной заглушкой 8, а с противной стороны в ресивере 9 смонтирован электровоспламенитель 10, который штекером 11 подключается к внешнему пусковому устройству (условно не показан).
Ресивер 9 закрыт крышкой 12, по периметру которой распределены выходные сопловые отверстия 13.
На ресивере 9 корпуса 1 снаружи закреплена резьбовая втулка 14 посредством слоя анаэробного герметика, заполняющего его кольцевые рифли 16.
Во втулке 14 выполнен продольные канал 17 для размещения электрошнура 17 коммуникации штекером 11 с электровоспламенителем 10.
Втулка 14 оснащена упорным фланцем 18 для ограничения ввинчивания в монтажный клапан аккумулирующего устройства.
Штекер 11 при складском хранении генераторов прикреплен к корпусу 1 скотчем 19, который легко удаляется при монтаже.
Генератор резьбовой втулкой 14 укрепляется в общем аккумуляторе, пусковое устройство которого имеет программируемый блок инициирования генераторов, работающих последовательно, группами или одновременно, что не раскрыто в рамках настоящей полезной модели.
Функционирует предложенный генератор следующим образом.
После установки генератора на аккумулирующем устройстве штекер 11 освобождают от скотча 19 и подключают к источнику электропитания внешнего пускового устройства.
По команде от внешнего пускового устройства инициирующий импульс поступает на электровоспламенитель 10, при срабатывании которого образуется остро направленный форс пламени, поджигающий воспламенительную таблетку 4, тепловой энергией горения которой воспламеняется пиротехнический состав примыкающей шашки 3, горящей по открытому торцу.
Аэрозольные продукты горения шашки 3 накапливаются в ресивере 9, где они перемешиваются и выравнивается давление.
Затем из ресивера 9 аэрозоль струйно истекает через выходные сопловые отверстия 13 в крышке 12 в аккумулирующее устройство и далее - обрабатываемое облако или туман, где происходят структурные изменения содержащейся влаги, которая конденсируется или кристаллизируется на распределенных активных частицах аэродисперсного образования, в результате чего происходит выпадение искусственных осадков.
При догорании шашки 3 воспламеняется усилительная прослойка 6, при горении которой посредством кумулятивной выемки 7 формируется направленный форс пламени на нижерасположенную шашку 3, которая воспламеняется и горит по торцу, формируя функциональный аэрозоль, подобно вышеописанному.
Далее действия повторяется до последовательного выгорания всех шашек 3 функционального заряда, при ступенчатой активации скорости их горения и стабильном генерировании функционального аэрозоля, отработанные генераторы обратным порядком действий извлекаются из монтажных отверстий аккумулятора выкручиванием резьбовой втулки 14 совместно с несущим корпусом 1 и заменяются новыми генераторами для продолжения воздействия на облака и туман.
Сравнение предложенного технического решения с доступными аналогами уровня техники не выявило идентичного совпадения совокупности существенных признаков полезной модели.
Предложенные отличия генератора функционального аэрозоля не являются очевидными для специалиста по гидрометеорологической технике, изменяющей состояние атмосферы, и которые прямо не следуют из постановки технической задачи.
Изготовление совокупности структурных элементов генератора аэрозоля в их взаимосвязи возможно осуществлять на действующем производстве, по существующей технологии модельного ряда штатных генераторов.
Из вышесказанного можно сделать вывод о соответствии полезной модели условиям патентоспособности.
Испытания опытных образцов предложенного генератора аэрозоля показали хорошую последовательную воспламеняемость пиротехнических шашек и стабильное горение функционального заряда в целом, создающего аэродисперсное образование, активные реагенты или распределенные сорбенты изменяют гидрометеорологическую обстановку в атмосфере, что позволяет рекомендовать практическое внедрение в наземных многопозиционных установках для аэродромов и горной местности и для бортовых систем обработки облаков и тумана.