Способ активных воздействий на градовые облака Российский патент 2024 года по МПК A01G15/00 

Изобретение относится к области активных воздействий на градовые облака с целью предотвращения градобитий и искусственного вызывания осадков с использованием противоградовых ракет.

Известны различные способы активных воздействий на градовые облака путем внесения кристаллизующего реагента в зону формирования градовых осадков с помощью противоградовых ракет, при этом зона формирования градовых осадков определяется путем циклического измерения радиолокационных сигналов облачной среды по дискретным пространственным точкам [1, 2]. Однако, как показала практика, засев данной зоны реагентом не всегда может дать положительный результат, а в некоторых случаях может даже привести к ускорению роста града. Кроме того, засев зоны по всему сечению облака требует примерно 20-кратного завышения затрат реагента, стоимость которого превышает стоимость нанесенного градом ущерба. Поэтому данные способы являются неэффективными.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ активных воздействий на градовые облака путем определения во фронтальной части облака в направлении навеса радиоэха зоны воздействия, ограниченной по высоте пороговыми уровнями температуры, а с тыльной стороны пороговым уровнем радиолокационной отражаемости, определенным путем циклического измерения радиолокационных сигналов по дискретным пространственным точкам, с последующим внесением реагента в эту зону с помощью ракетной и авиационной техники [3].

Суть известного способа заключается в том, что при определении зоны воздействия предварительно формируют вертикальное сечение структуры радиоэха от облака с изоконтурами радиолокационной отражаемости Z=10 dBZ и Z=55 dBZ, определяют направление вектора воздушного потока, направление вектора движения облака и направление навеса радиоэха, после чего на уровне навеса радиоэха облака формируют горизонтальное сечение, после этого в направлении навеса радиоэха в слое облачной среды выделяют зону фидерных облаков, ограниченную с тыльной стороны профилем изоконтура радиолокационной отражаемости Z=10 dBZ, с наветренной стороны - вертикальной плоскостью, проходящей по вектору ведущего потока, с подветренной стороны - вертикальной плоскостью, проходящей параллельно направлению навеса радиоэха, касательно к изоконтуру радиолокационной отражаемости Z=55 dBZ, а с фронтальной стороны - границами фидерных облаков, после чего в эту зону с помощью ракетной или авиационной техники вносится реагент.

Известный способ является достаточно сложным в реализации и дорогостоящим, так как требует использование спутниковой информации для визуальной оценки границ фидерных облаков, что не всегда доступно и дорого, а также использование самолета для засева реагентом фидерных облаков, находящихся по курсу движения градового облака. Поэтому на практике для воздействия на градовые облака используют ракеты типа «Алазань-6» и «Алазань-9», запускаемых с наземных пунктов воздействия.

Серьезным недостатком известного способа (да и других известных способов тоже) является то, что эффективность активных воздействий на градовые облака в весенний период (апрель, май месяцы) резко падает. Основной причиной этому является близкое расположение в этот период изотермы минус 6°С к точкам стояния ракетных пунктов воздействия, а также различие в баллистических характеристиках применяемых противоградовых ракет «Алазань-6 и «Алазань-9», имеющих нижний критический пороговый угол возвышения при стрельбе, соответственно, 45° и 50° (Для справки: при данных критических пороговых углах пуска ракет подрыв отработанного его корпуса на мелкие кусочки происходит на высоте 1 км от поверхности земли, что обеспечивает необходимую безопасность применения ракет).

С учетом изложенного, техническим результатом заявленного способа является повышение эффективности активных воздействий на градовые облака в весенний период (апрель, май месяцы) путем рационального подбора типа применяемых ракет, обеспечивающих при заданных углах возвышения при стрельбе по облакам максимальную длину трассы активного дыма в зоне формирования градовых осадков.

Технический результат достигается тем, что в известном способе активных воздействий на градовые облака путем определения во фронтальной части облака в направлении навеса радиоэха зоны формирования градовых осадков, ограниченной по высоте пороговыми уровнями температуры, а по внешнему контуру пороговыми уровнями радиолокационной отражаемости, определенными путем циклического измерения радиолокационных сигналов по дискретным пространственным точкам, с последующим внесением реагента в эту зону с помощью ракет «Алазань-6» и «Алазань-9», имеющих нижний пороговый угол возвышения при стрельбе, соответственно, 45° и 50°, согласно предлагаемому способу, в весенний период (апрель-май месяцы), когда градовые облака находятся в приземном слое атмосферы, на расстоянии по высоте от уровня моря до 1400 м, по данным температурного радиозондирования атмосферы определяют высоту стояния нижней границы зоны формирования градовых осадков относительно пункта воздействия, и при нахождении данной границы на высоте до 2,4 км от уровня стояния пункта воздействия, стрельбу по облакам ведут ракетами «Алазань-6» при нижних пороговых углах возвышения 45°, а при нахождении данной границы на уровне от 2,4 км и выше, предварительно, с помощью автоматизированной системы управления противоградовыми операциями, размещенной на командном пункте управления стрельбами, формируют вертикальное сечение облака в плоскости стрельбы, затем на фоне данного сечения для каждого типа применяемых ракет определяют длину трассы активного дыма, пролегающую непосредственно в зоне формирования градовых осадков, после чего осуществляют воздействие на облако с помощью ракет, обеспечивающих при соответствующих углах возвышения максимальную по длине трассу активного дыма в зоне формирования градовых осадков.

Проведенный сопоставительный анализ заявленного изобретения с выявленными известными аналогами подтвердил неизвестность предложенного способа, а с учетом возможности его широкого внедрения в практику активных воздействий можно сделать вывод о соответствии его критериям патентоспособности.

Сущность изобретения поясняется фигурами, которые имеют чисто иллюстративное назначение и не ограничивают объем притязаний совокупности существенных признаков формулы изобретения.

Предлагаемый способ активных воздействий повышает эффективность активных воздействий на градовые облака за счет рационального подбора типа применяемых ракет, обеспечивающих при заданных углах возвышения при стрельбе максимальную длину трассы активного дыма в зоне формирования градовых осадков.

На Фиг. 1 схематично представлено вертикальное сечение градового облака в плоскости стрельбы, а на Фиг. 2 - траектории движения ракет «Алазань-6» и «Алазань-9» в зоне формирования градовых осадков.

На Фиг. 1 градовое облако обозначено цифрой 1. Стрелкой А обозначено направление движения градового облака 1. Во фронтальной части облака 1 расположена зона формирования градовых осадков 2, толщиной один километр, ограниченная с фронтальной стороны контуром радиолокационной отражаемости Z=10 dBZ, а с тыльной стороны - отражаемостью Z=55 dBZ. Данная зона ограничена снизу линией t_k - t_k, соответствующей пороговому уровню температуры кристаллизации регента минус 6°С. Нулевая изотерма обозначена линией t₀ - t₀. Толщина зоны формирования градовых осадков 2 обозначена буквой h. Наземный ракетный пункт воздействия обозначен позицией 3. Расстояние от ракетного пункта воздействия 3 до нижней границы зоны формирования градовых осадков 2 обозначено буквой Н. Звездочками обозначены точки подрыва отработанного корпуса ракет на конечном участке траектории полета.

На данной фиг. показаны также траектории движения ракеты «Алазань-6» (4) и ракеты «Алазань-9» (5), выпущенные в градовое облако 1 под нижними (критическими) пороговыми углами возвышения 45° и 50° соответственно. Участки трассы активного дыма от ракеты «Алазань-9», пролегающие непосредственно через зону формирования градовых осадков 2 обозначены соответственно цифрами 6 и 7, а от ракеты «Алазань-6» -цифрой 8.

Способ активных воздействий на градовые облака реализуется следующим образом.

В весенний период, когда градовые облака находятся в приземном слое атмосферы, с помощью метеорадиолокатора (на фиг. не показан) осуществляют периодический обзор пространства (полусферы) с цикличностью 3,5 мин. В каждом цикле обзора регистрируются амплитуды радиолокационных сигналов во всех точках трехмерного пространства полусферы с разрешающей способностью по всем трем координатам не хуже 0,5 км (выбранные значения цикличности и разрешающей способности по координатам являются оптимальными). В результате радиолокационного зондирования облака 1 в нем выделяют зону формирования градовых осадков 2, толщиной в один километр, ограниченную с фронтальной стороны контуром радиолокационной отражаемости Z=10 dBZ, а с тыльной стороны - радиолокационной отражаемостью Z=55 dBZ (данный процесс подробно описан в приведенных источниках [1-3]). Далее, используя данные температурного радиозондирования атмосферы определяют расстояние (Н) от ракетного пункта воздействия 3 до нижней границы зоны формирования градовых осадков 2, соответствующей пороговому уровню температуры кристаллизации реагента (минус 6°С), и при нахождении данной границы на высоте от 2,4 км и менее от уровня стояния пункта воздействия 2, стрельбу по облакам ведут ракетами «Алазань-6», а при нахождении данной границы на уровне от 2,4 км и выше, для воздействия выбирают те типы ракет, которые обеспечивают при заданных углах возвышения максимальную длину пролегания трассы активного дыма в зоне формирования градовых осадков. Для этого, предварительно, формируют вертикальное сечение облака 1 в плоскости стрельбы (Фиг. 1). Затем на фоне данного сечения рассматривают траектории движения ракет, запущенных под разными пороговыми углами возвышения. Затем на фоне данного сечения для каждого типа применяемых ракет определяют длину трассы активного дыма, пролегающую непосредственно в зоне формирования градовых осадков, после чего осуществляют воздействие на облако с помощью ракет, обеспечивающих при соответствующих углах возвышения максимальную по длине трассу активного дыма в зоне формирования градовых осадков.

Пример выполнения способа

В данном примере требуется определить наиболее эффективный тип ракеты для воздействия на градовое облако для двух случаев: когда нижняя граница зоны формирования градовых осадков 2 находится на высоте до 2400 м от пункта воздействия в ранний весенний период, и случая, когда данная граница находится выше уровня 2400 м.

На Фиг. 2 показаны траектории движения ракет «Алазань-9» и «Алазань-6» при условии, когда зона формирования градовых осадков 2 находится на расстоянии 2400 м и 5000 м от уровня стояния пункта воздействия 3. Нулевая изотерма (t₀ - t₀) в первом случае расположена на расстоянии h=1400 м относительно уровня моря. Начальная температура на уровне пункта воздействия t=+15°C. Высота точки запуска ракеты относительно уровня моря Y=0 м. Углы запуска ракет «Алазань-9»: 50°, 55°, 60°, 65°, 70°, 75°, 80°, 85° (Углы пуска показаны в кружочках). Нижний (критический) пороговый угол пуска для ракеты «Алазань-9» составляет 50°. На данной фиг. показана траектория движения ракеты «Алазань-6», имеющей нижний (критический) пороговый угол стрельбы 45°, что на 5° меньше чем у ракеты «Алазань-9». Высота точки запуска ракет относительно уровня моря также равна Y=0 м, а температура t=+15°C. Трасса активного дыма от ракеты «Алазань-9», пролегающая через зону формирования градовых осадков 2, расположенную на высоте 5000 м от уровня стояния пункта воздействия 3, обозначена позицией 9. Остальные обозначения на Фиг. 2 приняты те же, что и на Фиг. 1. Для этих условий необходимо определить тип ракеты для воздействия, обеспечивающей максимальную длину трассы активного дыма в зоне формирования градовых осадков.

Из Фиг. 2 видно, что трасса активного дыма от ракеты «Алазань-9», запущенной под нижним (критическим) пороговым углом возвышения 50°, пересекает толщу зоны формирования градовых осадков 2 в двух местах - на входе в эту зону и на выходе из нее (данные участки трассы 6 и 7 выделены жирной линией), в то время как верхняя часть трассы активного дыма 8 от ракеты «Алазань-6» проходит непосредственно через зону формирования градовых осадков 2. Общая длина трассы активного дыма, измеренная с учетом линейного масштаба, составляет для ракеты «Алазань-9» - 3450 м, а для ракеты «Алазань-6» - 7450 м. Очевидно, что при данных условиях наиболее эффективным является ракета «Алазань-6», так как общая длина трассы активного дыма у нее почти в 2 с лишним раза больше, чем у ракеты «Алазань-9». Следовательно, для воздействия на градовое облако надо использовать ракету «Алазань-6», обеспечивающую максимальную длину трассы активного дыма в зоне формирования градовых осадков.

На Фиг. 2 показана зона формирования градовых осадков 2, расположенная на высоте Н=5000 м от уровня стояния ракетного пункта воздействия 2 (на фиг. она находится в верхней ее части). На фиг. трассы активного дыма от ракет «Алазань-9» и «Алазань-6», запущенные под углом возвышения 60°, проходят верхними своими участками через зону формирования градовых осадков 2 (данные участки трассы активного дыма выделены жирными линиями). Длина трассы для ракеты «Алазань-9» (обозначена позицией 9), согласно произведенным измерениям с учетом линейного масштаба, составляет 4090 м, а для ракеты «Алазань-6» - 2730 м. Очевидно, что при данных условиях наиболее эффективным для применения является ракета «Алазань-9», так как длина трассы активного дыма у нее почти в 1,5 раза превышает трассу активного дыма ракеты «Алазань-6». Следовательно, для воздействия на градовое облако надо использовать ракету «Алазань-9», обеспечивающую максимальную длину трассы активного дыма в зоне формирования градовых осадков.

Таким образом, предлагаемый способ повышает эффективность активных воздействий на градовые облака за счет рационального подбора типа применяемых ракет, обеспечивающих пролегание значительной части трассы активного дыма в зоне формирования градовых осадков.

Источники информации

1. Авт. свид. СССР №213445, кл. A01G 15/00,1966.

2. Авт. свид. СССР №249831, кл. A01G 15/00,1968.

3. Патент РФ №2402195. МПК A01G 15/00 (2006.01). Опубл. 27.10.2010 (ПРОТОТИП).

Изобретение относится к области активных воздействий на градовые облака с целью предотвращения градобитий и искусственного вызывания осадков с использованием противоградовых ракет. Способ активных воздействий на градовые облака заключается в том, что определяют во фронтальной части облака в направлении навеса радиоэха зону формирования градовых осадков, ограниченную по высоте пороговыми уровнями температуры, а по внешнему контуру пороговыми уровнями радиолокационной отражаемости, определенными путем циклического измерения радиолокационных сигналов по дискретным пространственным точкам, с последующим внесением реагента в эту зону с помощью ракет «Алазань-6» и «Алазань-9», имеющих нижний пороговый угол возвышения при стрельбе, соответственно, 45° и 50°. При этом в весенний период - апрель-май месяцы, когда градовые облака находятся в приземном слое атмосферы, по данным температурного радиозондирования атмосферы определяют высоту стояния нижней границы зоны формирования градовых осадков относительно пункта воздействия. При нахождении данной границы на высоте до 2,4 км от уровня пункта воздействия стрельбу по облакам ведут ракетами «Алазань-6». При нахождении данной границы на уровне от 2,4 км и выше, предварительно, с помощью автоматизированной системы управления противоградовыми операциями на командном пункте управления стрельбами формируют вертикальное сечение облака в плоскости стрельбы, затем на фоне данного сечения для каждого типа применяемых ракет определяют длину трассы активного дыма, пролегающую непосредственно в зоне формирования градовых осадков, после чего осуществляют воздействие на облако с помощью ракет, обеспечивающих при соответствующих углах возвышения максимальную по длине трассу активного дыма в зоне формирования градовых осадков. Техническим результатом является повышение эффективности воздействий на градовые облака в весенний период - апрель-май месяцы путем рационального подбора типа применяемых ракет. 2 ил.

Способ активных воздействий на градовые облака путем определения во фронтальной части облака в направлении навеса радиоэха зоны формирования градовых осадков, ограниченной по высоте пороговыми уровнями температуры, а по внешнему контуру пороговыми уровнями радиолокационной отражаемости, определенными путем циклического измерения радиолокационных сигналов по дискретным пространственным точкам, с последующим внесением реагента в эту зону с помощью противоградовых ракет, отличающийся тем, что при внесении реагента с помощью ракет «Алазань-6» и «Алазань-9», имеющих нижний пороговый угол возвышения при стрельбе, соответственно, 45° и 50°, в весенний период - апрель-май месяцы, когда градовые облака находятся в приземном слое атмосферы на расстоянии по высоте от уровня моря до 1400 м, по данным температурного радиозондирования атмосферы определяют высоту стояния нижней границы зоны формирования градовых осадков относительно пункта воздействия, и при нахождении данной границы на высоте до 2,4 км от пункта воздействия стрельбу по облакам ведут ракетами «Алазань-6» при нижних пороговых углах возвышения 45°, а при нахождении данной границы на уровне от 2,4 км и выше, предварительно, с помощью автоматизированной системы управления противоградовыми операциями, размещенной на командном пункте управления стрельбами, формируют вертикальное сечение облака в плоскости стрельбы, затем на фоне данного сечения для каждого типа применяемых ракет определяют длину трассы активного дыма, пролегающую непосредственно в зоне формирования градовых осадков, после чего осуществляют воздействие на облако с помощью ракет, обеспечивающих при соответствующих углах возвышения максимальную по длине трассу активного дыма в зоне формирования градовых осадков.