Изобретение относится к способам изменения атмосферных условий путем восстановления озонового слоя.
Известен способ получения сверхравновесных концентраций озона из кислорода, заключающийся в сжатии кислорода до 1-150 атм нагреве его до 2000-3000 К и пропускании его через сверхзвуковое сопло [1] .
Недостатки способа - большие затраты тепловой энергии для нагрева кислорода; выработка озона рассчитана только на стационарные и земные условия; ограничена возможность получения большого количества вырабатываемого озона из кислорода на земле из-за опасности взрыва.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ восстановления озонового слоя путем подъема с помощью летательных аппаратов и выпуска в атмосферу на высоте 12-30 км продуцированного на Земле кислорода, который под действием солнечного излучения комбинирует и образует озон [2] .
Недостатком способа является ограниченная производительность из-за небольших бортовых запасов кислорода в летательном аппарате, доставляемых с Земли до расположения озонового слоя (Н = 25 км) за один вылет аппарата.
Цель изобретения - увеличение количества озона, образующегося в основном слое атмосферы за единицу времени.
Цель достигается тем, что в способе восстановления озонового слоя атмосферы, заключающемся в подъеме с помощью летательного аппарата на заданную высоту полета источника кислорода и образовании из него озона, кислород из источника получают в жидком виде, используя хладоресурс топлива-водорода, из воздуха на высоте полета 10-15 км, причем озон образуют на высоте размещения основного слоя атмосферы путем пропускания жидкого кислорода через электроозонатор со сверхзвуковым соплом. Для получения жидкого кислорода воздух охлаждают вторичным азотоводородным хладоресурсом, а затем первичным хладоресурсом жидкого азота, который получают путем охлаждения газообразного азота первичным хладоресурсом топлива-водорода.
На фиг. 1 показано устройство, реализующее способ; на фиг. 2 - связи отдельных частей устройства с двигателем; на фиг. 3 - схема ожижения кислорода воздуха.
Устройство содержит летательный аппарат 1 с высоким аэродинамическим качеством, топливные водородные баки 2 которого размещены в фюзеляже 3, связаны трубопроводами 4 непосредственно с камерой сгорания 5 турбореактивного двигателя 6, компрессор 7 которого связан воздушным трубопроводом 8 с ожижителем кислорода воздуха 9, состоящим из воздушно-азотоводородного теплообменника 10, разделительного аппарата 11 и азотоводородного теплообменника 12, воздушных трубопроводов 13, азотных трубопроводов 14, водородных трубопороводов 15, а также связан трубопроводом 16 через насос 17 с кислородным баком 18, размещенным в фюзеляже аппарата, который в свою очередь связан через трубопровод 19 с электроозонатором 20 и с реактивным соплом 21, размещенным в хвостовой части аппарата.
Пример конкретного осуществления способа заключается в следующем.
В летательном аппарате 1 с кислородным электроозонатором 20 и весом Gо = 500Т заправляют топливные баки 2 с водородом, затем аппарат поднимают с помощью турбореактивных двигателей 6 на высоту 10-15 км, где отсутствуют водяные пары, и с дозвуковой скоростью полета 746 км/ч осуществляют горизонтальный полет и одновременно осуществляют ожижение кислорода воздуха, в течение полета τ = = 3,6 ч на борту аппарата заполняются кислородные баки до 92 Т.
Принцип работы силовой установки и ожижителя кислорода воздуха заключается в следующем.
Воздушный поток поступает в компрессор 7 двигателя 6, который используется в камере сгорания 5 для сжигания водорода и создания двигателя, а часть его отбирается от компрессора 7, по трубопроводу 8 направляется в ожижитель кислорода воздуха 9. В этом случае воздух поступает по трубопроводу 8 с температурой Т = 600 К в теплообменник 10, где предварительно охлаждается до Т = 250 К остаточным хладоресурсом азота и водорода, затем поступает по трубопопроводу 13 в разделительный аппарат 11, в который одновременно поступает из теплообменника 12 по трубопроводу 14 жидкий азот С Т = 70 К. Причем перед запуском магистраль 14 заполняют жидким азотом из бака.
При смещении азот отдает свой хладоресурс кислороду воздуха, ожижает его при Т = 90 К и сливает по трубопроводу 16 в бак 18. Из аппарата 11 газообразный азот выбрасывается, часть через теплообменник 10 в атмосферу, а часть используется для дальнейшего охлаждения и ожижения его водородом в теплообменнике 12. В этом случае водород поступает из бака 2 с температурой Т = 22 К в водородно-азотный теплообменник 12, отдает свой хладоресурс азоту, ожижает его при Т = 70 К и выходит с Т = 95 К, затем по трубопроводу 15 поступает через теплообменник 10, где отдает остаточный хладоресурс и нагревается до Т = = 300 К, в камеру сгорания 5 двигателя 6.
Пусковой жидкий азот подается по магистрали 14 в разделительный аппарат 11 из запасного бака.
После заполнения кислородом воздуха баков осуществляется подъем летательного аппарата (ЛА) на высоту 25 км, на который ЛА кратковременно барражирует и осуществляет выброс кислорода в атмосферу через электроозонатор 20 со сверхзвуковым соплом 21 в течение τ = 0,33 ч с удельной производительностью G03 = 65,7 т/ч при КПД кислородного озонатора ηоз = 0,238 (см. Auhen technische Hochschule: Auchen RKD. 1985, с. 105). Затем цикл полета повторяют несколько раз. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1230126, кл. C 01 B 13/10, 1989.
2. Дерковский М. М. Восстановление озонового слоя. Проект земного шара будущего. Каталог выставки Комитета Космонавтики ДОСААФ СССР, 1990, с. 32.
Изобретение относится к способам изменения атмосферных условий путем восстановления озонового слоя. Цель - увеличение количества озона, образующегося в основном слое атмосферы за единицу времени. Способ восстановления озонового слоя атмосферы заключается в подъеме с помощью летательного аппарата на высоту 10 - 15 км источника жидкого кислорода, получаемого из воздуха, используя хладоресурс топлива - водорода, путем пропускания его через электроозонатор со сверхзвуковым соплом, а также используя вторичный азотоводородный и первичный азотный хладоресурсы. 3 ил.
