Способ активных воздействий на грозоградовые процессы
Владельцы патента RU 2571349:
Федеральное государственное бюджетное учреждение "ВЫСОКОГОРНЫЙ ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ" (ФГБУ ВГИ) (RU)
Изобретение относится к области активных воздействий на атмосферные процессы и предназначено для защиты от грозы и града сельскохозяйственных угодий, для регулирования электрического состояния атмосферы в зонах повышенного риска (космодромы, атомные станции, авиалинии) для защиты от молниевых разрядов. Для воздействий на грозоградовые процессы засевают кристаллизующими реагентами области зарождения града обновляющейся части облака. Инициируют молниевые разряды путем внесения ракет или снарядов в виде отдельных развернутых и ориентированно падающих токопроводящих проводов. Токопроводящий провод выполнен в виде шнура из углеродной нити в комбинации с металлической нитью. Металлическая нить размещена вдоль центральной оси токопроводящего шнура или вплетена в ее структуру. Способ обеспечивает повышение эффективности активных воздействий на грозоградовые процессы. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области активных воздействий на облачные процессы с целью защиты сельскохозяйственных культур, лесных угодий и прочих объектов от грозы и града.
Известны различные способы воздействия на грозоградовые процессы, в том числе и способы, в основе которых лежит принцип засева кристаллизующими реагентами области зарождения града, расположенной в обновляющейся части облака [1]. Однако данные способы недостаточно эффективны в связи с существованием в облаках молниевых разрядов, существенно влияющих на темп развития грозоградовых процессов.
Известен способ предотвращения разряда молний [2], заключающийся в том, что между двумя заряженными разными знаками, облачными зонами рассеивают большое количество металлизированных нитей длиной не менее 10 см. Однако способ малоэффективен для борьбы со скоротечными облачными процессами, потому что металлизированные нити являются неустойчивыми и маломощными коронными разрядниками и срабатывают только при условии их коронирования.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ прерывания грозоградовых процессов в облаках, включающий засев кристаллическими реагентами области зарождения града, расположенной преимущественно в обновляющейся части облака, с последующим внесением в эту область с помощью ракет или снарядов молниевых разрядников в виде отдельных, развернутых и ориентированно падающих электрических проводов [3], (ПРОТОТИП).
В известном способе электрические провода в облаке развернуты и ориентированы, поэтому с их помощью вносят в облако не коронные, а отдельные молниевые разрядники. Известный способ за счет искусственного инициирования молниевых разрядов снижает напряженность электрического поля и тем самым форсирует скоротечные грозоградовые процессы.
К основным недостаткам известного способа можно отнести недостаточно высокую его эффективность, обусловленную тем, что процесс снижения напряженности электрического поля за счет молниевых разрядов ускоряет только процесс агрегации уже готовых мелких кристаллов и их коагуляционный рост в облаках, а на сам исходный процесс формирования кристаллов из переохлажденных облачных капель (как реагент) не действует.
Техническим результатом от использования заявленного технического решения на практике является повышение эффективности активных воздействий на грозоградовые.
Технический результат достигается тем, что в известном способе активных воздействий на грозоградовые процессы, заключающемся в засеве кристаллизующими реагентами области формирования условий зарождения града, расположенной в обновляющей части облака, путем инициирования молниевых разрядов в этой части облака путем внесения в нее с помощью ракет или снарядов молниевых разрядников в виде отдельных развернутых и ориентировано падающих электрических проводов, согласно способу молниевый разрядник выполнен в виде шнура, образованного из углеродной нити в комбинации с металлической нитью, катализирующей при сгорании в условиях высоких температур в канале молнии процесс образования активных углеродных наноструктурных материалов, например фуллеренов и нанотрубок, при этом металлическая нить размещена вдоль центральной оси токопроводящего шнура либо вплетена в ее структуру.
Технический результат достигается и тем, что в качестве катализирующей компоненты используется нить, полученная из цинка, никеля либо другого металла, катализирующего в условиях высоких температур в канале молнии процесс образования активных углеродных наноструктурных материалов.
На рисунке (Фиг. 1) показан молниевый разрядник, выполненный в виде развернутого, ориентированно падающего комбинированного токопроводящего шнура 1 с грузиком 2 и парашютом 3.
Комбинированный молниевый разрядник может иметь разные виды исполнения. На рисунке (Фиг. 2) металлическая нить 4 размещена вдоль центральной оси токопроводящего шнура, образованного снаружи из углеродной нити 5, а на рисунке (Фиг. 3) углеродная нить 5 сплетена с металлической нитью 4 в единое целое и образует токопроводящий шнур.
Предлагаемый способ реализуется следующим образом.
Путем радиолокационного зондирования облака по известным критериям в нем выделяют область формирования градовых осадков. Затем, с помощью известных противоградовых средств, например ракет типа «Алазань-9», в зону формирования градовых осадков вносят реагент (AgI) и одновременно с помощью ракет, либо других средств доставки, над областью засева сбрасывают электрические разрядники, каждый из которых представляет собой шнур 1 (Фиг. 2 и 3), образованный из углеродной нити в комбинации с металлической нитью. Под действием груза 2 и парашюта 3 молниевые разрядники разворачиваются и ориентированно падают вниз. По данным ряда источников [3] длина таких разрядников должна быть не менее 60 м, чтобы инициировать внутриоблачный молниевый разряд. Сбрасывать разрядники в облако следует в шахматном порядке на расстоянии друг от друга (примерно) в 500 м. При молниевом разряде токопроводящий шнур, состоящий из углеродной и металлической нитей, под действием высоких температур в канале молнии мгновенно превращается в пар, из которого затем образуются активные углеродные наноструктурные материалы - фуллерены и нанотрубки, которые являются весьма активными и при взаимодействии с облачной средой формируют дополнительные центры кристаллизации в облаке. Процесс конденсации переохлажденного водяного пара на наночастицах, обладающих льдообразующими свойствами, протекает весьма интенсивно. Это обусловлено тем, что такие твердотельные наноструктуры, как фуллерены, нанотрубки и другие наночастицы, могут активно взаимодействовать непосредственно с водой, образуя при этом упорядоченный кластер, поперечные размеры которого могут в десятки раз превышать поперечный размер самой наночастицы.
Таким образом, спровоцированный молниевый разряд, с одной стороны, резко снижает напряженность электрического поля в значительном объеме облачной среды и ослабляет грозовую активность, а с другой стороны, одновременно под действием образовавшихся в канале молнии фуллеренов и нанотрубок стимулируется и сам процесс осадкообразования в облаке, что повышает эффективность активных воздействий на грозоградовые облака.
Предлагаемый способ может быть использован в сфере активных воздействий на облачные процессы с целью стимулирования осадков, а также для регулирования электрического состояния атмосферы в зонах повышенного риска (космодромы, атомные станции, авиалинии и т.д.), где требуется специальная защита от молниевых разрядов.
Литература
1. Авторское свидетельство СССР №875657, М. кл. A01G 15/00, 1980.
2. Патент США №3284005, М. кл. A01G 15/00, 1966.
3. Авторское свидетельство СССР №1839962, МПК. A01G 15/00, 2006. ПРОТОТИП.
1. Способ активных воздействий на грозоградовые процессы, заключающийся в засеве кристаллизующими реагентами области формирования условий зарождения града, расположенной в обновляющейся части облака, путем инициирования молниевых разрядов в этой части облака путем внесения в нее с помощью ракет или снарядов молниевых разрядников в виде отдельных развернутых и ориентированно падающих токопроводящих проводов, отличающийся тем, что токопроводящий провод формируют в виде шнура, образованного из углеродной нити в комбинации с металлической нитью, при этом металлическую нить размещают вдоль центральной оси токопроводящего шнура либо вплетают в ее структуру.
2. Способ активных воздействий по п.1, отличающийся тем, что в качестве металлической нити используют нить, полученную, например, из цинка, никеля либо другого металла, катализирующего в условиях высоких температур в канале молнии процесс образования активных углеродных наноструктурных материалов.
