专利名称：声激发人工降雨装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种声激发人工降雨装置，确切地说，涉及一种利用涡轮或涡扇类燃气轮机作为动力的声激发人工降雨装置。
我国幅员辽阔，地质地理条件复杂，气候条件异常多高，自然环境脆弱，经常遭受多种自然灾害的侵袭。其中干旱是久晴、高温、持续少雨或不雨的气象灾害，在我国广大地区，尤其是华北、西北地区，一年四季都会发生旱灾，尤以春旱影响危害最甚。为了尽可能减少旱灾的损失，现在一般采用飞机人工降雨作为一种有效技术手段，它是采用在空中散布干冰一类人工降雨剂使云雾凝聚成雨滴而降落下来。实施时，需要由飞机上天散播相当数量的降雨剂，费用高昂，且覆盖面也相当有限。
本发明的目的是提供一种声激发人工降雨装置，该装置不需飞行员驾机上天，可由地面遥控操作，也不需使用干冰此类降雨剂，造雨费用相对较低。
本发明是这样实现的包含有浮体和吊舱，浮体是用耐高温的铝合金制成的薄铝箔作为包皮蒙裹框架而制成的硬壳式浮伞，其特征在于吊舱里安装有把所排废气导入浮体内作为升降浮力源的航空用小型涡轮型或涡扇型燃气轮机，在燃气轮机尾部安装的以其所排高速气流作为激震动力的大功率气笛，以及与燃气轮机同轴的稀土永磁电机、螺旋浆及其控制装置构成的受控电传动装置。
本发明是利用小型航空用辅助燃气轮机作为动力源，将排出的高温废气作为浮体的充气介质，同时用其驱动超轻型稀土永磁电机作为浮体的水平驱动力，再配以智能化含仪表控制装置构成本发明的运载部分；安放在燃气轮机尾部、利用其排出的高速气流作为激震动力驱动的大功率声发生器——气笛，则构成本发明的工作机理与在空中播撒干冰致雨是相似的，只不过是利用声激发技术使云雾受激而凝聚成雨。本发明装置结构简单，使用方便安全，造雨成本相对较低，因不需要消耗干冰此类降雨剂，且因超强声场的作用范围相当大，其造雨面积也要比撒播人工降雨剂的方法要大得多。总之，本发明是一种颇具应用普及前景的人工改造气候环境装置。
图1是本发明的结构组成示意图。
参见
图1，本发明包括有浮体1和吊舱2，浮体1是用耐高温的铝合金制成很薄的铝箔作为包皮蒙裹框架而制成的硬壳式浮伞，也可以采用耐高温的尼龙绸或其他织物制成可折叠的软式浮球，前者可耐高温达400℃以上，后者也可达300℃，可依工作环境和需要选择之。在吊舱2里安装有燃气轮发电机组3，它是由小型航空用蜗轮型或蜗扇型辅助燃气轮机31，在燃气轮机31尾部安装的、以其所排高速气流作为激震动力的大功率气笛32，与燃气轮机31同轴的超轻型高速稀土永磁电机33、螺旋浆34、燃料箱35和控制装置36所组成。其中小型航空用燃气轮机31可选用GTP30或其他国产机组，它们的排气温度可控制在200～450℃之间选择调节，把其所排高温高速废气导入浮球内可作为本发明装置的升降浮力源，一旦其升入高空，可将该高速气流作为激震动力驱动其尾端的超大功率气笛32。喷气发动机本身就具有使人惊心动魄的发声能力，只是以往这种“特异功能”未见有人加以利用而已。本发明就是利用该高速气流使该大功率气笛发出对云雾里水滴凝聚敏感的强大声波，该气笛发声功率为普通气笛的几百倍至上万倍，从而在高空云层中建立起一个超强声波场，该声波场的范围内，云层中的水珠微滴受声激发而互相共振，从而使微滴凝聚而直径增大，最后逐渐降落地面。该气笛的另一工作关键是要使其发声频率处在凝聚水滴而致雨的敏感范围内，这可以通过改高燃气轮机的工况而改变燃气流参数来调节之。与燃气轮机31同轴的超轻型高速稀土永磁电机33、螺旋浆34则为本发明的水平驱动装置。控制装置36则由机电一体化的32位机载计算机作为控制主机，其中插有浮行状态参数采集单元组和喷气执行单元组，并可接收地面控制装置的遥控指令工作，配设有工业控制介面作为接口。
本发明利用声激发技术使云雾微滴凝聚成的机理与播撒干冰致雨是相同的。第一发明人早年曾在法国进行地面模拟试验而获得成功，只是当时尚不具备有相应的装置能将强大的发声设备升入高空，而未能进行高空试验。如今采用的小型航空用辅助燃气轮机则有一箭双雕之功效。它功率大、重量轻、本身就是用于航空飞行的，利用其排出的热空气充入具有足够大容积的浮体，就会产生相当大的浮力而升起吊仓，且只要通过控制燃气轮机排出的废气温度，就可控制浮体的浮力，由此获得本发明装置的升降驱动力；水平驱动力则由燃气轮机进气产生的负压牵引力、燃气轮机排出的热气流反作用力和螺旋浆转动推力所共同合成的。此外，产生声效应的大功率气笛的激震动力也是由该燃气轮机排出的高速气流所承担的，且可通过改高燃气流参数而在一定范围内调整气笛的发声频率，从而使其发声于致雨敏感的频率范围，在雨层建立超强声波场。本发明就是利用强大声波的共震激发，使天空中飘浮的云雾微滴碰撞而凝聚，再使微滴直径加大，按照司托克沉降公式，微滴沉降速度以直径增加倍数的二次方速度增加，在下降过程中，微滴又不断互相碰撞而使直径越来越大，成为雨滴而降落地面。
本发明不需使用飞机上天，可以在地面遥控，造雨时只消耗燃料，没有其他诸如降雨剂等附加开销，费用较低，操作过程比较安全、简便，是一种颇具应用前景的新型改造自然环境的装备。
权利要求
1.一种声激发人工降雨装置，包括有浮体和吊舱，浮体是用耐高温的铝合金制成的薄铝箔作为包皮蒙裹框架而制成的硬壳式浮伞，其特征在于吊舱里安装有把所排废气导入浮体内作为升降浮力源的航空用小型涡轮型或涡扇型燃气轮机，在燃气轮机尾部安装的以其所排高速气流作为激震动力的大功率气笛，以及与燃气轮机同轴的稀土永磁电机、螺旋浆及其控制装置构成的受控电传动装置。。
2.如权利要求1所述的声激发人工降雨装置，其特征在于上述受控电传动装置是由小型航空用辅助燃气轮机、超轻型高速稀土永磁电机和其控制装置所构成。
3.如权利要求1所述的声激发人工降雨装置，其特征在于由小型航空用燃气轮机及其尾部安装的、利用其排出的高速气流作为激震动力驱动的大功率发生器——气笛构成大功率声发生器。
4.如权利要求1所述的声激发人工降雨装置，其特征在于小型航空用辅助燃气轮机可选用国产机组型号为GTP30的产品。
5.如权利要求1所述的声激发人工降雨装置，其特征在于其中浮体可以采用耐高温尼龙制成的可折叠的软式浮球。
全文摘要
一种声激发人工降雨装置，包括有浮体及吊舱，在吊舱内安装有把其所排废气导入浮体内作为升降浮力源的小型航空用燃气轮机，在燃气轮机尾部安装的、以其所排高速气流作为激震动力的大功率气笛，以及与燃气轮机同轴的稀土永磁电机、螺旋浆及其控制装置。该装置利用声激发技术，使高空云雾微滴受激而凝聚成雨。装置结构简单，使用安全方便，造雨成本相对较低，且降雨范围大。
文档编号A01G15/00GK1157092SQ9610105
公开日1997年8月20日 申请日期1996年2月13日 优先权日1996年2月13日
发明者汪德昭, 石行 申请人:北京市西城区新开通用试验厂