ЛЕКЦИЯ. ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ТУМАНЫ С ПОМОЩЬЮ ТЕПЛОВЫХ ИСТОЧНИКОВ. ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОБЛАКА НА БОЛЬШИХ ПЛОЩАДЯХ С ЦЕЛЬЮ УВЕЛИЧЕНИЯ СУММ ОСАДКОВ. РАССЕЯНИЕ ПЕРЕОХЛАЖДЕННЫХ СЛОИСТООБРАЗНЫХ ОБЛАКОВ И ТУМАНОВ НА БОЛЬШИХ ПЛОЩАДЯХ
Тепловое рассеяние туманов
Исторически первым успешным методом рассеяния туманов был тепловой метод. Применялся он английскими ВВС во Вторую Мировую войну на ряде аэродромов для просветления туманов путем сжигания керосина в бочках, установленных вдоль ВВП. (Несколько позже во Франции, правда для иной цели, применялся метеотрон – большая система мощных газовых горелок, позволяющая стимулировать развитие конвективной струи с целью создания кучевых облаков). Дальнейшие работы в этом направлении позволили создать теоретическое обоснование метода теплового просветления туманов и найти технически наиболее приемлемые решения.
Как показывают измерения и расчеты, при нагревании тумана число капель и его водность непрерывно убывают, что приводит к увеличению дальности видимости, т.е. его просветлению. При этом, для существенного увеличения видимости требуется сравнительно небольшой прогрев тумана. В характерных случаях при положительных температурах нагрев тумана на 0,5ºС увеличивает видимость со 100 до нескольких сотен метров, а при нагреве на 0,8–1ºС туман почти или полностью исчезает в зоне прогрева.
Однако надо учесть, что при сжигании углеводородного топлива наряду с теплом генерируется и водяной пар, который поступает в прогреваемую зону. Этот дополнительный пар при низких температурах приводит к увеличению водности тумана, т.е. его сгущению или может даже вызвать создание тумана при первоначальном отсутствии. Все зависит от влаготворной способности топлива . Так, при сгорании 1 г керосина выделяется 42 кДж тепла и 1,4 г пара, т.е. = 1,4 г∙г–1. Переход от сгущения тумана к просветлению при использовании керосина произойдет при Т ≥ –29ºС. При более низких температурах прогрев керосином всегда вызовет сгущение или создание тумана. Таким образом, наилучшим было бы использование «сухого» тепла с = 0, например, радиационных потоков, которое при любых температурах просветляет туман.
Расчеты показывают, что выгодно вносить тепло в весь просветляемый объем над ВПП равномерно. В этом случае расход топлива можно сократить примерно в 10 раз по сравнению с ситуацией, когда тепло поступает в просветляемый объем от нагретой поверхности ВПП ( для чего ее надо нагреть на = 30–40ºС).
Транспортировка тепла непосредственно в просветляемый объем тумана над ВПП может быть осуществлена с помощью турбореактивных двигателей, которые устанавливаются в ряд сбоку от ВПП, обладают высокой теплопроизводительностью и способностью создавать струи тепла с большой скоростью в заданном направлении. Рассеяние туманов будет тем эффективнее, чем выше температура тумана. При этом, достаточно, в случае мощных туманов, делать просветление не до его верхней границы, а в слое порядка 100 м толщиной, что обеспечит взлет и посадку самолетов на хорошо оснащенных техническими средствами аэродромах.
Такой метод теплового просветления туманов успешно применяется, например, на аэродроме Орли (Франция). Сильный ветер уменьшает эффект просветления, и чем плотнее туман (чем выше его водность), тем труднее его рассеять. ............
