Активные воздействия на теплые туманы и инструментальное определение их эффективности

Abstract

Введение. Несмотря на наличие большого количества теоретических и эксперимен-тальных работ российских и зарубежных авторов (например, [1-3]) проблема рассеяния теплых туманов и низких слоистых облаков (НСО) до настоящего времени остается ещё нерешенной до конца. Из всего многообразия методов рассеяния теплых туманов, предложенных к настоящему времени, только тепловые наиболее близки к достижению ожидаемого результата. Недостаточно полно решена задача инструментального определения горизонтальных и вертикальных протяженностей просветленной зоны в результате искусственного рассеяния туманов и НСО. Материалы и методы исследований. В работе разработан тепловой метод рассеяния теплых туманов и НСО, основанный на использовании высокотемпературных источников тепловой энергии. В качестве таких источников использовались взрывы тепловых зарядов, при которых повышается температура и давление в тумане и НСО. Это повышение приводит к испарению тумана в зоне воздействия. Разработано лазерно-локационное устройство для оценки физической эффективности искусственного рассеяния теплых туманов и НСО. Устройство используется в стационарных условиях на земле и на борту самолета-лаборатории Як-40. Результаты исследований и их обсуждение. При тепловом методе рассеяния туманов и НСО под действием повышения давления и температуры при взрыве в облачной среде капли, пересекающие фронт ударной волны, дробятся на более мелкие капельки и испаряются. Получены формулы для расчета: избыточного давления и температуры в тумане при взрыве тепловых зарядов; времени полного испарения капель и радиуса зоны просветления в тумане. Расчеты показали, что избыточное давление и температура в тумане при взрыве теплового заряда увеличиваются с увеличением величины заряда. Температура на фронте ударной волны ещё заметно выше температуры невозмущенного воздуха на расстояниях до 200 метров от места взрыва. Если взрыв теплового заряда происходит на небольшой высоте (1.. .2 м) над грунтом, то полное испарение капель тумана наблюдается в радиусе до 800 и более метров. Выводы. Разработанный нами тепловой метод дает возможность создавать зоны просветления небольшими взрывами теплового заряда под действием повышения температуры и давления на волне сжатия по сравнению с их значениями в невозмущенном воздухе. При взрыве небольшого заряда возникает облако расширяющихся взрывных газов, тепловое излучение которого испаряет капельки облачного образования и создает зону просветления в тумане до 800 м. Лазерно-локационное устройство с лазерным излучателем ИЗ-25-1 на длине волны 0,532 мкм с высокой точностью (4...5 м) определяет границы зоны рассеяния тумана.