Анализ эффективности средств активных воздействий на градовые процессы

Болгов, Юрий Владиславович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Анализ эффективности средств активных воздействий на градовые процессы
ВАК РФ 25.00.30, Метеорология, климатология, агрометеорология

Автореферат диссертации по теме "Анализ эффективности средств активных воздействий на градовые процессы"

На правах рукописи

Болгов Юрий Владиславович

АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ СРЕДСТВ АКТИВНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ГРАДОВЫЕ ПРОЦЕССЫ

Специальность 25 00 30 ~ Метеорология, климатология, агрометеорология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

□03150775

Нальчик - 2007.

003158775

Работа выполнена в ГУ «Высокогорный геофизический институт»

Росгидромета

Научный руководитель: доктор физико-математических наук

X. М. Калов

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Б. А. Ашабоков

доктор физико-математических наук, профессор X. М. Сенов

Ведущая организация: Научно-исследовательский институт

прикладной химии (г. Сергиев Посад)

Защита состоится 30 октября 2007 г в 1400 на заседании диссертационного совета Д 327 001 01 при Высокогорном геофизическом институте по адресу 360030 КБР I Нальчик проспект Ленина 2

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Высокогорного геофизического инстит\та

Автореферат разослан сентября 2007 года

>ченый секретарь диссерчанионного совета, доктор физико-математических наук,

профессор

А.В. Шаповалов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы Оперативные программы подавления града осуществляются более чем в 25 странах При реализации данных проектов большое значение придается вопросам оценки эффективности, затрат на проведение работ, экономической выгоды и окупаемости

Успех и себестоимость работ по защите сельскохозяйственных культур от градобития во многом определяются эффективностью применяемых технических средств засева градовых облаков Научные основы технологии подавления града в настоящее время остаются на уровне концептуальных моделей градовых процессов и физических гипотез их модификации требующих строгого научного обоснования Единственным способом подтверждения работоспособности принятых гипотез является проведение натурного эксперимента по воздействию на градовые процессы Основным инструментом воздействия при этом являются средства доставки реагента В случае их низкой эффективности есть опасность поставить под сомнение вполне работоспособную модель модификации градовых процессов

В связи с этим проблема оценки эффективности технических средств воздействия на градовые процессы является актуальной как в экономическом аспекте - рассмотрение вопроса снижения себестоимости проведения противоградовых работ, так и в научном плане

В данной работе рассматриваются ракетный и артиллерийский способы засева, так как они нашли широкое применение в большинстве стран, осуществляющих проекты защиты от града Практика применения ракетного способа доставки реагента вынуждает непрерывно совершенствовать противоградовые комплексы с целью повышения их эффективности и снижения себестоимости проведения противоградовых работ Однако вопрос оценки эффективности средств активных воздействий в литературе освещен мало Кроме того, используемые в настоящее время подходы к анализу эффективности основываются на сравнении основных тактико-технических характеристик изделий Это не все1 да дает однозначные результаты и затрудняет сравнение различных противоградовых комплексов с целью принятия решения о разработке новых комплексов и определения дальнейшего направления совершенствования существующих

Цель работы

Разработка метода объективной оценки эффективности средств активных воздействий на градовые процессы Исследование вчияния показателей эффективности средств засева на успех проведения работ по борьбе с градом

В рамках достижения этой цели были поставлены и решены следующие задачи

- Выработать метод объективной оценки эффективности средств активных воздействий учитывающий спектр тактико-технических характеристик противоградовых изделий особенности констр-\,кций и условий применения противоградовых комплексов

- Провести анализ эффективности современных средств активных воздействий с цеяью выявления их преимуществ и недостатков По результатам анализа выработагь рекомендации по их совершенствованию и наметить перспективные направления дальнейшего развития техники в этой области

Научная новизна полученных результатов

- Впервые выработаны объективные критерии оценки эффективности ПГИ, отражающие особенности их конструкции тактико-технические характеристики и условия применения На основе полученных критериев проведен анализ современных ПГИ,

различных как по конструктивном}' исполнению, так и по способу внесения реагента, определены наиболее совершенные из них Выявлены особенности применения ПГИ различных типов с целью достижения максимального эффекта при засеве

- Впервые используя полученные критерии, проведен расчет норм расхода ПГИ различного типа из условия соблюдения требований технологии воздействия При этом норма расхода изделий рассматривалась в качестве основного показателя эффективности противоградовых комплексов, который отражает не только степень совершенства техники но и позволяет судить об экономической целесообразности использования того или иного комплекса в системе противоградовой защиты

- Впервые при анализе результатов активных воздействий на мощные градовые процессы проведено сопоставчение временного хода параметров конвективных ячеек с моментами проведения засевов При этом эффективность засевов оценивалась по критерию - вероятности успешного засева

- Впервые рассмотрена задача оптимизации баллистических параметров противоградовых изделий, использующих линейно-трассовый способ внесения реагента С использованием аппарата вариационного исчисления получены аналитические зависимости определяющие режим работы двигателя ракеты из условия формирования оптимальной траектории полета

Практическая значимость полученных результатов

Изложенный в работе подход к оценке эффективности средств активных воздействий позволяет учитывать фактор технического совершенства противоградовых изделий, как основного инструмента воздействия при реализации физических гипотез модификации градовых процессов с целью их дальнейшего совершенствования и строгого научного обоснования

На основе выработанных критериев оценки эффективности ПГИ проведено сравнение изделий различных по конструктивном1» исполнению, тактико-техническим характеристикам и реализуемому способу внесения реагента Определены преимущества и недостатки различных типов издечий и выработаны рекомендации по повышению их эффективности Выявлены особенности применения ПГИ с реализацией различных способов внесения реагента и намечены наиболее перспективные направления дальнейшего развития данного вида техники По результатам расчетов определены оптимальные условия запуска ПГИ различного типа из условия обеспечения их максимальной эффективности при воздействии

Проведен расчет норм расхода ПГИ различных типов с учетом их тактико-технических характеристик и условий применения и выработаны рекомендации по их использованию в системе противоградовой защиты

Выработан критерий эффективности проведения засева - вероятность успешного засева Показано что данный критерий адекватно опредечяет успех проведения воздействия

Следует отметить, что изложенный в работе подход к оценке эффективности средств активных воздействий пригоден для анализа, как существующих типов изделий, так и находящихся в стадии разработки

Таким образом результаты, изложенные в работе представляют интерес и доя научных разработок и для оперативной работы по борьбе с градом

Основные положения, выносимые на защиту

- Выработанные критерии оценки эффективности средств активных воздействии и результаты расчета эффективности современных противоградовых изделий

- Результаты расчета норм расхода противоградовых изделий различного типа на проведение засева объектов воздействия различной категории

- Рекомендации по повышению эффективности противоградовых комплексов и направления их совершенствования

- Результаты оптимизации баллистических параметров противоградовых изделий, использующих линейно-трассовый способ внесения реагента

Личный вклад автора

Постановка задачи выполнена автором совместно с научным руководителем Критерии оценки эффективности противоградовых изделий и подход к расчету норм их расхода выработаны совместно с доктором физ-мат наук Абшаевым М Т

Анализ эффективности современных средств доставки реагента выработка рекомендаций по их совершенствованию и определение перспективных направлений развития выполнены автором

Постановка и решение задачи оптимизации баллистических параметров противоградовых ракет выполнена также автором Апробация работы

Основные результаты работы докладывались на Всероссийской конференции по физике облаков и активным воздействиям (АВ) на гидрометеорологические процессы (г Нальчик, 2005 г). на второй международной конференции по моделированию устойчивого регионального развития (г Нальчик. 2007 г), обсуждачись на общегеофизическом семинаре Государственного учреждения «Высокогорный геофизический институт»

По результатам исследований опубчиковано 13 работ в том чисче одно авторское свидетельство и один патент на изобретение

Структура и объем диссертации Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав заключения списка читературы, приложений и содержит 173 страницы машинописного текста, включающего 52 рисунка и 5 таблиц Список цитированной литературы содержит 112 наименований работ

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обусловливается актуальность темы сформулированы цели и задачи работы приводится научная и практическая значимость, новизна полученных результатов

В первой главе приведен краткий обзор научных концепции предотвращения града, способов и техники засева градовых облаков, реагентов используемых для проведения засева и способов их введения Изложены требования технологии воздействия к техническим средствам засева и приведен обзор современных ракетных и артиллерийских средств доставки реагента Поставлена задача по разработке методики оценки эффективности средств активных воздействий с учетом технических характеристик изделий и реализуемых способов внесения реагента

Во второй главе рассмотрено понятие эффективности противоградового комплекса и выработаны критерии оценки Проведены расчеты численных значений критериев эффективности применительно к современным средствам доставки реагента и определены наиболее совершенные из них

В настоящее время для оценки эффективности ПГИ используются эмпирические зависимости включающие основные технические характеристики изделий Данный подход обладает существенными недостатками, которые заключаются в следующем - Сравнение по основным характеристикам - дальности доставки реагента, выходу активных частиц и т д затрудняет решение поставленной задачи так как по данным параметрам современные средства доставки реагента имеют незначительные отличия, при этом преимущества одного типа ПГИ перед другим могут компенсироваться разницей в их стоимости

- Не учитывается точность доставки реагента в слой засева В то же время, одним из основных недостатков противоградовых ракет (ПГР) (по сравнению с артиллерийскими снарядами) является меньшая точность доставки реагента в область засева, однако исследование влияния этого фактора на эффективность проведения противоградовых работ в литературе отсутствует

- Не учитываются преимущества плоскостного способа введения реагента перед линейно-трассовым способом При этом использование плоскостного способа рассматривается как один из путей повышения эффективности противоградовых комплексов, так как засев вертикальной плоскости устраняет влияние эффекта крутизны траектории То же относится к счучаю сравнения ПГР с крутыми и пологими траекториями почета (при линейно-трассовом способе внесения реагента)

Под эффективностью ракетного (артиллерийского) комплекса принято понимать степень его пригодности для использования по назначению Величина эффективности определяется, с одной стороны качеством комплекса с другой стороны условиями его применения Применение ПГР сопровождается большим числом случайных факторов, которые приводят к отклонению траектории полета Ш И от номинальной траектории Поэтому результаты действия противоградовых комплексов (ПГК) целесообразно рассматривать как функцию случайной величины а критерий эффективности представить в виде вероятностной характеристики

Используя характеристики кучности боя ПГИ и графики траекторий их полета, рассчитаем вероятность прохождения носителя реагента через вертикальное сечение слоя засева В предположении что траектория ПГИ лежит в одной плоскости (без учета бокового отклонения) вероятность прохождения ракеты в километровом слое засева в любой точке траектории определяется по формуле

где Нзасева - высота средней линии слоя засева, м Нзасееа+500 м - высота верхней границы слоя засева, Нзасееа-500 м - высота нижней границы слоя засева, т(х) - математическое ожидание высоты траектории ПГИ при дальности a- ajx) - среднеквадратичное отклонение ракеты по высоте для дальности х

Значение ау(х) определяется из выражения

где Е(х) - вероятное отклонение траектории по высоте для заданной горизонтальной дальности полета х

Вероятное от гонение Е(х) определяется из технической характеристики кучности боя ПГИ - Е(х)/х 11а рисунке 1 приведена зависимость максимального отклонения ПГИ от центра рассеивания в зависимости от дальности полета при различных значениях кучности боя (1/40 — ] /55 для ракет и 1/150 - для артиллерийского снаряда) Как следует из рисунка для аргиллерийского снаряда (с кучностью боя 1/150) при максимальной дальности полета максимальное отклонение не превосходит 500 м (половины интервала счоя засева) Следовательно, вероятность внесения реагента равна единице (считаем, что при точечном внесении реагента математическое ожидание точки ликвидации снаряда совпадает со средней линией слоя засева) Для противоградовых ракетами в которых используются линеино-трассовый и плоскостной способы внесения реаген I а вероятность прохождения в слое !асева определяется не только характеристикой рассеивания но и смещением математ ического ожидания относительно средней линии слоя засева

(у-"'(*))'

(1)

-500

Рисунок 1 - Зависимость максимального отклонения от центра рассеивания (интервал равный четырем вероятным

отклонениям) от горизонтальной дальности полета ПГИ при различных значениях кучности боя

2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 Дальность полета ПГИ м

В качестве примера на рисунке 2 представлена зависимость Р(х) для ПГР «Алазань-5» Как видно из рисунка, зависимость Р(х) носит довольно сложный характер, поэтому в качестве количественной характеристики примем ее интегральное значение по всей дальности внесения реагента

= И*)

(3)

где Х„ - координата точки начала выделения реагента, Хк - координата точки окончания выделения реагента. Р(х) - зависимость вероятности прохождения ракеты вертикального сечения слоя засева от дальности полета

Рисунок 2 - Вероятность прохождения вертикального сечения слоя засева для ПГР «Алазань-5» и соответствующая ей траектория полета на участке внесения реагента Высота средней линии слоя засева - 4000 м Условия запуска ПГР высота расположения пункта воздействия - 250 м над уровнем моря, угол возвышения пусковой установки (ПУ) 50 градусов, кучность боя 1/40 и 1/50

3000 4000 5000

6000 7000 8000 9000 10000 11000 Дальность полета ПГР м

5000 оООО 7000 8000 9000

Дальность полета ПГР м

10000 11000

Величина Ь, (по своему физическому смыслу) является длиной трассы засева эквивалентного носителя реагента - проходящего слой засева с вероятностью равной единице Данную величину можно рассматривать как критерий эффективности ПГИ Так как различные типы ПГР имеют разную длину трассы внесения реагента, удобнее рассматривать среднее значение вероятности прохождения ПГИ через слой засева, определяемое из выражения

р - £э (4)

" х,-х.

На рисунках 3-6 приводятся результаты расчетов Рср для некоторых типов ПГР Для ПРГ «Кристалл-2», с плоскостным способом внесения реагента (реализуется путем отстрела модулей из кассетной головной части) вероятность прохождения слоя засева будет определяться не относительно траектории самого изделия, а относительно вертикальных трасс падения отстреливаемых модулей При этом в формуле (1) в качестве математического ожидания высоты траектории ПГИ - т(х), рассматривается точка трассы падения модуля, ближайшая к средней линии слоя засева

Рисунок 3 - Зависимость Р с от высоты средней линии слоя засева для ПГР «Алазанъ-5» при углах возвышения ПУ 45 - 60 градусов и кучности боя 1/40

0,8 07 06 0,5 04 03 02 О 1

1 -1

4000

5000

Высота среоней линии сюя засева ч

3000 3500 4000 4500 5000 Высота средней линии слоя юсевп и

Рисунок 4 - Зависимость Рср от высоты средней линии слоя засева для ПГР «Алан» при углах возвышения ПУ 68-75 градусов и кучности боя 1/50

Рисунок 5 - Зависимость Рср

от высоты средней линии слоя засева для ПГР «Алан»,

построенная без учета дискретности наведения ПУ при различных значениях кучности боя

Для оценки преимущества плоскостного способа внесения реагента перед линейно-трассовым. расчеты проводились как для самого ПГИ так и с учетом отстрела модулей при длине их вертикальной трассы полета 500 м и 1000 м (рисунок 6)

Как показывают расчеты грубая дискретность наведения пусковой установки (ПУ) по углу возвышения (5 градусов) не позволяет получить оптимальные траектории ПГР во

всем диапазоне высот слоя засева Снижение средней вероятности прохождения слоя засева для различных типов ПГР при этом составляет 0 1-0,2, в то время как для ПГР «Алан» с дискретностью наведения ПУ - 1 градус снижение вероятности за счет дискретности наведения составляет 0,01-0,02, Улучшение характеристики кучности боя ПГР не приводит к существенному увеличению средней вероятности прохождения слоя засева и составляет в среднем 0.03

Существенное влияние на эффективность ПГР оказывает эффект от применения плоскостного способа внесения реагента Как следует из рисунка 6, использование в ПГР модульного снаряжения головной части позволяет увеличить вероятность прохождения слоя засева в среднем на 0.2 что является следствием устранения влияния крутизны траектории

На рисунке 7 приводится обобщенный график зависимости средней вероятности прохождения слоя засева от высоты слоя засева дня различных типов ПГР Как следует из рисунка 7, наибольшую эффективность имеют ПГР «Кристалл-2», «Алазань-5» и «Алан»

Следует отметить, что для диапазона высот слоя засева до 3800 м эффективность ПГР, использующих линейно-трассовый способ внесения реагента существенно ниже эффективности ПГР «Кристалл-2», в котором реализован плоскостной способ внесения реагента

На рисунке 8 приведены соотношения длин трасс внесения реагента ПГИ и длин трасс эквивалентного носителя реагента для различных типов ПГИ Как следует из рисунка, эффективность изделия тем выше, чем больше длина трассы эквивалентного носителя реагента приближается к длине трассы внесения реагента ПГИ

ПГР

при L=500 м при L=1000 м

3000 3500 4000 4500 5000 5500 Высота средней пинии споя засева м

6000

Рисунок 6 -Зависимость Рср от высоты средней линии слоя засева для ПГР «Кристалл-2» без учета дискретности наведения ПУ Кучность боя 1/40

Алазань-ЧМ15 Алазаш, 5 Алан ТГ-10 Кристалл-2

3500 4000 4500 5000 5500 6000 Высота средней пинии слоя засева, м

Рисунок 7 -Зависимость средней вероятности прохождения слоя засева Рср от высоты

средней линии слоя засева для различных типов ПГР

Рисунок 8 -Длина трассы внесения реагента для ПГИ и эквивалентного

носителя реагента (длины указаны в метрах)

В третьей главе показана целесообразность рассмотрения в качестве основного показателя эффективности ПГИ норм их расхода на проведение засева объектов воздействия Предложен подход к расчету норм расхода изделий учитывающий вероятностный характер прохождения ПГИ как носителя реагента в слое засева Проведены расчеты норм расхода ПГИ разного типа для засева объектов воздействия всех категорий при различных условиях применения ПГИ

Одним из основных недостатков ракетно-артиллерийского способа засева по сравнению с другими способами считается его высокая стоимость, которая в основном определяется стоимостью средств доставки реагента Поэтому при оценке эффективности необходимо учитывать не только степень совершенства ПГИ. но и их стоимость В связи с этим, в качестве величины, определяющей эффективность ПГИ. удобно рассматривать норму расхода изделий того или иного типа для проведения успешного воздействия В оперативной работе расход изделии определяется путем перекрытия зоны засева трассами ПГИ с учетом коэффициента перекрытия (КПД засева) Однако, как показывает практика, для объектов воздействия высокой категории, данные нормы расхода существенно занижены по сравнению с реальным расходом

Используя среднюю вероятность прохождения ПГР в слое засева и длину трассы внесения реагента определим общее количество ПГИ. необходимое для успешного засева объектов воздействия (ОВ) различных категорий с учетом точности внесения реагента

Решим задач}' в следующей постановке Имеется зона засева ОВ /-ой категории с площадью горизонтального сечения S, и площадь, засеваемая одной ракетой, определяемая из выражения

Sr=Ld (5)

где L- длина трассы засева, d - ширина трассы засева, равная 1 км

Минимально необходимое число ракет к для проведения однократного засева определим из условия перекрытия площади S, трассами засева Это число ракет для ОВ г-ой категории определяется как отношение площадей

k = S,/Sr (6)

Число ракет к определено из условия, что р- вероятность прохождения ракеты как носителя реагента в слое засева равна единице Для случая р<1 нужно найти необходимое для успешного воздействия число ПГР - п при условии, что не менее к из них достигнут цели (успешно внесут реагент в слой засева) Вероятность появления этого события - F За необходимую величину Р' примем значение КПД засева для ячейки г-ой категории, что составляет 0,3-0 5 при воздействии на слабые градовые процессы (1-ой категории), 0,5-0,8 в большинстве случаев (2 и 3-й категорий), 0,8-1,0 при воздействии на градовые процессы 4-ой категории

,1 ооо Эльбрус-4

■ юоо

ТГ-10

8840 Кристалл-2 нк 9900 Алан

Алазань-5

Алазань-ЧМ15

1Для ПГИ О Для эквивалентного носителя реагента

Из условия, что успешно внести реагент в слой засева должны не менее А ракет, вероятность успеха однократного засева О В /-ой категории находится из выражения:

_ р ^ * | _ р

—| * / \t Ф ср'

(7)

где ;/ - общее количество израсходованных ракет, к - минимально необходимой количество ракет для успешного однократного шеева ОВ: - средняя вероятность прохождения слоя засева одной ракетой

Из формулы (7) находим такое количество ракет - п. для которого F окажется не ниже порогового значения для заданной категории объекта воздействия

На рисункам 9-М приведены результаты расчетов расхода некоторых гипов 111 Й па проведете засевов (с учетом кратности засевов, которая соответствует категории объекта Воздействия).

сравнение результатов расчета количества ПГР, необходимого для проведения засева, как отношения площади юны засева к площади, засеваемой одним изделием, со значениями, полученными с учетом вероятностного характера внесения реагента, показывают, что для OB ! -ой - 2-й категорий существенной разницы в количестве I ИТ нет. Таким образом, успешный засев ОВ обеспечивается простым перекрытий« юны засева трассами [ЦТ Для ОВ 3-й и 4-ой категорий разница в количестве ракет существенна (примерно в 1,5 - 2,5 раза), увеличивается с ростом площади зоны засева, зависит от типа ИГР и условий их применения.

1-я категория ОЩ При простом перекрытии юны vicesci ИРср*0.73Й

■ Pcp=ÛSÏ4

6 6 6

3 3 3 3 4 3

. Illiiii . j JI I I IL ■ llillli

3 к t 25

S M.;' :■' KM*

2-я категория OU

¡При простом перскрит ¡ти зоны засевл И Peps 0.724 ■ Ftp-0,554

I* ¡X

12 12 12

6 6

- '■■ HI

18 ^ 30 S latclttt. км'

1-я категория ОВ □ При простом перекрытии ч'чии здеевэ ЯРср 0.724 ■ Рср=0.554

9 9 9

27 27 3(1 _

■ Il

S 4 U (VI EiM"

4-я категория С Ж

С При простом перекрутит Join I 4riçeFi В Ptp^ll, 724 ■ Pep 0,554

24 36 36 4К

11« 120

I Kl) ,

ко ,

S t:icv-PJi. "'Ч

ЗОН

/-'и суп о кш 9 - Расход ИГР «А>\ачань-5 » ни проведение часева

при простом перекрытии юны часева mpaccOMU ракет н с учетом средней вероятности прохождения слоя часева

1-и категория OB

При Простом ГЕСреКрЕ-ГГШГ <Нг: аССВЛ □Рер=0,63 ■Рср=0.7 Ш Рср =0.7.14

.1 3 3 3 3 1 ? ? 1 4 4 1

2Ш

L J 1 ■ ¡1 1 ■

2-я категория OB

. J 1рИ Простри Перекрытии чппи .taceba аРср-0,63

■ Рср-0.7

■ Pt|i-4.7U

ó 6 б б 6 6 б 6 s ¿äAA - -пч

S чнсеМ. Км

S -i.ч'■■ i

3-я кгп сгори я OB

С При лростом перекр^' III' im i здседо □ Pc р =0.63

■ Рср=0,7

■ ftp M 1.7 34

■M 21 21

4-и категория OB

□ При простом i игре KplJTIIll зоны sa сева 13 Рср =0.63 И Рср-0.7 ■ рср=0.734

144

9 9 9 9 9 6

^ 12 12 15 ГТ' HB

■ ■ „ II

128120

I I

S МССВа км

S та сева. kmj

200

Рисунок 10 - Расход III V «Алан» на проведение часепа при простом перекрытии юны часепа трассами ракет и с учетом средней вероятности прохождения слоя saceeâ,

1-я категория OB

. При простом перекрытии юны часепа □ Рср=0,73

■ Рср-0.76

■ :. 19 }':' учета отстрела модулей

3 3 3 3 .1 1 3 3 1

2-я Kille'! ория OB

□ При простом перекрытии юны мсева С Рср- 0.73 ■ Рср=0.76

Я Рср -0.49 без учет;! отстрела »кй ,.

11 12 12

G G 6 G 6 fi G G — • П

. E.

■ 3 ■ G G G G

il mm

S часера. км'

S засева, км*

3-я категория OB При простом перекрытии юны часенн □ Рср=0.73 Ш Рср=0.76

■ Рср:10„49 бсч учета oí стре ла моду лей

9 9 9 9 9 —1

ГМЛЛП

I t J I TJ'J^l*. ILM s

27 27 ■ IS ÏS IX í—IHjl

Ii III

S i-ii'bi км

4-я Kaie: ирия OB I J Ipii простом перекрытии зоны засева G Рср 7.1

■ Pcp=0,76

■ рср 0 40 : учета отстрела модулей

21(.

24 24 36

60 60

У 6 96

с :

S засева. км

200

Рисунок II- Расход ПП' «Криеталл-2» на проведение часепа при простом перекрытии зоны часева трассами ¡шкет н с учетам средней вероятности прохождения слоя юсева при бите вертикальной трассы почета модулей ЮОО м и без учета отстрела модулей.

В четвертой главе рассмотрены результаты АВ на объекты 4-й категории (на примере двух градовых процессов, проходивших над территорией КБР 23 июля 2005 г и 10 июля 2003 г ) При анализе впервые рассмотрено влияние эффективности средств засева на успех проведения воздействия Для этого проведено сопоставление временного хода параметров конвективных ячеек (КЯ) с моментами проведения засевов Эффективность засевов оценивалась по критерию - вероятности успешного засева (формула 7)

Оценка физической эффективности воздействий проводилась на основе исследования эволюции наиболее информативных (трехмерных) параметров КЯ

- AQV4b AQva, AQy6S - интегральное значение водности объема переохлажденной части КЯ с отражаемостью Z;o>45, 55 и 65 dBZ соответственно, выше уровня изотермы 0°С -характеристика водо-льдосодержания зоны зарождения и роста града

- AV4^. AVjj, AV63 - объем облака с радиолокационной отражаемостью Z/o>45. 55 и 65 dBZ соответственно выше уровня изотермы 0°С - объемы зоны роста града,

- V?p - объем градового очага

Кроме этого, рассмотрена эволюция площади выпадения града S!p

На рисунках 12 и 13 показаны отношения текущих значений основных параметров к

их максимальным значениям за время эволюции (приведенные значения параметров)

=<8>

23 июля 2005 г В момент начала воздействия облако классифицировалось как объект 4-й категории - одноячейковая структура с протяженностью навеса радиоэха 5 км При воздействии использовались ПГР «Алазань-6» Работы проводились с двух пунктов воздействия (ПВ) № 11 и 14 при следующих условиях высота изотермы минус 6°С - 5000 м высота стояния ПВ 750 м над уровнем моря, угол возвышения ПУ 50° При этих условиях Рср=0 622 (при длине трассы внесения реагента 6.9 км) В таблице 1 приведены

значения площадей зоны засева количество израсходованных ракет и расчетные значения р

1 засева

На рисунке 12 приведены значения Рзасева в моменты засевов и временной ход параметров градового облака Vz* AQV4s , A V4}", и S.p Максимальные значения данных параметров при этом были равны (Бгр)тах = 84 5 км2. (Угр)тт = 600 км3. (AQV4^)lmL, = 1 106 тонн (AV45)max = 635 км3

Табпица 1 - Расчетные значения вероятности успешного засева обчака

№ Время N° Количество Пющадь зоны Вероятность успешного

ПВ ракет засева, км2 засева, Р а„т

1 15,б 14 6 90 0

2 1521 14 6 70 0

3 15м 14 11 60 0 15

4 15" 14 б 60 0

5 15" 14 11 12 50 0,7

6 15"1 14 И 12 50 0,7

7 154< 11 3 40 0

Наиболее эффективное проведение засева отмечено в моменты времени 151 и 1541 СРзасева=0 7) Это подтверждает временной ход параметров облака С момента проведения засева в 1537 с учетом времени реакции облака на засев (в данном случае 3 мишты) наблюдается снижение У,р А()У4^ и АУ4}' С учетом того, что непосредственно в момент засева - 1537 Угр . и оставались стабильным, а А<2у45 возрастала, эволюцию

параметров конвективной ячейки можно рассматривать как следствие проведения успешного засева

Рисунок 12 - Временной ход приведенных параметров градового облака а вероятность успешного засева в моменты воздействия

В момент времени 1526 требования технологии по перекрытие площадки засева трассами ракет выполнено Однако, с учетом вероятности прохождения ракет в слое засева данного расхода недостаточно - Рзасееа= 0,15 Как показывает эволюция параметров облака (рисунок 12), на временном интервале с 1526 до 1537 зафиксировано незначительное снижение Угр и ЛУ45", при устойчивом росте А<2у45* Таким образом, эффект от проведения засева не наблюдается на фоне естественной эволюции параметров конвективной ячейки

Как показал анализ, проведение двух эффективных засевов обеспечило успешное воздействие на объект 4-й категории

10 июля 2003 г В момент начала воздействия (1824) облако классифицировалось как объект 4-й категории - одноячейковая структура навес радиоэха с протяженностью 9 км Работы проводились с 12 ПВ с использованием ПГР «Алазань-6». «Алазань-5» и «Алазань-ЧМ15» В таблице 2 приведены значения площадей зоны засева количество израсходованных ракет и расчетные значения Рзасма в моменты проведения засевов Условия применения ракет были различными (для высоты изотермы минус 6°С равной 4500 м), так как высоты стояния ПВ варьировались от 250 м до 1000 м над уровнем моря У трех ПВ углы возвышения ПУ были оптимальны Как следствие этого, в моменты засева 1,2 13-15 (таблица 2) средняя вероятность прохождения ракет в слое засева была максимальной (если засев велся с нескольких ПВ. использовались осредненные значения) В остальных случаях снижение Рср явилось следствием не оптимальных углов возвышения ПУ

При проведении засевов, в 12 случаях требования технологии по перекрытию зоны засева трассами ракет были выполнены (в таблице 2 пункты 2, 3. 5 -7, 9 - 11. 13. 14 , 20 и 21) Однако, только в пяти случаях Рзасееа >0,2 (в таблице 2 пункты 2. 3, 5. 6 и 14) На рисунке 13 приведены значения Рзасева в моменты засевов и временной ход приведенных параметров градового облака Угр . АОщ , , и 5гр" Максимальные значения данных параметров при этом были равны (5г/,)тш = 92 7 км2, (Угр)тал = 658 км1 (2= 0,53 10б тонн (ЛУ45)тах = 395 км3

Эволюция параметров облака в мометы проведения наиболее эффективных засевов показывает

- Засев №2 _ Р1асы„ = 0.4 Через 10 минут после проведения засева фиксируется начало снижения Угр", и ЛУ45 С учетом юго. что до засева наблюдался рост данных

параметров, их снижение можно рассматривать как реакцию КЯ на проведение засева

- Засевы №3 и №5 Рзаседа = 0,2 Непосредственно после засева №3 и в момент засева №5 наблюдалось снижение Угр", А<2у4} и ЛУ4}" что не позволяет судить об эффекте засева на фоне естественной эволюции параметров облака

- Засев №6 Рзасма = 0,3 Непосредственно после засева зафиксировано увеличение У.р" -наблюдается рост объема в течение 3 минут, затем около 9 минут объем оставался стабильным, а затем наблюдается его спад Параметры А(2у4* и йУ45 оставались стабильными С учетом того, что Рзасева =0,3, в данном случае можно говорить о незначительной реакции КЯ на проведение засева

- Засев №14 Рзасева =0,2 В момент засева фиксировалось увеличение У,р , А0.у4^, ЛУ45 -наблюдается рост Угр , в течение 7 минут, после этого объем остается стабильным на протяжении 12 минут Параметры ЛОу45 и АУ45" оставались стабильными 12 минут С учетом того что Рзасет ~ 0,2 в данном случае можно сказать о незначительной реакции облака на проведение засева

Таблица 2- Расчетные значения вероятности успешного засева облака

Средняя Площадь Пчощадь Вероятность

№ Время Тип Коп-во вероятность засеваемая зоны успешного

ракеты ракет прохождения ракеты е слое засева, Рср одной ракетой км2 засева, км2 засева Р^гю

1 18м Лл-б 5 0 648 7,6 50 0

2 1829 Ал-б 9 0,562 7,6 50 04

3 18ю Ал-б 9 0,477 76 50 02

4 184< Ал-б 3 0,477 7,6 50 0

5 1849 Ал-6 9 0 477 7,6 50 02

6 18" Ал-б Ал-5 8 0 477 7,6 40 03

7 ,908 Ал-5 6 0,477 76 40 0,1

8 1917 Ал-5 3 0 477 76 40 0

9 19*2 Ал-5 6 0,477 7,6 40 01

10 1928 Ал-5 6 0 477 7,6 40 0,1

И 1936 Ал-5 6 0 477 76 40 0,1

12 1941 Ал-5 3 0,477 76 50 0

13 1958 Ал-5 9 0 54 7,6 60 0 05

14 20м Ал-5 15 0 54 76 80 02

15 20is Ал-5 4 0,54 7,6 60 0

16 2037 ЧМ-15 6 0,314 6,4 60 0

17 204' ЧМ-15 3 0,314 64 70 0

18 2054 ЧМ-15 3 0 314 64 80 0

19 21й ЧМ-15 6 0 314 64 80 0

20 21" Ал-5 ЧМ-15 23 0,408 68 90 0 1

21 21ю Ал-5 21 0,374 7 1 80 0,1

22 2,41 Ал-5 6 0 285 64 50 0

23 21-" Ал-5 6 0 285 6,4 40 0

В моменты проведения засевов №8 - №10 (время с 1917 до 1928) фиксировался спад параметров КЯ Фактически наблюдался процесс диссипации КЯ с последующей регенерацией и интенсивным ростом параметров - Угр" /1<2(/<,/, АУ4/ (1930 - 1950) С учетом низкой эффективности засевов - Рзасева<0,1 (с №8 по №12), выявить эффект от воздействия в данном случае не представляется возможным

Как показал анализ, данное воздействие нельзя рассматривать как успешное, это подтверждается продолжительностью самого градового процесса (около 5 часов) Засевы

отличались низкой эффективностью, и в данном случае наблюдалась лишь некоторая реакция облака на проведение воздействия

о ота»Иг| 1М|»(Ь<гаМ?ш1>- —| III —|—|-1-,-

18 00 18 20 18 40 19 00 19 20 19 40 20 00 2020 20 40 21 00 21 20 21 40 22 00 22 20 22 40

Время

Рисунок 13 - Временной ход приведенных параметров градового облака и вероятность успешного засева в моменты воздействия

При воздействии на мощные градовые процессы низкая эффективность засевов в большинстве случаев обусловлена субъективным подходом к выбору углов возвышения ПУ Следствием этого является неоптимальное положение траекторий ПГР относительно слоя засева При этом можно выделить два варианта не оптимальности - неверно выбранный угол возвышения ПУ и не оптимальность как следствие грубой дискретности наведения ПУ по углу возвышения

Перекрытие площадки засева трассами ракет не является гарантией проведения успешного воздействия, так как при этом не учитывается вероятностный характер внесения реагента в слой засева Введенный критерий - вероятность успешного засева -Рзасева адекватно определяет успех воздействия, что подтверждается временным ходом параметров КЯ При этом, время реакции облака на засев варьировалось от 3 минут (при Рзасееа =0,7) до 10 минут при засевах с низкой эффективностью (0,2<Рзасева<0 4) При этом, Рзасева = 0,2 можно принять за пороговое значение эффективности засева, при котором > дается выделить реакцию КЯ на воздействие на фоне естественной эволюции ее параметров

В пятой главе рассмотрена задача оптимизации баллистических параметров противоградовых изделий использующих линейно-трассовый способ внесения реагента С использованием аппарата вариационного исчисления получены аналитические зависимости, определяющие режим работы двигателя ракет, из условия формирования оптимальной траектории полета ПГР

В качестве критерия оптимальности траектории ПГР принята зависимость вероятности прохождения ракеты в вертикальном сечении слоя засева

Кг 0 6745

где хну- координаты точки траектории, Нг - высота средней линии слоя засева Кг -коэффициент, определяющий характеристики рассеивания ракеты (при кучности боя 1/40 он равен 40), уг вертикальная координата в сечении слоя засева

Будем искать максимум вероятности прохождения ПГР через слой засева по всей длине траектории полета Для этого проинтегрируем выражение (9) по дальности полета от начальной точки траектории - х0 до конечной хк

(10)

Решение задачи сводится к поиску экстремума функционала (10) в интегральной форме (задача в форме Лагранжа) В качестве параметра, формирующего оптимальную траекторию полета ПГР. будем рассматривать модуль вектора тяги двигателя так как это единственная характеристика ракеты которая может быть изменена по траектории полета В связи с тем, что решение данной задачи рассматривается в общем виде (не привязываясь к конкретному типу ПГР), фазовые ограничения на управляющий параметр не накладывались Решение будем искать при условии, что на систему наложены дополнительные связи, являющиеся уравнениями, описывающими движение ПГР Для этого воспользуемся упрощенной моделью продольного движения центра масс ракеты в виде системы дифференциальных уравнений (11)

^ = ^lgв.V = ^|¡ST¿Г. (П)

(1х и (1х и и с!х и и

где V - скорость полета ракеты и, м> - горизонтальная и вертикальная составляющие скорости полета в - угол наклона траектории полета

В системе уравнений (11) перегрузка - п характеризует соотношение сил действующих на ракету в полете

п.р~х' - (12)

где Р - сила тяги ракетного двигателя. Ха - сила аэродинамического сопротивления т - масса ракеты

Следует заметить, что в системе уравнений (11) единственной переменной которая включает в себя тяговые, массовые и аэродинамические характеристики ПГР. является перегрузка п. которая одновременно является параметром, формирующим оптимальную траекторию полета посредством изменения модуля вектора тяги

С учетом (10) и (11) подынтегральная функция Лагранжа примет вид

Р* = /(х y) + Цu--g cosв\ + lг\w--g + + (13)

^И ) V и и) \ и)

Уравнения Эйлера в этом случае примут вид

и \и и ) и

I Я, = д/О.-У) . соч£?) = О О4)

и ду и

После исключения из уравнений (14) множители Лагранжа - Х3 окончательное решение получаем в виде

)дЛьАах = с{п (15)

3 ду

где константа с>0

Левая часть уравнения (15) определяется положением ракеты относительно заданного слоя засева, а правая часть - перегрузкой, Действующей на ракету и утлом наклона траектории полета. 11а рисунке 14 приведен общий вид зависимости Р(х,у) левой Части уравнения (15) при высоте средней линии слоя засева Я,„,™,-3!Ю(! ,\( и кучности боя ракеты 1/40.

Как следует из рисунка, функция имеет ярко выраженные максимум и минимум, которые совпадают с нижней и Верхней границами слоя засева соответственно (в данном случае 2500 м и 3500 м). При высоте средней границы слоя засева (3000 м) значение функции равно нулю.

полета ИГР можно выделить восходящий участок (ОМ)) и исходящий (0<i)) участок. На рисунке 15 показано направление сил. действующих на IIIР на каждом из этих участков. На рисунке использованы обозначения сил; Л'„- сила аэродинамического сопротивления: Р- сила тяги двигателя ракеты; mg- Сила тяжести В свою очередь, по отношенЙК* к слою засева, траектория полета делится на участки расположенные ниже и выше средней линии слоя засева. 11а рисунке I 5 показаны четыре \чистка траектории

/ - восходящая ветвь траектории расположена ниже средней линии слоя засева. Как следует из рисунка 14 и согласно формуле I 15) значение выражения nüinO-! изменяется от 0 в сторону увеличения и принимает максимальное значение в точке пересечения траектории ИГР нижней границы слоя засева, а затем снова убывает до нуля в точке пересечения со средней линией слоя засева. Из условий в 0 и nsiiifí I следует, что п I sinO, откуда с учетом тою. что 0° 0 90° и с учетом выражения (12) можно сделать вывод что сила тяги ракетного двигателя на данном участке траектории отлична ОТ нуля и гю модулю превосходит силу аэродинамического сопротивления. Как следует из рйеунка 15, вертикальная составляющая от действия все\ сил при тгом на нрав.! ела вверх - в направлении перемещения ИГР к средней линии слоя lacena (оптимальному положению). 11ри >том единственной силой, способной обеспечить что смещение являе тся сила тяги ракетного двигателя

И - восходящая ветвь траектории расположена выше средней линии слоя засева Как следуй из рйеунка 14 и согласно (15). значение выражения nsinO -I отрицательно и изменяется от 0 (в точке пересечения траектории средней линии слоя заеева) до минимального течения в точке пересечения траектория ГЕ'Р верхней границы слоя засева. Из условия 0 II следует, что н .инб 1 - вертикальная составляющая перегрузки меньше единицы Откуда следует, что вертикальная составляющая от действия исе\ сил При тгом направлена вниз - в направлении возврата IJllV к средней линии слоя засева

Рисунок I -4 -

Зависимость l'fx.v) от gppiriotüHa.i ьп oit ,v и вертикальной -у координат траектории ПГР при высоте средней линии слоя часева 3000 м и кучности боя Ш Р I 40.

у, м

.v, .11

траектории

(оптимальному положению) При этом силами, обеспечивающими смещение ПГР к оптимальному положению являются силы тяжести и аэродинамического сопротивления (рисунок 15)

III - нисходящая ветвь траектории расположена выше средней линии слоя засева Значение выражения п sind -1 на этом участке траектории отрицательно и обращается в О при пересечении траектории ПГР и средней линии слоя засева Из условия в <0 (нисходящий участок траектории) следует, что п smG< l - вертикальная составляющая перегрузки меньше единицы Откуда следует, что вертикальная составляющая от действия всех сил при этом направлена вниз в направлении возврата ПГР к средней линии слоя засева При этом силами, обеспечивающими смещение ПГР к оптимальному положению являются силы тяжести и тяги ракетного двигателя (рисунок 15)

Рисунок 15 - Расположение участков траектории ПГР относительно средней линии слоя засева и направление сил, действующих на ПГР

IV - нисходящая ветвь траектории расположена ниже средней линии слоя засева Как следует из рисунка 14 и согласно формуле (18), значение выражения п ятв -1 возрастает от О до максимального значения в точке пересечения траектории ПГР нижней границы слоя засева а затем снова убывает до нуля Из условий в <0 и п ятв> I следует, что значение перегрузки и отрицательно откуда с учетом выражения (12) можно сделать вывод что сила тяги ракетного двигателя по модулю меньше силы аэродинамического сопротивления (либо равна нулю) Как следует из рисунка 15 вертикальная сосгавляющая от действия всех сил при этом должна быть направлена вверх - в направлении возврата ПГР к средней линии слоя засева При этом единственной силой, способной обеспечить смещение ПГР к оптимальном}' положению является сила аэродинамического сопротивления

На рисунке 16 показан обобщенный график диапазона значений перегрузки, действующей на ПГР на участках ¡-IV траектории полета при условии обеспечения оптимального прохождения ракеты в слое засева

80 60

0 40

Ъ 20

1 о

а. 20 40 60 -80

III 1

60 -40 -20 0 20 40 60 Угол наклона траектории полета ПГР град

Рисунок 16 - Диапазоны значения перегрузки, действующей на ПГР на ¡'IV участках траектории попета при оптимальном прохождении слоя засева

Из всех типов ПГР только в изделии

«Алан» реализовано формирование пологой траектории полета посредством изменения модуля вектора тяги двигателя Для остальных типов ракет подобный подход не реализуется так как работа их двигателей заканчивается в начале участка формирования оптимальной траектории полета

В заключении представлены основные выводы по результатам полученным в диссертации

В приложениях в виде графиков и таблиц представлен основной объем иллюстративного материала и результатов расчетов

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В рамках выполнения диссертационной работы по анализу эффективности средств активных воздействий на градовые процессы получены следующие основные результаты

1 Предложен принципиально новый подход к оценке эффективности противоградовых комплексов, основанный на учете вероятностного характера прохождения противоградового изделия как носителя реагента в слое засева Выработаны критерии оценки эффективности ПГИ учитывающие тактико-технические характеристики изделий, условия их применения и реализуемый способ внесения реагента

2 Используя выработанные критерии, проведены расчеты эффективности различных противоградовых изделий По результатам расчетов установлено

- Существенное влияние на эффективность ПГР оказывает форма траектории полета ракеты на участке внесения реагента и ее положение относительно слоя засева

- В классе ПГР с линейным способом внесения реагента максимальную эффективность имеют изделия с более пологой траекторией полета («Алан» и «Алазань-5») Изделие «Кристалл-2». с плоскостным способом внесения реагента по эффективности не уступает изделиям «Алазань-5» и «Алан» а при низких уровнях нулевой изотермы более эффективно При этом эффективность изделия растет с увеличением протяженности вертикальной трассы полета отстреливаемых модулей за счет устранения влияния крутизны траектории полета ПГР

- В отличие от ПГР вероятность доставки реагента в слой засева артиллерийским снарядом равна единице Таким образом данный носитель реагента можно рассматривать в качестве идеального, хотя по протяженности трассы внесения реагета артиллерийский снаряд, использующий точечный способ внесения реагента значительно уступает всем типам ПГР

- Существующие характеристики кучности боя ПГР (1/40-1/50) являются вполне приемлемыми и прирост эффективности ПГР за счет их дальнейшего улучшения незначителен

- Дискретность наведения пусковых установок в 5 градусов (по углу возвышения) не позволяет реализовать оптимальные траектории полета ПГР для всего диапазона высот слоя засева Следствием этого является существенное снижение эффективности ПГР при определенных условиях применения При дискретности наведения пусковой установки в 1 градус снижение эффективности ПГР незначительно и сопоставимо с влиянием на )ффективность рассеивания изделия относительно номинальной траектории полета (показателем кучности боя ПГР)

3 Предложен новый подход к определению норм расхода ПГИ позволяющий рассчитывать реальный расход изделий на проведение засева с учетом категории ОВ, площади зоны засева, тактико-технических характеристик изделий и условий их применения При этом норма расхода изделий рассматривалась в качестве основного показателя эффективности ПГИ позволяющего судить об экономической целесообразности использования того или иного изделия в системе противоградовой 5ащиты По результатам расчетов норм расхода ПГИ установлено

- Существующие нормы расхода современных ПГР дня засева объектов воздействия 1-ой и 2-ой категорий удовлетворяют требованиям технологии воздействия В случае объектов воздействия 3-й (при больших площадях зоны засева) и в особенности 4-ой категорий (суперячейковые процессы) требования технологии не выполняются В этом случае из соображений повышения эффективности активных воздействий на ОВ высокой категории необходимо увеличить расход ракет на разовый засев в среднем в 2 раза

- Расход ПГР на проведение засева зависит от степени совершенства изделий и от условий их применения Неоптимальное положение траектории полета ПГР по отношению к слою засева, приводит к существенному увеличению расхода изделий

- Наиболее эффективные ПГР («Кристалл-2» и «Алан») характеризуются меньшими нормами расхода на проведение засевов Однако преимущество данных изделий проявляется только в случае высокой категории ОВ Если принять во внимание, что более эффективные ПГР имеют более высокую стоимость, то из соображений экономической целесообразности можно рекомендовать использование в системе противоградовой защиты нескольких типов ПГИ При воздействии на объекты низкой категории можно ограничиваться применением недорогих изделий, обладающих более низким показателем эффективности В случае ОВ высокой категории целесообразно использование более дорогих ПГИ. которые в этих условиях имеют более высокие показатели эффективности

4 Анализ результатов воздействия на мощные градовые процессы с учетом эффективности средств засева показал

- Перекрытие площадки засева трассами ракет (согласно действующим нормам расхода изделий) не является гарантией проведения успешного воздействия, так как при этом не учитывается вероятностный характер внесения реагента в слой засева

- Введенный критерий - вероятность успешного засева адекватно определяет успех воздействия, что подтверждается временным ходом параметров конвективных ячеек

5 Рассмотрена задача оптимизации баллистических параметров ПГР. использующих линейный способ внесения реагента Получены аналитические зависимости, определяющие режим работы двигателя ракеты из условия формирования оптимальной траектории полета (пологой траектории на участке внесения реагента) Анализ результатов показал, что формированию оптимальной траектории полета ПГР путем изменения модуля вектора тяги требует довольно сложного закона изменения тяги двигателя ракеты Следствием этого является необходимость применения топливных зарядов сложной геометрии что может вызвать определенные трудности как с точки зрения технической реализации, так и в экономическом плане - привести к увеличению себестоимости производства ПГР

Таким образом изложенный в работе подход к оценке эффективности средств активных воздействий позволяет учитывать фактор технического совершенства изделий как основного инструмента воздействия при реализации физических гипотез модификации градовых процессов с целью их дальнейшего совершенствования и строгого научного обоснования

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах

1 Абшаев М Т . Болгов Ю В К вопросу оценки эффективности технических средств воздействия на градовые процессы //Тр ВГИ -2002 Вып 92 - С 172-179

2 Ас 1793785 СССР, Головная часть противоградовой ракеты /X -МХ Байсиев. Ю В Болгов (СССР) - Заявл 25 10 90

3 Березинский Н А Болгов Ю В , Пашкевич М Ю , Шаповалов А В , Инюхин В С , Солодовников С В , Аксенов С А . Пашкевич А М Оценка эффекта АВ на облака и облачные системы на основе прямых измерений и численного моделирования // Тезисы Всероссийской конференции по ФО и АВ на гидромет процессы -Нальчик -2005 -С 109-110

4 Березинский Н А , Пашкевич М Ю , Солодовников С В , Шаповалов А В , Инюхин В С Аксенов С А, Пашкевич А М , Болгов Ю В Тапасханов А В Методика анализа состояния атмосферы с использованием самолетных данных при АВ с целью перераспределения осадков // Тезисы Всероссийской конференции по ФО и АВ на гидромет процессы -Нальчик -2005 -С 39-40

5 Болгов Ю В Расчет норм расхода противоградовых ракет для проведения успешного засева объектов воздействия // Тезисы Всероссийской конференции по ФО и АВ на гидромет процессы -Нальчик -2005 -С 34-35

6 Болгов Ю В Эффективность противоградовых ракет реализующих плоскостной способ внесения реагента в слой засева // Тезисы Всероссийской конференции по ФО и АВ на гидромет процессы -Нальчик - 2005 -С 45-46

7 Болгов Ю В , Инюхин В С . Калов X М Оценка эффективности засева градовых облаков // Известия Вузов Северо-Кавказский регион Спец выпуск Науки о Земле -2007 -С 62-66

8 Болгов Ю В , Инюхин В С , Калов X М Эффективность засева градовых облаков // Материалы второй международной конференции по моделированию устойчивого регионального развития Нальчик -2007 ТЗ -С 26-31

9 Болгов Ю В Инюхин В С . Лиев К Б Миссиров Ю Я Малкарова А М Некоторые результаты исследований градовой активности на территории КБР в 2003 -2004 годах // Тезисы Всероссийской конференции по ФО и АВ на гидромет процессы -Нальчик -2005 -С 123

10 Болгов Ю В Инюхин В С . Хучунаев Б М Радиолокационные и наземные измерения параметров града И Тр ВГИ -2005 Вып 94 - С 98-112

11 Инюхин В С Болгов Ю В , Березинский Н А Пашкевич М Ю Динамические характеристики облаков и стратегия метеозащиты // Тезисы Всероссийской конференции по ФО и АВ на гидромет процессы -Нальчик -2005 -С 54-55

12 Пат 1809960 СССР. Устройство для распыления жидкости в полете / Х-МХ Байсиев. Я А Экба, Г Г Щукин. МД Атабиев. ЮВ Болгов (СССР) - Заявл 26 09 90

13 Пашкевич М Ю Березинский Н А , Инюхин В С Шаповалов А В , Капитанников А В . Солодовников С В Болгов Ю В Тапасханов А В , Попиневский С Л , Аксенов С А Пашкевич А М Никулин П Н Наземно-бортовой авиационный автоматизированный комплекс для воздействия на гидрометеорологические процессы // Тезисы Всероссийской конференции по ФО и АВ на гидромет процессы -Нальчик -2005 -С 30-32

Сдано в набор 24 09 07 Подписано в печать 25 09 07 Гарнитура Гаймс Печать трафаретная Формат 60x84 1/16 Бума! а писчая Уел пи 1 Тираж 100 Заказ №827

Содержание диссертации, кандидата физико-математических наук, Болгов, Юрий Владиславович

ВВЕДЕНИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АКТИВНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ГРАДОВЫЕ ПРОЦЕССЫ.

1.1 Научные концепции борьбы с градобитием.

1.2 Способы и техника засева градовых облаков.

1.3 Реагенты, используемые для засева, и способы их введения.

1.4 Требования технологии воздействия к техническим средствам засева

1.5 Обзор современных средств доставки реагента.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Анализ эффективности средств активных воздействий на градовые процессы"

Актуальность проблемы.

Оперативные программы подавления града, согласно регистру Всемирной Метеорологической Организации (ВМО) 1992 г [107] и других источников, осуществляются более чем в 25 странах. Многие страны заинтересованы в организации таких программ, в некоторых из них были начаты оперативные работы и прекращены, так как не были получены желаемые результаты. Помимо чисто научного интереса большинство реализуемых проектов имеют целью практическое сокращение потерь от града [56]. В связи с этим большое значение придается вопросам оценки эффективности проектов, затрат на их проведение, экономической выгоды и окупаемости.

Разработка научно обоснованных методов оценки эффективности противоградовых работ является одной из самых сложных задач, так как она связана, прежде всего, с отсутствием единой и надежной системы сбора данных о выпадении града и наносимом им ущербе [50]. Кроме того, решение данной задачи осложнено необходимостью определения большого числа параметров, характеризующих градовые облака, физико-географическими особенностями защищаемой территории, экспликацией земельных угодий, техническими характеристиками средств воздействия и тактикой их применения. Следует отметить, что задачи этих методов меняются с развитием представлений об облачных процессах и расширением противоградовых работ. В период, когда противоградовые работы начинались, основное назначение методов оценки эффективности заключалось в обосновании их рентабельности. В настоящее время, когда противоградовые мероприятия осуществляются в промышленных масштабах, основное внимание уделяется совершенствованию методов воздействия и снижению себестоимости проводимых работ. Следствием этого является необходимость разработки таких методов оценки эффективности, на основе которых можно вести исследования по оптимизации как методов воздействия на градовые процессы, так и структуры сельскохозяйственного производства и противоградовой системы на защищаемой территории с учетом надежности последней. Для разработки методов, удовлетворяющих этим требованиям, нужен новый подход, основанный на современных научных достижениях по физике облаков, вычислительной математике и теории измерений. В связи с этим проблема усовершенствования существующих и разработки новых методов анализа эффективности активных воздействий на градовые процессы является актуальной.

В настоящее время для оценки эффективности противоградовых работ применяются различные подходы, отличающиеся друг от друга способом решения того или иного вопроса, при этом рассматриваются три аспекта: физический эффект воздействия, вторичный экономический эффект воздействия и оценка последствий воздействия на окружающую среду.

Для оценки физической эффективности воздействия на градовые процессы используются радиолокационные методы и технические средства, которые применяются для обнаружения града, а также наземные измерения спектра гидрометеоров и кинетической энергии выпадающего града. Показателями физической эффективности при этом являются [74]: изменение тенденции в развитии засеянных облаков, изменение вероятности выпадения из них града, прекращение выпадения града, изменение площади градового очага, изменение размера града и интенсивности градовых осадков. Для измерения указанных показателей используются радиолокационные параметры.

Для оценки экономической эффективности противоградовых работ применяются различные методики, которые не являются строгими и не сравнимы между собой. В основном используются два подхода: сравнение урожайности сельскохозяйственных культур на поврежденных и неповрежденных территориях и определение экономической эффективности на основе физических характеристик градобитий (размера поврежденных градом площадей сельскохозяйственных культур, изменение микроструктуры облака, интенсивности выпадающего града и т.д.). Каждый из указанных подходов использует для сравнения данные по контрольной территории или данные так называемого исторического ряда (статистический ряд наблюдений за несколько лет, предшествующих защите).

В ВГИ разработан метод оценки физической и экономической эффективности противоградовой защиты на основе математического моделирования противоградовых мероприятий [53]. На основе определенного варианта общей математической модели противоградовых операций разработана система показателей эффективности противоградовых работ. Проведен статистический анализ свойств некоторых из указанных показателей эффективности. Разработан способ прогноза показателей эффективности противоградовых операций с использованием сплайн - функций [54].

Дальнейшее направление по совершенствованию методов оценки эффективности противоградовых работ специалисты связывают с разработкой математической модели противоградовых операций, включая модель функционирования технических средств воздействия [50].

Успех и себестоимость работ по защите сельскохозяйственных культур от градобития во многом определяются эффективностью применяемых технических средств засева градовых облаков и нормой их расхода. Научные основы технологии подавления града в настоящее время все еще остаются на уровне концептуальных моделей градовых процессов и физических гипотез их модификации, требующих строгого научного обоснования. Единственным способом подтверждения работоспособности принятых гипотез является проведение натурного эксперимента по воздействию на градовые процессы. Основным инструментом воздействия при этом являются средства доставки реагента. В случае их низкой эффективности есть опасность поставить под сомнение вполне работоспособную модель модификации градовых процессов.

В связи с этим проблема оценки эффективности средств активных воздействий на градовые процессы является актуальной как в экономическом аспекте - рассмотрение вопроса снижения себестоимости проведения противоградовых работ, так и в научном плане.

В данной работе рассматриваются ракетный и артиллерийский способы засева, так как они нашли широкое применение в нашей стране и большинстве стран, осуществляющих проекты защиты от града. Кроме того, они выгодно отличаются от других способов возможностью оперативной доставки и диспергирования реагента непосредственно в области будущего градообразования [73]. Практика применения ракетного способа доставки реагента вынуждает непрерывно совершенствовать противоградовые комплексы с целью повышения их эффективности и снижения себестоимости проведения противоградовых работ. Однако вопрос оценки эффективности проти во градовых комплексов в литературе освещен мало. Кроме того, используемые в настоящее время подходы к анализу эффективности основываются на сравнении основных тактико-технических характеристик (дальности доставки реагента, выходу активных частиц и т.д.) и субъективных оценках преимуществ и недостатков одного способа внесения реагента перед другим [14, 15]. Это не всегда дает однозначные результаты и затрудняет сравнение различных средств активных воздействий с целью принятия решения о разработке новых противоградовых комплексов и определения дальнейшего направления совершенствования существующих.

Целыо настоящей работы является:

Разработка метода объективной оценки эффективности средств активных воздействий на градовые процессы. Исследование влияния показателей эффективности средств засева на успех проведения работ по борьбе с градом. В рамках достижения этой цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Выработать метод объективной оценки эффективности средств активных воздействий, учитывающий спектр тактико-технических характеристик противоградовых изделий, особенности конструкций и условий применения противоградовых комплексов;

2. Провести анализ эффективности современных средств активных воздействий с целыо выявления их преимуществ и недостатков. По результатам анализа выработать рекомендации по их совершенствованию и наметить перспективные направления дальнейшего развития техники в этой области.

Научная новизна работы и полученных результатов.

Предложен принципиально новый подход к оценке эффективности средств активных воздействий на градовые процессы, основанный на расчете вероятности прохождения противоградового изделия (ПГИ) как носителя реагента в слое засева. а) Впервые выработаны объективные критерии оценки эффективности ПГИ, отражающие особенности их конструкции, тактико-технические характеристики и условия применения. На основе полученных критериев проведен анализ современных ПГИ, различных как по конструктивному исполнению, так и по способу внесения реагента, определены наиболее совершенные из них. Выявлены особенности применения ПГИ различных типов с целью достижения максимального эффекта при засеве. б) Впервые, используя полученные критерии, проведен расчет норм расхода ПГИ различного типа из условия соблюдения требований технологии воздействия. При этом норма расхода изделий рассматривалась в качестве основного показателя эффективности противоградовых комплексов, который отражает не только степень совершенства техники, но и позволяет судить об экономической целесообразности использования того или иного комплекса в системе противоградовой защиты. в) Впервые при анализе результатов активных воздействий на мощные градовые процессы проведено сопоставление временного хода параметров конвективных ячеек с моментами проведения засевов. При этом эффективности засевов оценивалась по критерию - вероятности успешного засева. г) Впервые рассмотрена задача оптимизации баллистических параметров противоградовых изделий, использующих линейно трассовый способ внесения реагента. С использованием аппарата классического вариационного исчисления получены аналитические зависимости, определяющие режим работы двигателя ракеты из условия формирования оптимальной траектории полета.

Научная и практическая значимость полученных результатов.

На основе выработанных критериев оценки эффективности ПГИ проведено сравнение изделий различных по конструктивному исполнению, тактико-техническим характеристикам и реализуемому способу внесения реагента. Определены преимущества и недостатки различных типов изделий и выработаны рекомендации по повышению их эффективности. Выявлены особенности применения ПГИ с реализацией различных способов внесения реагента и намечены наиболее перспективные направления дальнейшего развития данного вида техники. По результатам расчетов определены оптимальные условия запуска ПГИ различного типа из условия обеспечения их максимальной эффективности при воздействии.

Выработан критерий эффективности проведения засева - вероятность успешного засева. Показано, что данный критерий адекватно определяет успех проведения воздействия.

Таким образом, результаты, изложенные в работе, представляют интерес и для научных разработок и для оперативной работы по борьбе с градом.

Основные положении, выносимые на защиту:

Выработанные критерии оценки эффективности средств активных воздействий и результаты расчета эффективности современных противоградовых изделий.

Результаты расчета норм расхода противоградовых изделий различного типа на проведение засева объектов воздействия различной категории.

Рекомендации по повышению эффективности противоградовых комплексов и направления их совершенствования.

Результаты оптимизации баллистических параметров противоградовых изделий, использующих линейно-трассовый способ внесения реагента.

Личный вклад автора.

Постановка задачи выполнена автором совместно с научным руководителем.

Критерии оценки эффективности противоградовых изделий и подход к расчету норм их расхода выработаны совместно с доктором физ-мат наук Абшаевым М.Т.

Анализ эффективности современных средств доставки реагента, выработка рекомендаций по их совершенствованию и определение перспективных направлений развития выполнены автором.

Постановка и решение задачи оптимизации баллистических параметров противоградовых ракет выполнена также автором.

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались на Всероссийской конференции по физике облаков и АВ на гидрометеорологические процессы (г. Нальчик, 2005 г.), на второй международной конференции по моделированию устойчивого регионального развития (г. Нальчик, 2007), обсуждались на общегеофизическом семинаре Государственного учреждения «Высокогорный геофизический институт».

По результатам исследований опубликовано 13 работ, в том числе одно авторское свидетельство и один патент на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, приложений и содержит 173 страницы машинописного текста, включающего 52 рисунка и 5 таблиц. Список цитированной литературы содержит 112 наименований работ.

Заключение Диссертация по теме "Метеорология, климатология, агрометеорология", Болгов, Юрий Владиславович

5.4 Выводы и рекомендации

В результате решения задачи оптимизации баллистических параметров ПГР, использующих линейный способ внесения реагента, получены аналитические зависимости, определяющие режим работы двигателя ракеты по траектории полета. Задача оптимизации траектории полета рассматривалась только для одного значения высоты слоя засева, что вытекает из особенностей конструкции ПГР, для которых тяговые характеристики изделия остаются постоянными, а подбор наиболее оптимальной траектории осуществляется путем изменения угла возвышения пусковой установки.

Как следует из полученных зависимостей, значение модуля вектора тяги определяется положением траектории полета ПГР относительно слоя засева, а также направлением и соотношением сил, действующих на ракету в полете.

Из анализа полученных результатов можно сделать вывод, что данный подход к формированию оптимальной траектории полета ПГР требует довольно сложного закона изменения тяги двигателя ракеты. Следствием этого является необходимость применения топливных зарядов сложной геометрии, что может вызвать определенные трудности, как с точки зрения технической реализации, так и в экономическом плане - привести к увеличению себестоимости производства ПГР. В связи с этим, разработчики ракет больше внимания уделяют вопросу увеличения (при тех же габаритах ракетного двигателя) полного импульса тяги путем увеличения плотности заряжания ракетного двигателя [41].

Изложенный в данной главе подход вполне работоспособен при оптимизации параметров конкретного типа ПГР. В этом случае необходимо использовать численные методы интегрирования системы уравнений движения, причем на каждом шаге интегрирования необходимо определять оптимальное значение перегрузки п и по ее значению находить оптимальную величину модуля вектора тяги двигателя. Однако эта задача выходит за рамки настоящей работы и, по мнению автора, относится больше к компетенции разработчиков ПГР.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках выполнения диссертационной работы по анализу эффективности средств активных воздействий на градовые процессы получены следующие основные результаты:

1. Предложен принципиально новый подход к оценке эффективности противоградовых комплексов, основанный на учете вероятностного характера прохождения противоградового изделия как носителя реагента в слое засева. Выработаны критерии оценки эффективности ПГИ, учитывающие тактико-технические характеристики изделий, условия их применения и реализуемый способ внесения реагента.

2. Используя выработанные критерии, проведены расчеты эффективности различных противоградовых изделий. По результатам расчетов установлено:

Существенное влияние на эффективность ПГР оказывает форма траектории полета ракеты на участке внесения реагента и ее положение относительно слоя засева.

В классе ПГР с линейным способом внесения реагента максимальную эффективность имеют изделия с более пологой траекторией полета («Алан» и «Алазань-5»). Изделие «Кристалл-2», с плоскостным способом внесения реагента по эффективности не уступает изделиям «Алазань-5» и «Алан», а при низких уровнях нулевой изотермы более эффективно. При этом эффективность изделия растет с увеличением протяженности вертикальной трассы полета отстреливаемых модулей за счет устранения влияния крутизны траектории полета ПГР.

В отличие от ПГР, вероятность доставки реагента в слой засева артиллерийским снарядом равна единице. Таким образом, данный носитель реагента можно рассматривать в качестве идеального, хотя по протяженности трассы внесения реагента артиллерийский снаряд, использующий точечный способ внесения реагента, значительно уступает всем типам ПГР.

Существующие характеристики кучности боя ПГР (1/40-1/50) являются вполне приемлемыми и прирост эффективности ПГР за счет их дальнейшего улучшения незначителен.

Дискретность наведения пусковых установок в 5 градусов (по углу возвышения) не позволяет реализовать оптимальные траектории полета ПГР для всего диапазона высот слоя засева. Следствием этого является существенное снижение эффективности ПГР при определенных условиях применения. При дискретности наведения пусковой установки в 1 градус снижение эффективности ПГР незначительно и сопоставимо с влиянием на эффективность рассеивания изделия относительно номинальной траектории полета (показателем кучности боя ПГР).

3. Предложен новый подход к определению норм расхода ПГИ, позволяющий рассчитывать реальный расход изделий на проведение засева с учетом категории ОВ, площади зоны засева, тактико-технических характеристик изделий и условий их применения. При этом норма расхода изделий рассматривалась в качестве основного показателя эффективности ПГИ, позволяющего судить об экономической целесообразности использования того или иного изделия в системе противоградовой защиты. По результатам расчетов норм расхода ПГИ установлено:

Существующие нормы расхода современных ПГР для засева объектов воздействия 1-ой и 2-ой категорий удовлетворяют требованиям технологии воздействия. В случае объектов воздействия 3-й (при больших площадях зоны засева) и в особенности 4-ой категорий (суперячейковые процессы) требования технологии не выполняются. В этом случае из соображений повышения эффективности активных воздействий на ОВ высокой категории необходимо увеличить расход ракет на разовый засев в среднем в 2 раза.

Расход ПГР на проведение засева зависит от степени совершенства изделий и от условий их применения. Неоптимальное положение траектории полета ПГР по отношению к слою засева, приводит к существенному увеличению расхода изделий.

Наиболее эффективные ПГР («Кристалл-2» и «Алан») характеризуются меньшими нормами расхода на проведение засевов. Однако преимущество данных изделий проявляется только в случае высокой категории ОВ. Если принять во внимание, что более эффективные ПГР имеют более высокую стоимость, то из соображений экономической целесообразности можно рекомендовать использование в системе противоградовой защиты нескольких типов ПГИ. При воздействии на объекты низкой категории можно ограничиваться применением недорогих изделий, обладающих более низким показателем эффективности. В случае ОВ высокой категории целесообразно использование более дорогих ПГИ, которые в этих условиях имеют более высокие показатели эффективности.

4. Анализ результатов воздействия на мощные градовые процессы с учетом эффективности средств засева показал:

Перекрытие площадки засева трассами ракет (согласно действующим нормам расхода изделий) не является гарантией проведения успешного воздействия, так как при этом не учитывается вероятностный характер внесения реагента в слой засева.

Введенный критерий - вероятность успешного засева адекватно определяет успех воздействия, что подтверждается временным ходом параметров конвективных ячеек.

5. Рассмотрена задача оптимизации баллистических параметров ПГР, использующих линейный способ внесения реагента. Получены аналитические зависимости, определяющие режим работы двигателя ракеты из условия формирования оптимальной траектории полета (пологой траектории на участке внесения реагента). Анализ результатов показал, что формированию оптимальной траектории полета ПГР путем изменения модуля вектора тяги требует довольно сложного закона изменения тяги двигателя ракеты. Следствием этого является необходимость применения топливных зарядов сложной геометрии, что может вызвать определенные трудности, как с точки зрения технической реализации, так и в экономическом плане - привести к увеличению себестоимости производства ПГР.

Следует отметить, что изложенный в работе подход к оценке эффективности ПГИ позволяет учитывать фактор технического совершенства изделий как основного инструмента воздействия при реализации физических гипотез модификации градовых процессов с целью их дальнейшего совершенствования и строгого научного обоснования.

В заключении автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю и всем, кто критическими замечаниями и предложениями оказал помощь в написании этой работы.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата физико-математических наук, Болгов, Юрий Владиславович, Нальчик

1. Абшаев A.M. Оптимизация воздействия на градовые облака на основе исследования диффузии кристаллизующих реагентов и их взаимодействия с облачной средой: Дис. канд. физ.-мат наук 25.00.30. Нальчик, 2004. -141 с.

2. Абшаев A.M., Абшаев М.Т., Садыхов Я.А. Оптимизация дискретности засева мощных конвективных облаков во времени и в пространстве // Труды конференции молодых ученых ВГИ, поев. 90-летию проф. Г.К. Сулаквелидзе. Нальчик, 2004. - С. 79 - 89.

3. Абшаев М.Т. Автоматизированная ракетная технология подавления града и результаты ее применения в различных регионах мира // Тр. юбилейной конф. по АВ на гидрометеорол. процессы. Чебоксары, 1998. - С. 18-32.

4. Абшаев М.Т. Автоматизированные противоградовые комплексы.// Тр. междунар. конф. стран СНГ. СПб.: Гидрометеоиздат, 2002. - С. 6-14.

5. Абшаев М.Т. О новом методе воздействия на градовые процессы// Тр. ВГИ.-1989.-Вып. 72.-С. 14-28.

6. Абшаев М.Т. Радиолокационное обнаружение града // Известия АН СССР. Физика атмосферы и океана.-1982.-Т. 18, № 5. С 483-494.

7. Абшаев М.Т. Состояние оперативных программ подавления града в мире. //Обозр. прикладн. и промышл. математики. 1996. Т. 3, вып. 2. - С. 246260.

8. Абшаев М.Т., Атабиев М.Д., Мальбахова Н.М., Правосудов А.В. Некоторые результаты радиолокационных исследований структуры и динамики развития грозо градовых процессов на Северном Кавказе //Тр. ВГИ.-1976.-Вып. 33.-С. 81-91.

9. Абшаев М.Т., Ашабоков Б.А., Макитов B.C., Федченко J1.M. Об оценке физической эффективности экспериментов по воздействию на градовые процессы // Всес. конф. по АВ на гидромет. проц. JL: Гидрометеоиздат, 1990.-С. 181-185.

10. Абшаев М.Т., Малкарова A.M., Мизиева Ж.Ю. Особенности распределения интегральной водности градовых и ливневых облаков. // Тезисы Всероссийской конференции по ФО и АВ на гидромет. процессы. -Нальчик.-2005.-С. 50-51.

11. Абшаев М.Т., Болгов Ю.В. К вопросу оценки эффективности технических средств воздействия на градовые процессы. //Тр. ВГИ. 2002. -Вып. 92. -С. 172- 179.

12. Абшаев М.Т., Дадали Ю.А. Некоторые вопросы воздействия на градовые процессы //Тр. ВГИ. -1973. Вып. 22. - С. 104-117.

13. Абшаев М.Т., Дубинин Б.Н., Мамухов Р.А. К вопросу оптимизации засева градообразующих облаков кристаллизующими реагентами //Тр. ВГИ. -1984. -Вып. 55.-С. 103-109.

14. Абшаев М.Т., Дубинин Б.Н., Шимшилашвили М.Э. Об эффективности технических средств воздействия на градовые процессы //Тр. ВГИ. 1986. -Вып. 63.-С. 110-126.

15. Абшаев М.Т., Дубинин Б.Н. Шимшилашвили М.Э. Перспективы использования хладореагентов для активных воздействий // Тр. ВГИ. -1991.-Вып. 83.-С. 102-109.

16. Абшаев М.Т., Клигер Б.А. Методические указания по применению противоградового комплекса «Алазань» для активных воздействий на гидрометеорологические процессы. -JI.: Гидрометеоиздат, 1989. 64 с.

17. Абшаев М.Т., Клигер Б.А. Методические указания по применению противоградового комплекса «Кристалл» для активных воздействий на гидрометеорологические процессы. -JL: Гидрометеоиздат, 1989.-40 с.

18. Абшаев М.Т., Коропец О.И., Кудлаев Э.М. Оценка эффективности противоградовой защиты в странах СНГ// Обозр. приклад, и промышл. математики.- 1995. -Том 2, вып. 2, -С.287-310.

19. Абшаев М.Т., Малкарова A.M. Статистическая оценка эффективности противоградовой защиты в Аргентине// Обозр. приклад, и промышл. математики. -1995. Т. 2, вып. 2. - С. 204-222.

20. Абшаев М.Т., Сафаров С.Г. Оценка эффективности активного воздействия на градовые процессы// Тр. ВГИ.-1991. Вып. 80. - С. 122-136.

21. Ашабоков Б.А., Федченко Л.М., Шаповалов А.В. Способ воздействия на градовые процессы, основанный на обобщении результатов численного моделирования // Тр. ВГИ. -2002. Вып. 92. - С. 19-31.

22. Ашабоков Б.А., Федченко Л.М., Шаповалов А.В., Шоранов Р.А. Численные исследования образования и роста града при естественном развитии облака и активном воздействии // Метеорология и гидрология. 1994. -№ 1. -С.41-48.

23. Бартишвили Я.Т., Бартишвили Г.С, Гудушаури Ш.А., Ломинадзе В.П. К вопросу одновременного (комбинированного) воздействия на теплую и переохлажденную часть облака с целью предотвращения града. //Тр. ЗАКНИГМИ. 1967. - Вып.2(27). - С.7-22.

24. Беляев С.П., Ким Н.С., Оганесян С.Х., Сенковенко С.А. Влияние обдува генератора воздушным потоком на дисперсность конденсирующихся аэрозолей // Коллоидный журнал. -1980. -Т. 42, №3. С. 533-535.

25. Бибилашвили Н.Ш., Гораль Г.Г., Калов Х.М., Экба Я.А. Исследование эффективности разрушения конвективных облаков взрывом и продуктами ликвидации противоградовых снарядов //Тр. ВГИ. 1981. - Вып. 47. - С. 36-44.

26. Бибилашвили Н.Ш., Ковальчук А.И. Некоторые результаты исследований ячейковой структуры конвективных облаков в предгорьях Западного Кавказа //Тр. ВГИ. 1976. - Вып. 33. - С. 92-99.

27. Болгов Ю.В. Расчет норм расхода противоградовых ракет для проведения успешного засева объектов воздействия // Тезисы Всероссийской конференции по ФО и АВ на гидромет. процессы. -Нальчик. 2005. -С. 34-35.

28. Болгов Ю.В. Эффективность противоградовых ракет реализующих плоскостной способ внесения реагента в слой засева // Тезисы Всероссийской конференции по ФО и АВ на гидромет. процессы. -Нальчик.-2005.-С. 45-46.

29. Болгов Ю.В., Инюхин B.C., Калов Х.М. Эффективность засева градовых облаков. Н Материалы второй международной конференции по моделированию устойчивого регионального развития. Нальчик. 2007. Т.З. -С. 26-31.

30. Болгов Ю.В., Инюхин B.C., Калов Х.М. Оценка эффективности засева градовых облаков. // Известия Вузов. Северо-Кавказский регион. Спец. выпуск. Науки о Земле. 2007. - С. 62-66 .

31. Болгов Ю.В., Ишохин B.C., Хучунаев Б.М. Радиолокационные и наземные измерения параметров града. // Тр. ВГИ. 2005. Вып. 94. - С. 98-112.

32. Бухникашвили А.В., Гайворонский И.И., Карцевадзе А.И. и др. Методика активных воздействий на градовые процессы и результаты опытов, проведенных в Алазанской долине // Тр. Всесоюзн. Совещ. по АВ на градовые процессы. Тбилиси, 1964. - С. 76-87.

33. Бычков Ю.А. Расчет систем управления на основе кусочно-степенных моделей. Л.: Энергоатомиздат. 1991.-131 с.

34. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. -М.: Физ.-Мат. Издат, 1962. 564 с.

35. Ворфоломеев В.И., Копытов М.И. Проектирование и испытание баллистических ракет. М.: Воениздат, 1970. - 392 с.

36. Вульфсон Н.И., Левин Л.М. Разрушение развивающихся кучевых облаков искусственно созданными нисходящими потоками. // Докл. АН СССР. -1968.-Т. 181, №4.-С. 855-857.

37. Вульфсон Н.И., Левин Л.М. Разрушение развивающихся кучевых облаков с помощью взрывов// Физика атмосферы и океана. 1972. -Т.8,- №2. - С. 156-166.

38. Габасов Р., Кирилова Ф.М. Методы оптимизации. Минск: БГУ, 1975. -280 с.

39. Гайворонский И.И., Зацепина Л.П., Серегин Ю.А. Результаты опытов воздействия на конвективные облака грубодисперсными порошками с различной дисперсностью и различным удельным весом. // Тр. ЦАО. -1976.-Вып. 104.-С. 49-63.

40. Дмитриевский А.А., Казаковцев В.П., Устинов В.Ф. и др. Движение ракет. М.: Воениздат, 1968. - 464 с.

41. Дмитриевский А.А., Кошевой В.Н. Основы теории полета ракет. М.: Воениздат, 1964.-312 с.

42. Дмитриевский А.А., Лысенко Л.Н., Богодистов С.С. Внешняя баллистика. -М.: Машиностроение, 1991.-640 с.

43. Залиханов М.Ч., Федченко Л.М. Состояние и перспективы научных работ по предотвращению града. //Тр. ВГИ. 1984. - Вып. 55. - С. 3-23.

44. Ишохин B.C. Некоторые результаты численного моделирования радиолокационных характеристик града // Доклады Всероссийской конференции по ФО и АВ на гидромет. процессы. С.-Пет. Гидрометеоиздат, - 2001. -С. 189-202.

45. Инюхин B.C., Болгов Ю.В., Березинский Н.А., Пашкевич М.Ю. Динамические характеристики облаков и стратегия метеозащиты // Тезисы Всероссийской конференции по ФО и АВ на гидромет. процессы. -Нальчик.-2005.-С. 54-55.

46. Калажоков Х.Х., Ашабоков Б.А. К оценке экономической эффективности противоградовых опраций методом математического моделирования. // Тр. ВГИ. 1977. - Вып. 36. - С. 107-114.

47. Калажоков Х.Х., Ашабоков Б.А. О применении сплайн функции к решению задач прогнозирования в методах оценки эффективности противоградовых работ. // Тр. ВГИ. 1984. - Вып. 55. - С. 24-30.

48. Калов X. М. Активные воздействия на грозо-градовые облака динамическим методом //Тр. ВГИ. 2001. - Вып. 91. - С. 12-20.

49. Калов Х.М., Калов Р.Х. О современном состоянии и перспективах научно-исследовательских и оперативно-производственных работ по активнымвоздействиям на грозоградовые процессы. //Тр. ВГИ. 2002. - Вып. 92. -С.13-18.

50. Калов Х.М., Калов Р.Х. О способе активного воздействия на грозоградовые облака кристаллизующим реагентом. //Тр. ВГИ. 2001. - Вып. 91.- С.3-11.

51. Качурин Л.Г. Физические основы воздействия на атмосферные процессы. -Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 464 с.

52. Ким Н.С. Исследование влияния режимов генерации аэрозоля на его льдообразующую активность. Тр. ЦАО. 1980. - Вып. 142. - С. 89-98.

53. Кондратенко В.А. Об измерении реальной льдообразующей активности реагентов// Матер. Всесоюзн. семинара по физике образования градовых процессов и активных воздействий на них. М.: Гидрометеоиздат, 1987,-С. 95-99.

54. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. М.: Наука, - 1978 . - 832 с.

55. Кудлаев Э.М., Козлов М.В., Лагутин М.Б., Федченко Л.М. Статистическая оценка эффективности работ противоградовой службы Северного Кавказа в 1978 1983 гг.// Обозрение прикладной и промышленной математики. -М.: ТВП., 1995. Т.2, вып. 2. - С. 223 - 253.

56. Малкарова A.M. Методы и результаты оценки эффективности активных воздействий на градовые процессы: Автореферат Дис. канд. физ.-мат наук 25.00.30. Нальчик, 2002. 20 с.

57. Мейсон Б. Дж. Физика облаков. Л.: Гидрометеоиздат, 1961. - 543 с.

58. Милозевич Д., Фукута Н. Противоградовая ракета с жидким пропаном в качестве льдообразующего реагента // Матер. II Междунар. конф. по борьбе с градом. София. - Болгария. - 1984. - С. 491-497.

59. Наставление по ракетно-артиллерийскому обеспечению активных воздействий на гидрометеорологические процессы. JL: Гидрометеоиздат, 1988.-296 с.

60. Остославский И.В., Стражева И.В. Динамика полета. Траектории летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1969. - 500 с.

61. Пат. 1809960 СССР. Устройство для распыления жидкости в полете / X.-М.Х. Байсиев, Я.А. Экба, Г.Г. Щукин, М.Д. Атабиев, Ю.В. Болгов (СССР). -Заявл. 26.09.90.

62. Подиновский В.В., Гаврилов В.М. Оптимизация по последовательно применяемым критериям. М.: Совет, радио, 1975. - 192 с.

63. Понтрягин JI.C. Математическая теория оптимальных процессов. -М.: Наука, 1976.392 с.

64. Руководство по организации и проведению противоградовых работ / Бибилашвили Н.Ш., Бурцев И.И., Серегин Ю.А. и др. JI.: Гидрометеоиздат, 1981. - 168 с.

65. Руководство по применению радиолокаторов MPJI-4, MPJI-5 и MPJI-6 в системе градозащиты / М.Т. Абшаев, И.И. Бурцев, С.И. Ваксепбург, Г.Ф. Шевела. М.: Гидрометеоиздат, 1980.-230 с.

66. Руководящий документ РД 52.37.596. Инструкция по активным воздействиям на градовые процессы. М.: Гидрометеоиздат. - 1998. - 32 с.

67. Руководящий документ РД 52.37.624-2001 Инструкция. Порядок применения автоматизированного ракетного противоградового комплекса «Алан» для активных воздействий на метеорологические и другие геофизические процессы. М.: Гидрометеоиздат. - 2001. - 48 с.

68. Сванидзе Г.Г., Бегалишвили Н.А., Бериташвили Б.Ш. Оптимизация сети пунктов воздействия /Юбозр. приклад, и промышл. математики. 1996. -Т. 3, вып. 2.-С. 2004-2014.

69. Серебряков М.Е. Внутренняя баллистика ствольных систем и пороховых ракет. М.: Оборониздат, 1962. - 704 с.

70. Сулаквелидзе Г.К. Ливневые осадки и град. Л.: Гидрометеоиздат, 1967. -412 с.

71. Сухарев А.Г., Тимохов А.В., Федоров В.В. Курс методов оптимизации. -М.: Наука, 1986.-328 с.

72. Тебуев А.Д. Автоматизированные радиолокационные исследования макро-и микрофизических характеристик облаков и осадков: Дис. канд. физ.-мат наук 25.00.30. Нальчик, 2002. 20 с.

73. Тимофеев Н.Е., Мадякин Ф.П., Арутюнян А.С., Салин В.Н. Льдообразующие составы с ультромалым содержанием йодида серебра. //

74. Тр. Всесоюзн. семинара «Активные воздействия на градовые процессы и перспективы усовершенствования льдообразующих реагентов для практики активных воздействий». -М.: Московское отделение гидрометеоиздата. 1991. - С. 220-224.

75. Чупров Я.С., Окунь Г.А., Сулаквелидзе Г.К., Станков Р.Н. Борьба с градом с помощью специальных артиллерийских снарядов //Тр. ВГИ. 1969. -Вып. 14.-С. 247-253.

76. Шаповалов А.В. Математическое моделирование физических процессов в конвективных облаках при естественном развитии и активных воздействиях. Докторская диссертация. Нальчик, 2002.

77. Эльсгольц Л.Э. Дифференциальные уравнения и вариационное исчисление. -М.: Наука, 1969.-424 с.

78. Abshaev М.Т., 1994: A new concept of hailstorm modification // 6th WMO Sci. Conf. on Wea. Modif. Paestum, Italy, - 1994. - Vol. I. - P. 139-142.

79. Вое В.A., P.L. Smith and R.E. Rinehart, 1994: The North Dakota tracer experiment: Studies of Transport, Dispersion and Hydrometeor Development in Cumuliform Clouds. Preprints 6th WMO Sci. Conf. On Wea. Modif. Paestum, Italy, Vol I.-P. 263-266.

80. Browning K.A., Foote G.B. Airflow and hail growth in supercell storms and some implication for hail suppression. Quart. J.R. Met. Soc. - 1976. Vol. 102. - P. 499-533.

81. Browning K.A. and Ludlam F.H. Airflow in convective storms // Roy. Met. Soc.- 1962.-Vol. 88. -P. 117-135.

82. Chisholm A.J., Renick J.H. The kinematics of multicell and supercell Alberta hailstorms. Alberta Hail Studies // Research Council of Alberta Hail Studies Report N 72-2.- 1972.-P. 24-31.

83. Dessens J. Hail in South Western France. II: Results of a 30-year hail prevention project with silver iodide seeding from the ground // Climate Appl. Met. 25. -1986.-P. 48-58.

84. Dimitrievski V. Weather modification in Yugoslavia // 10th Conf. Wea. Modif., Arlington, VA Amer. Met. Soc. 1986. - P. 353-356.

85. English M., Kochtubaida B. Precipitation initiation through cloud seeding // 9th Intern. Cloud Physics Conf. Tallin, USSR. - 1984. - V.III. - P. 707-711.

86. Farley R.D., Wu Ting, Orville H.D., Hui Chen. The numerical simulation of hail suppression experiments // 6lh WMO Sci. Conf. On Weather Modif. -Paestum, Italy. 1994. - Vol. 1.-P. 161-166.

87. Foote В., Browning K.A., K.A. Borland, S.A. Chengnon et al, 1977: Hail. A revive of Hail Science and Hail Suppression. Meteor. Monog. №38, Edited by G.B. Foote and C.A. Knight. Amer. Met. Soc. Boston, Mass. P. 277.

88. Gelo B. and Matvijev M. Overview of hail suppression in Croatia // 6th WMO Sci. Conf. On Wea. Modif., Paestum, Italy. 1994. - Vol I. - P. 117-120.

89. Guoguang Zheng. An overview of weather modification activities in China // 8th WMO Con. Weather Mod. Casablanca, Morocco. - 2003. - P. 25-30.

90. Heymsfield A.I. Processes of hydrometeor development in Oklahoma convective clouds// Atm. Sci. 1984. - V1.41, №19, 2811-2835.

91. Horvat V., and Lipovscak В., 1983: Cloud seeding with the TG-10 rockets// J. Wea. Mod. 1983. № 1. P. 56-61.

92. Krauss T.W. and English M. Hailstorm Seeding Experiment in Alberta // 9th Intern. Cloud Physics Conf. Tallin, USSR. - 1984. - V.III. - P.707-711.

93. Marwitz J.D. The structure and motion of severe hailstorms // Part 1, 2, 3. Appl. Met. 1972.-Vol. 11, N l.-P. 166-201.

94. Marwitz J.D., Berry E.X. The airflow within the wear echo region of an Alberta Hailstorm //. Appl. Met. 1971. - Vol. 10, N 3. - P. 487-492.

95. Programme on physics and chemistry of clouds and weather modification research // WMP Report No 26. Secretariat of the WMO. Geneva, Switzerland, 1996.-40 pp.

96. Register of National Weather Modification Projects. WMO Report №23. WMO/TD-N. 1992. - P. 686.

97. Reinking R.F., B.E. Martner and B.W. Orr, 1994: Cloud investigation of seeding material determined by tracking chaff with dual-polarization radar // Preprints 6th WMO Sci. Conf. On Wea. Modif. Paestum, Italy. Vol I, - P. 309-312.

98. Simenov P.L. An overviev on the evaluation of hail suppression efficiency in Bulgaria // 6th WMO Sci. on Wea. Modif. Paestum, Italy. 1994. - Vol I. - P. 217-220.

99. Smith P.L. Hail suppression activity around the world // Symp. On Plan. Inv. Wea. Modif. Atlanta. Published by the Amer. Met. Sos. Boston, Mass. - 1992.

100. Smith P.L., L.R. Johnson, D.L. Priegnitz and P.W. Mielke. Statistical evolutions of the North Dakota Cloud Modification Project // 6lh WMO Sci. Conf. On Wea. Modif. Paestum Italy. 1994. - Vol I. - P. 281-284.

101. Zhang J. Weather modification in China: Its status quo and prospects// 5lh WMO Sci. Conf. Wea. Modif. And Appl. Cloud Physics, Beijing. 1989. - P. 1-4.

Информация о работе

Болгов, Юрий Владиславович
кандидата физико-математических наук
Нальчик, 2007
ВАК 25.00.30

Диссертация

Анализ эффективности средств активных воздействий на градовые процессы - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы