Пиротехнический состав для изменения погодных условий

Международная патентная классификация:       A01G

Патент на изобретение №:      2181239

Автор:      Будко Е.А., Козлов В.Н., Лихачев А.В.

Патентообладатель:      Козлов Владимир Николаевич

Дата публикации:      20 Апреля, 2002

Начало действия патента:      13 Апреля, 2000

Адрес для переписки:      197136, Санкт-Петербург, Малый пр. ПС, 70, кв.18, В.Н.Козлову

Изображения

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано при проведении работ по активным воздействиям для метеозащиты от неблагоприятных погодных условий. Пиротехнический состав содержит в качестве горючего порошок магния или его сплавов, в качестве окислителя нитрат щелочного металла, в качестве регулятора процесса горения мочевину, фенолформальдегидную смолу и сульфат кальция при определенных соотношениях компонентов. Изобретение позволяет создать состав, который увеличивает чувствительность состава к действию воспламенительного вещества, стабилизировать процесс горения при сохранении его экологической безопасности применения и неограниченного температурного порога воздействия на облака. 2 табл.

Изобретение относится к области активных воздействий на метеорологические процессы, в частности для рассеяния облаков, туманов и искусственного регулирования осадков из облаков различных форм. Наиболее распространенными видами воздействия на облака являются интенсификация осадкообразующего механизма с целью вызывания дополнительных осадков либо предотвращение выпадения осадков. Управление процессом выпадения осадков основывается на анализе микро- и макрофизических процессов в облаках, определение которых позволяет выбрать соответствующий реагент для проведения засева облаков и способ его применения. Известно, что естественные облака состоят из капель воды при положительных температурах или кристаллов льда при температуре ниже нуля градусов. Необходимыми условиями для конденсации водяного пара являются ядра конденсации, которыми, как правило, служат гигроскопические вещества морского или океанического происхождения, продукты горения органических или неорганических веществ и частицы выветривания почв и горных пород, несущие положительный или отрицательный электрический заряд.

Процессы конденсации водяного пара на гигроскопических ядрах наблюдаются как при положительных, так и при отрицательных температурах. Проведенные исследования ядер конденсации показали, что они преимущественно состоят из солей щелочных металлов (натрий, калий), магния и галогенов. Изучение процессов конденсации водяного пара в атмосфере позволяет осуществлять регулирование осадкообразующего механизма введением дополнительного количества ядер конденсации водяного пара в различные части облака, вызывая интенсификацию генерации осадков или прерывание действия осадкообразующего механизма и диссипацию (рассеяние) облака. Составы для воздействия на облака в целях изменения погодных условий, как показали исследования естественных ядер конденсации, возможно получать пиротехническим способом, состоящими из тех же компонентов, которые были обнаружены в жидких или твердых осадках.

Аналогами предлагаемого изобретения являются пиротехнические составы по патентам США 3630950, МПК А01G 15/00, 1971 г. и РФ 2090549, МПК С06Д 3/00, С06В 31/02, A01G 15/00, 1997 г. Состав по патенту 3630950 содержит магний в качестве горючего, нитраты щелочных металлов в качестве окислителя, галогенид металла при молярном соотношении горючего и окислителя 1,5:1 - 3,5:1. Недостатком указанного состава является ограниченный температурный диапазон применения (ниже нуля градусов), экологическая небезопасность использования (возможное "засаливание" поверхности почвы в местах интенсивного использования).

Ближайшим аналогом изобретения является состав для рассеивания облаков и туманов по патенту РФ 2090549 (авторы: Козлов В.Н., Лихачев А.В., Окунев С. М., Фомин В.А., Соснов А.В.), содержащий порошок магния или его сплавов, нитраты щелочных металлов и мочевину при молярном соотношении металлического горючего к окислителю от 2,1:1 до 6,25:1 и следующем соотношении всех компонентов (в мас.%): мочевина 10-18, нитрат щелочного металла 32-55, порошок магния или его сплавов 27-53. Опыт использования этого состава показал, что его недостатками являются низкая чувствительность к воспламенению и нестабильность процесса горения в облачной среде. Скорость горения пиротехнического состава уменьшается с увеличением концентрации мочевины и при 20 в. ч. горение прекращается.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение чувствительности состава к действию воспламенительного вещества, стабилизация процесса горения при сохранении его экологической безопасности применения и неограниченного температурного порога воздействия на облака, упрощение технологии изготовления.

Поставленная задача достигается использованием состава, содержащего в качестве горючего порошок магния или порошок сплавов магния 27-53%, в качестве окислителя нитрат щелочного металла 32-55%, в качестве регулятора процесса горения мочевину 10-18% с добавлением фенолформальдегидной смолы 2-5% и сульфата кальция 3-5% (табл.1).

Состав действует следующим образом. Воспламенительный механизм пиропатрона, например ПВ-26, инициирует горение основного состава. Введение дополнительно фенолформальдегидной смолы и сульфата кальция способствует увеличению чувствительности к действию воспламентельного состава в 2 раза, при этом происходит ровное стабильное горение без выбросов незагоревшихся частиц заряда, скорость горения зарядов при этом незначительно изменяется (табл.2). Для определения воспламеняемости и скорости горения использовались образцы пиротехничской смеси массой 20 г, запрессованные в бумажные оболочки диаметром 23 мм. Кроме того, введение дополнительных компонентов позволяет упростить технологию изготовления зарядов, которые могут изготовляться обычным способом глухого прессования или с добавлением воды литьевым способом. Высокая температура горения вызывает термоионизацию щелочного металла. Наличие 10-18% состава мочевины способствует преимущественному образованию положительных ионов. В результате горения пиротехнического состава образуются частицы радиуса ~ 10-5 см, которые являются ядрами конденсации в атмосфере. Принимая во внимание плотность реагента, равную ~2 г/см3, число таких частиц составит ~1014 на грамм реагента. На основании распределения Больцмана можно определить, что при термоионизации щелочных металлов при температуре горения пиротехнической смеси образуется ~1015 пар ионов. Таким образом, можно считать, что образовавшиеся частицы в результате ионизации несут в среднем единичный положительный заряд. Введение положительного заряда в облако приводит к образованию нисходящих движений и диссипации облака.

Проведение активных воздействий в январе и мае-июле 1997 года показало, что предлагаемый состав активно воспламеняется, стабильно горит и эффективно действует как при отрицательных, так и при положительных температурах облаков.

Так, например, в результате экспериментального засева облаков с самолета АН-2 в Ленинградской области в январе 1997 года было предотвращено выпадение снегопада над городом. Воздействия проводились на слоисто-дождевые облака фронта окклюзии по типу холодного на расстоянии 100-150 км, переносимые юго-западным потоком в сторону города со скоростью ~30 км/ч. Высота воздействия составляла 2,5-3,0 км, температура наружного воздуха (-10,8)

(-12)oС. В результате отстрела 10 генераторов в габаритах пиропатрона ПВ-26 с интервалом 15-20 с через 10-15 минут после воздействия радиолокатором зафиксировано интенсивное выпадение осадков юго-западнее города на удалении 50-80 км. В Санкт-Петербурге выпадение осадков (снега) не наблюдалось.

24 мая 1997 г. была проведена метеозащита г. Санкт-Петербурга от выпадения осадков. Воздействие проводилось на конвективную облачность на удалении 80-90 км северо-восточнее города с самолета АН-2. Высота нижней границы облаков составляла 1,5-2,0 км с температурой около oС. Всего было израсходовано 13 пиропатронов. В результате воздействия через 10-20 мин прошли интенсивные осадки в районе Сосново-Токсово. В Санкт-Петербурге осадков не наблюдалось.

28 июня 1997 г. была проведена метеозащита г.Пушкина во время проведения "Царскосельского карнавала". Активные воздействия проводились с 10.00 до 21.00 ч на облачные образования, связанные с прохождением фронта окклюзии с борта легкомоторного самолета. Высота воздействия составляла 1,5-2,0 км при температуре наружного воздуха от 5 до 6oС. В результате метеозащиты в часы проведения карнавала выпадения осадков не наблюдалось, в то же время в соседних районах области наблюдались интенсивные осадки до 10-14 мм за день.

Во всех трех приведенных примерах воздействия не наблюдалось ни одного отказа в воспламенении пиросоставов, горение было стабильным.

Таким образом, предлагаемый пиротехнический состав позволяет эффективно изменять погодные условия, вызывать диссипацию облака или предотвращать выпадение осадков из природных облаков, расположенных как в области отрицательных, так и области положительных температур. Так как предлагаемые составы имеют более высокую чувствительность к действию воспламенительного состава, то значительно упрощается технология изготовления из них зарядов из-за отсутствия изготовления одного или двух переходных составов и прессование можно проводить в одну запрессовку. Кроме того, наличие в составе сульфата кальция позволяет проводить изготовление зарядов литьевым способом в водных смесях, значительно повышающих безопасность производства.

Таким образом, положительный эффект от введения дополнительных компонентов: фенолформальдегидной смолы 2-5% и сульфата кальция в количестве 3-5% заключается в значительном увеличении чувствительности составов к действию воспламенительного состава, что позволяет упростить технологию изготовления из него зарядов. Кроме того, введение дополнительных компонентов позволяет стабилизировать процесс горения. Наличие сульфата кальция даже в таких небольших количествах позволяет изготовлять заряды литьевым способом.

Существенным отличием предлагаемого состава от прототипа является непрерывное горение с постоянной скоростью. Введение дополнительных компонентов фенолформальдегидной смолы и сульфата кальция и соотношение между компонентами, определенное экспериментальным путем (табл.1), способствуют стабилизации процесса горения и равномерному засеву облака ионогенным гигроскопическим аэрозолем, преимущественно положительно заряженным, так как при этом развиваются интенсивно нисходящие движения на всей трассе действия пиротехнической шашки. Пиротехнический состав экологически безопасен, так как сам состав и продукты его горения являются составными частями естественных атмосферных ядер конденсации водяного пара.

Формула изобретения

Пиротехнический состав для изменения погодных условий, содержащий в качестве горючего порошок магния или порошок сплавов магния, в качестве окислителя - нитрат щелочного металла, в качестве регулятора процесса горения - мочевину, отличающийся тем, что он дополнительно содержит фенолформальдегидную смолу и сульфат кальция при следующем соотношении всех компонентов, %: Мочевина - 10-18 Нитрат щелочного металла - 32-55 Порошок магния или его сплавов - 27-53 Фенолформальдегидная смола - 2-5 Сульфат кальция - 3-5а

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 14.04.2004

Извещение опубликовано: 20.03.2005 БИ: 08/2005

Популярные патенты:

2125366 Доильный аппарат

... с ресивером 3. В ресивере 3 поступающий от компрессора воздух очищается от паров машинного масла. Включается кран 4, и воздух по воздушному шлангу 5 поступает в емкость 6, создавая избыточное давление на поверхность раствора, открывается кран 9. Поворотом ротора 14, размещенного в корпусе 12, кольцевой канал 13 соединяет шланг содосолевых и других растворов 10 с молочным шлангом 16 /позиция 1, фиг. 2/. От крана 11 по молочному шлангу 16, через камеру коллектора 26, по молочному шлангу 29 и катетеру 37 раствор поступает в молочную цистерну вымени коровы. Заданное количество раствора контролируется по шкале 7, и по его достижении молочной цистерны блок управления 17 при помощи ...

2216923 Способ выращивания льна-долгунца

... земледелия на рубеже столетий. Материалы международной научно-практической конференции, 16 июня 2000, г. Щучин, Минск, Белорусское издательское Товарищество "Халта", 2000, с. 220-222. 10. Т. Н. Лапковская, С.В.Сорока. Актуальные проблемы адаптивной интенсификации земледелия на рубеже столетий. Материалы международной научно-практической конференции, 16 июня 2000, г. Щучин, Минск, Белорусское издательское Товарищество "Халта", 2000, с. 222-226. 11. Н. А. Лобань, Л.Г.Шейко, М.П.Самойлович. Эффективность новых защитно-стимулирующих препаратов и регуляторов роста на льне. Актуальные проблемы адаптивной интенсификации земледелия на рубеже столетий. Материалы международной ...

2278488 Способ создания пастбищных экосистем весенне-летнего срока использования

... заявленного изобретения, заключаются в следующем.Для отработки технологических приемов и параметров отдельных операций при создании пастбищных экосистем весенне-летнего срока использования были проведены исследования по выявлению минимально необходимой предпосевной обработки почвы, лучших сроков и способов посева, оптимальных норм высева семян и глубины их заделки в почву, а также необходимости ухода и способов ухода за агрофитоценозами. На основании результатов этих исследований выявлены параметры агротехнических приемов.Подготовка почвы к посеву включает вспашку на глубину не менее 0,20÷0,22 м с последующим боронованием. Обработку почвы производят в ранне-весенний период ...

2197796 Рабочий орган ручного почвообрабатывающего орудия

... рабочего органа с основной, дополнительной и вспомогательными режущими кромками в сечениях В-В, Г-Г, Д-Д на фиг.8, основная дополнительная и вспомогательные режущие кромки образованы фасками, выполненными на задней поверхности лезвия; на фиг.10 - поперечное сечение режущей кромки, расположенной между основной и дополнительной кромками, (образована фаской, выполненной на задней поверхности лезвия); на фиг.11 - сечение З-З на фиг.8, сечение ложа, выполненного выпуклой частью к черенку; на фиг.12 - то же, выпуклой частью от черенка; на фиг.13 изображено одно из отверстий ложа для крепления черенка, образованное радиусными кривыми, описанными вокруг центра другого отверстия, ...

2112341 Лапа плоскорежущая

... боковой поверхности щеки 3. Верхний обрез 9 зигзагообразной пластины 4 смещен вперед по высоте относительно нижнего обреза 10 пластины 4. Нижний обрез 10 пластины 4 расположен параллельно задней кромке 11 односторонней лапы 2 и над ней. Длина l наклонной части зигзагообразной пластины 4 и длина L односторонней лапы 2 находятся в соотношении 1 : (8 - 10). Лапа плоскорежущая выполнена из листовой стали, развертка которой изображена на фиг. 6. Лапа плоскорежущая работает следующим образом. При обработке междурядий посевов пропашных культур на ровном поле стойку 1 располагают таким образом, чтобы расстояние от культурных растений до стойки 1 не превышало 6 - 8 см. При движении ...

Еще из этого раздела:

2495561 Машина лесозаготовительная

2175833 Охладитель молока с аккумулятором холода

2459398 Способ рекультивации почв, загрязненных минерализованными водами

2050099 Косилка с всасывающим устройством

2400963 Передвижной перегрузчик для зерна сельскохозяйственных культур

2061349 Рама универсальной навесной сельскохозяйственной машины

2048767 Способ отбора самок норок для воспроизводства

2245614 Устройство для очистки вороха в зерноуборочном комбайне

2007081 Способ биологической борьбы с вредителями капусты

2056100 Доильный стакан

Изобретения в сфере сельского хозяйства, животноводства, рыболовства

Пиротехнический состав для изменения погодных условий

Изображения

Формула изобретения