РАКЕТА ДЛЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОБЛАКА Российский патент 1999 года по МПК A01G15/00 

Описание патента на изобретение RU2129354C1

Изобретение относится к средствам для воздействия на облака, а именно к ракетам для воздействия на облака с целью предотвращения градобитий сельскохозяйственных культур и вызывания осадков.

Одной из важнейших проблем, возникающих при разработке противоградовых ракет, является проблема повышения эффективности их действия на облака.

Известны противоградовые ракеты ПГИ и "Облако", описанные в книге Л.Г. Качурина "Физические основы воздействия на атмосферные процессы", Гидрометеоиздат, Л., 1973, с. 136 - 139.

Известна также противоградовая ракета по патенту Югославии N 1474/84 от 30.02.86, по кл. F 42 B 13/46.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является противоградовая ракета "Алазань 2М" (см. журнал "Наука и жизнь", N 10, 1984, с. 95, 96), содержащая двигатель, сопловой блок, стабилизатор, головную часть с шашкой активного дыма и дымовыходными отверстиями в корпусе, и исполнительным механизмом, электрокапсюльную втулку и систему ликвидации, включающую разрывной заряд, обеспечивающий дробление ракеты на безопасные осколки.

Недостатком известных устройств, как аналогов, так и прототипа, является значительное - до 5...15 мин время от введения активного дыма в градоопасное облако до начала кристаллизации (время проявления активности). Такая задержка может привести к пропускам градобитий, особенно при воздействии на сверхмощные и быстротекущие суперячейковые градовые процессы, градобития от которых, как правило, имеют катастрофический характер.

Увеличенное время проявления активности объясняется недостаточной величиной, а следовательно, и активностью частиц дыма. (О процессах градообразования см., например, статьи: Хоргуани В.Г. и Шаранова Р.А. Об образовании искусственных зародышей градин в переохлажденном конвентивном облаке. Труды Высокогорного геофизического института, 1987, вып. 67, с. 23 - 29; Данов Е. И. и др. О тенденции роста параметров кучевых облаков. Труды Среднеазиатского регионального научно-исследовательского гидрометеорологического института, 1975, вып. 30 (III), с. 18 - 21). Дело в том, что у ракет ПГИ, "Облако" и "Алазань 2М" истечение активного дыма происходит из отверстий в головной части, при этом образуются весьма мелкие (около 8•10-6 см) твердые частицы дыма, из-за своей недостаточной величины имеющие увеличенное время проявления активности.

У ракеты по вышеупомянутому патенту Югославии истечение продуктов сгорания льдообразующего твердого топлива происходит через сопло двигателя. Для рабочего процесса в ракетном двигателе характерны высокие давление и температура, поэтому конденсация частиц дыма происходит не в камере двигателя, а после выхода продуктов сгорания льдообразующего топлива через сопловые отверстия в атмосферу. По этой причине на выходе образуются довольно мелкие частицы, время превращения которых в искусственные зародыши града может в ряде случаев оказаться больше, чем естественный процесс градообразования.

Задачей изобретения является уменьшение времени от введения активного дыма в градоопасное облако до начала кристаллизации с целью повышения эффективности действия ракеты. Поставленная задача решается тем, что в известной ракете для воздействия на облака, содержащей головную часть с дымовыходными отверстиями, в которой расположена шашка активного дыма с центральным каналом, реактивный двигатель с сопловыми отверстиями, систему ликвидации и стабилизатор, в ней между шашкой активного дыма и двигателем установлена диафрагма, площадь осевого отверстия в которой составляет от 0,5 до 1,0 суммарной площади дымовыходных отверстий в головной части и от 0,25 до 0,8 суммарной площади сопловых отверстий двигателя.

Канал шашки активного дыма с обоих торцев на глубину от 0 до 1/3 ее длины покрыт негорючим материалом, при этом диаметр канала составляет от 0,2 до 0,4 диаметра шашки.

Расстояние от диафрагмы до сопловых отверстий составляет от 6 до 20 внутренних диаметров двигателя.

Установка диафрагмы между шашкой активного дыма и двигателем приводит к тому, что активный дым истекает не только через отверстия в головной части, но и через сопла двигателя. В процессе движения дыма по камере двигателя происходят конденсация и коагуляция частиц дыма, и в атмосферу через сопловые отверстия истекает дым с более крупными и более активными частицами.

Расход дыма через двигатель и головную часть регулируется соотношением площадей отверстий в диафрагме и в обтекателе головной части. В результате в атмосферу выделяется сбаланасированное количество крупных и мелких части активного дыма, и время проявления активности снижается до 1...2 мин.

Площадь осевого отверстия в диафрагме менее 0,5 суммарной площади отверстий в головной части не обеспечивает такого расхода дыма через диафрагму, который требуется для поддержания скорости его движения в камере двигателя, из-за чего нарушаются условия коагуляции и существенно уменьшается количество крупных частиц.

При площади отверстия в диафрагме более 1,0 суммарной площади отверстий в головной части уменьшается расход дыма через отверстия в обтекателе и недопустимо снижается количество мелких частиц, а значит заметно уменьшается и общее количество частиц.

Площадь осевого отверстия в диафрагме от 0,4 до 0,8 суммарной площади сопловых отверстий определяет оптимальное время пребывания дыма в камере, в течение которого образуется достаточное количество крупных частиц.

При площади отверстия в диафрагме менее 0,4 суммарной площади сопловых отверстий скорость движения дыма в камере уменьшается, возрастает вероятность налипания частиц на внутренние стенки камеры, и соответственно уменьшается количество частиц, истекающих в атмосферу.

Площадь отверстия в диафрагме более 0,8 суммарной площади сопловых отверстий делает эти отверстия весьма близкими по площади, давление в головной части и в двигателе практически выравнивается, что отрицательно сказывается на процессе коагуляции частиц.

Истечение активного дыма одновременно в сопло и в отверстия в головной части позволило также исключить возможность эрозионного горения, возникающего в случае отсутствия свободного оттока продуктов сгорания из канала шашки.

Канал шашки активного дыма с обоих торцев, на глубину от 0 до 1/3 ее длины, покрыт негорючим материалом. Негорючее покрытие регулирует расход дыма из канала шашки, его размеры зависят от скорости горения конкретной партии состава.

На нижнем пределе скорости горения негорючее покрытие не требуется, и горение происходит по всему каналу шашки и с торцев.

С увеличением скорости горения состава возрастает скорость движения продуктов сгорания в канале шашки, горение принимает эрозионный характер. Возрастает также расход состава и его может не хватить на всю траекторию полета ракеты.

В этом случае канал шашки покрывается (бронируется) негорючим материалом, например асбестом, со стороны торцев на глубину, которая выбирается в зависимости от скорости горения состава, но не более 1/3 длины канала, т.к. при большей глубине значительно уменьшается площадь горения и соответственно выход кристаллизующих частиц в начале горения шашки.

Сама по себе скорость горения состава в определенных пределах зависит от ряда факторов, таких как дисперсность компонентов, технология изготовления и т.п.

Введение покрытия расширяет, таким образом, и технологические возможности при изготовлении шашки.

Выбор диаметра канала шашки также играет определенную роль в регулировании процесса ее горения.

В шашках с диаметром канала менее 0,2 диаметра шашки нарастают процессы эрозионного горения, а применение шашек с диаметром канала более 0,4 диаметра шашки нецелесообразно из-за существенного уменьшения массы состава.

Расстояние от диафрагмы до сопловых отверстий, равное от 6 до 20 внутренних диаметров камеры двигателя, необходимо для обеспечения требуемых условий коагуляции частиц дыма и прежде всего необходимого времени их пребывания в камере двигателя.

Экспериментально установлено, что расстояние от диафрагмы до сопловых отверстий менее 6 внутренних диаметров камеры двигателя недостаточно для образования более крупных частиц, а при расстоянии более 20 внутренних диаметров камеры количество крупных частиц заметно уменьшается из-за их налипания на внутренние стенки камеры.

В предлагаемой ракете затруднительно использование сосредоточенного заряда взрывчатого вещества, такого как в ракетах "Алазань 2М" и ПГИ, т.к. он перекрывает проход продуктам сгорания шашки в камеру двигателя.

Поэтому здесь целесообразно использование системы ликвидации другого типа или любой системы обеспечения безопасности, конструкция которой позволяет обеспечить истечение продуктов сгорания шашки активного дыма в камеру двигателя.

Сущность изобретения поясняется при рассмотрении чертежа, на котором
фиг. 1 показывает общий вид ракеты;
фиг. 2 - головную часть ракеты;
фиг. 3 - шашку активного дыма.

Ракета для воздействия на облака (см. фиг. 1, 2) включает в себя головную часть (фиг. 2), состоящую из корпуса 1, шашки активного дыма 2 и обтекателя 3 с газовыходными отверстиями 4, двигатель, содержащий камеру, составленную из корпусов 5 и 6, соединенных между собой переходником 7. В каждом корпусе размещены шашки пороховая 8 и пиротехническая 9.

К корпусу 5 через переходник 10 прикреплена головная часть, а в корпусе 6 ввинчен сопловой блок 11 с отверстиями 12, электрокапсюльной втулкой 13 и стабилизатором 14. Между головной частью и двигателем установлена диафрагма 15 с центральным отверстием 16. В переходнике 7, между диафрагмой 15 и шашкой 9, установлен воспламенитель 17. Шашка активного дыма (см. фиг. 3) состоит из оболочки 18 с запрессованным в нее составом 19 с центральным каналом 20, покрытым с обоих торцев на глубину до 1/3 длины шашки негорючим материалом 21.

Ракета для воздействия на облака работает следующим образом. При нажатии кнопки "Пуск" напряжение подается на электрокапсюльную втулку 13, после срабатывания которой воспламеняется заряд двигателя, и ракета сходит с направляющей пусковой установки. После сгорания пороховых 8 и пиротехнических 9 шашек срабатывает воспламенитель 17, а от него воспламеняется шашка активного дыма 2. Активный дым выходит через отверстия 4 обтекателя 3 в атмосферу, а через отверстия 16 в диафрагме 15 попадает в камеру двигателя. В процессе движения дыма по камере происходят конденсация и коагуляция частиц, а затем истечение в атмосферу через сопловые отверстия 12. В результате по траектории распределяется сбалансированное количество крупных и мелких частиц. При этом время проявления активности дыма существенно (до 1 - 2 мин) снижается.

По окончании работы шашки активного дыма срабатывает система обеспечения безопасности ракеты. Это может быть, например, система самоликвидации ракеты с использованием размещенных на ее наружной поверхности детонирующих удлиненных зарядов, при срабатывании которых корпус ракеты дробится на безопасные осколки.

Похожие патенты RU2129354C1

название год авторы номер документа
РАКЕТА ДЛЯ АКТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОБЛАКА 1995
  • Несмеянов П.А.
  • Имбро Г.А.
  • Редько Ю.Д.
  • Ланцов А.В.
  • Лисин М.В.
  • Дубинин Б.Н.
  • Хорошев Г.И.
  • Шалыгин В.В.
  • Поносов В.С.
RU2110040C1
РАКЕТА ДЛЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОБЛАКА 1995
  • Имбро Г.А.
  • Несмеянов П.А.
  • Сидоров А.И.
  • Поносов В.С.
  • Хорошев Г.И.
RU2106078C1
РАКЕТА ДЛЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОБЛАКА 2004
  • Несмеянов Павел Артемьевич
  • Дубинин Борис Николаевич
  • Никулин Павел Владимирович
  • Рыбалко Анатолий Николаевич
  • Имбро Георгий Александрович
  • Корнеев Виктор Петрович
  • Пейве Владимир Иванович
  • Шакиров Ильдар Нуртдинович
  • Поносов Владимир Степанович
  • Зюкин Александр Николаевич
RU2274824C1
ГОЛОВНАЯ ЧАСТЬ РАКЕТЫ ДЛЯ АКТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОБЛАКА 1995
  • Гришин Ю.П.
  • Имбро Г.А.
  • Несмеянов П.А.
  • Сидоров А.И.
  • Поносов В.С.
  • Хорошев Г.И.
RU2113687C1
РАКЕТА ДЛЯ АКТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОБЛАКА 2019
  • Резников Михаил Сергеевич
  • Мингазов Азат Шамилович
  • Поносов Владимир Степанович
  • Кашин Валентин Федорович
  • Карамышев Алексей Михайлович
  • Чочаев Хизир Хусейнович
RU2715665C1
РАЗДЕЛЯЮЩАЯСЯ РАКЕТА ДЛЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОБЛАКА 2016
  • Лившиц Александр Борисович
  • Мингазов Азат Шамилович
  • Поносов Владимир Степанович
  • Кашин Валентин Федорович
RU2620694C1
РАКЕТА ДЛЯ АКТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОБЛАКА 2007
  • Вареных Николай Михайлович
  • Емельянов Валерий Нилович
  • Несмеянов Павел Артемьевич
  • Шакиров Ильдар Нуртдинович
  • Поносов Владимир Степанович
  • Резников Михаил Сергеевич
RU2340862C1
ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ РЕАКТИВНЫЙ СНАРЯД 1995
  • Арашкевич И.М.
  • Белобрагин В.Н.
  • Борисов О.Г.
  • Денежкин Г.А.
  • Макаровец Н.А.
  • Обозов Л.И.
  • Проскурин Н.М.
RU2083081C1
РАКЕТА ДЛЯ АКТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОБЛАКА 2011
  • Варёных Николай Михайлович
  • Емельянов Валерий Нилович
  • Корнеев Виктор Петрович
  • Несмеянов Павел Артемьевич
  • Поносов Владимир Степанович
  • Резников Михаил Сергеевич
RU2485762C2
ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ СОСТАВ ДЛЯ АКТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПЕРЕОХЛАЖДЕННЫЕ ОБЛАКА И ТУМАНЫ 2000
  • Несмеянов П.А.
  • Дьяченко Ю.Д.
  • Дубинин Б.Н.
  • Ланцов А.В.
  • Сидоров А.И.
  • Пейве В.И.
  • Корнеев В.П.
  • Шакиров И.Н.
  • Поносов В.С.
  • Зюкин А.Н.
RU2175185C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 129 354 C1

Реферат патента 1999 года РАКЕТА ДЛЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОБЛАКА

Ракета может быть использована для предотвращения градобития сельскохозяйственных культур и вызывания осадков. Головная часть ракеты содержит отверстия для выхода дыма от пиротехнической шашки. Между шашкой и двигателем ракеты установлена диафрагма, площадь осевого отверстия в которой составляет 0,5 - 1,0 суммарной площади дымоходных отверстий в головной части и 0,25 - 0,8 суммарной площади сопловых отверстий двигателя. Расстояние от диафрагмы до сопловых отверстий составляет 6-20 внутренних диаметров камеры двигателя. Указанные параметры дымоходных отверстий и расстояние от диафрагмы до камеры двигателя, а также отношение диаметра канала дымовой шашки к диаметру самой шашки величиной 0,2-0,4 уменьшают время проявления активности дыма от введения его в облако до начала кристаллизации. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения RU 2 129 354 C1

1. Ракета для воздействия на облака, содержащая головную часть с дымовыходными отверстиями, в которой расположена шашка активного дыма с центральным каналом, реактивный двигатель с сопловыми отверстиями, стабилизатор и систему ликвидации, отличающаяся тем, что между шашкой активного дыма и двигателем установлена диафрагма, площадь осевого отверстия в которой составляет 0,5 - 1,0 суммарной площади дымовыходных отверстий в головной части и 0,25 - 0,8 суммарной площади сопловых отверстий двигателя, при этом расстояние от диафрагмы до сопловых отверстий составляет 6 - 20 внутренних диаметров камеры двигателя, а диаметр канала шашки активного дыма составляет 0,2 - 0,4 диаметра шашки. 2. Ракета для воздействия на облака, отличающаяся тем, что канал шашки активного дыма с обоих торцов на глубину до 1/3 ее длины покрыт негорючим материалом.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1999 года RU2129354C1

Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
- М.: Правда, 1984, N 10, с.95 и 96
RU 2060002 C, 20.05.96.

RU 2 129 354 C1

Авторы

Дубинин Б.Н.

Несмеянов П.А.

Имбро Г.А.

Редько Ю.Д.

Лисин М.В.

Ланцов А.В.

Хорошев Г.И.

Поносов В.С.

Шалыгин В.В.

Даты

1999-04-27Публикация

1997-11-21Подача