專利名稱：龍卷風(fēng)弱化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明龍卷風(fēng)弱化器涉及ー種可降低龍卷風(fēng)災(zāi)害的設(shè)備，尤其是ー種可以減弱龍卷風(fēng)的氣流旋轉(zhuǎn)，降低龍卷風(fēng)內(nèi)外的氣壓差，縮短龍卷風(fēng)存在時(shí)間，特別是縮短龍卷風(fēng)下半段風(fēng)柱存在的時(shí)間從而減少龍卷風(fēng)造成災(zāi)害的設(shè)備；
背景技術(shù)：
龍卷風(fēng)是ー種伴隨著高速旋轉(zhuǎn)的漏斗狀云柱的強(qiáng)風(fēng)渦旋。龍卷風(fēng)中心附近風(fēng)速可達(dá)100m/s 200m/s,最大300m/s,比臺(tái)風(fēng)最大風(fēng)速大幾倍。龍卷風(fēng)的襲擊突然而猛烈，產(chǎn)生的風(fēng)是地面上最強(qiáng)的。比12級(jí)臺(tái)風(fēng)還要大五、六倍。風(fēng)的范圍很小，一般直徑只有幾十米到數(shù)百米，只在極少數(shù)的情況下直徑才達(dá)到一公里以上；龍卷風(fēng)從發(fā)生到消失一般只有 幾分種，最多幾個(gè)小吋。其移動(dòng)平均速度約15米/秒，最快的可達(dá)70米/秒。龍卷風(fēng)影響范圍從數(shù)米到幾十上百公里，所到之處萬物遭劫龍卷風(fēng)不僅能拔起大樹，吹起汽車，吹毀房屋，龍卷風(fēng)吹起的各種雜物還能給人和牲畜造成致命的傷害。本發(fā)明人近年的研究顯示，龍卷風(fēng)氣流旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力來自于中心的低氣壓……龍卷風(fēng)氣流旋轉(zhuǎn)的速度是由外向內(nèi)逐漸增加的，外部氣流旋轉(zhuǎn)的速度遠(yuǎn)低于內(nèi)部氣流。本發(fā)明針對(duì)龍卷風(fēng)以上特點(diǎn)設(shè)計(jì)出可以弱化龍卷風(fēng)，減少龍卷風(fēng)造成災(zāi)害的設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明龍卷風(fēng)弱化器要解決的技術(shù)問題是如何減弱其旋轉(zhuǎn)氣流，減少龍卷風(fēng)內(nèi)部低氣壓，縮短其存在時(shí)間從而減少其對(duì)地面建筑，車輛，設(shè)備等財(cái)物的損壞和人員及牲畜的傷害。本發(fā)明龍卷風(fēng)弱化器解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是把足夠多組的渦流干擾管牢固連接在雙層圓形尼龍繩網(wǎng)周邊構(gòu)成一種可收縮壓扁圍攏成近似圓柱體的結(jié)構(gòu)即龍卷風(fēng)弱化器。龍卷風(fēng)弱化器在收攏狀態(tài)下投送到龍卷風(fēng)內(nèi)部一定高度，在龍卷風(fēng)的氣流旋轉(zhuǎn)作用下展開才能起到弱化龍卷風(fēng)的作用。龍卷風(fēng)弱化器在制作細(xì)節(jié)上盡可能保證其可以順利展開。構(gòu)成龍卷風(fēng)弱化器的渦流干擾管的截面接近V型(或其他類似的半邊開ロ的筒形、三角形或多邊形)。每組渦流干擾管包括數(shù)根渦流干擾管單管，相應(yīng)截面規(guī)格依次減小，并按大小順序套在一起，可以像伸縮天線一樣從內(nèi)到外逐一拉伸出來。在內(nèi)外相臨兩根渦流干擾管間設(shè)有連接膜，連接膜一端固定在外層渦流干擾管的內(nèi)表面長度方向的中部，另一端固定在內(nèi)層渦流干擾管的外表面端部。由于連接膜的作用，內(nèi)層的渦流干擾管只能從外層渦流干擾管的一端拉伸出來，同時(shí)保留一定的搭接長度。每根渦流干擾管的長度約為3到15米；渦流干擾管的V型截面邊長約為O. 5米到2米或更大尺寸。渦流干擾管具體長度和截面規(guī)格應(yīng)視加工情況及運(yùn)輸投送情況來確定。在條件允許的情況下，渦流干擾管的截面規(guī)格偏大有利于發(fā)揮弱化龍卷風(fēng)的作用。V型截面兩邊在自然狀態(tài)下夾角為60度，夾角頂點(diǎn)有一定的圓弧，相應(yīng)材料應(yīng)有一定的彈性，使V型截面兩邊在外力下能被壓近，V型截面兩邊被壓后夾角能接近20度或更小。渦流干擾管的開ロ兩邊各設(shè)有鉤型加強(qiáng)肋及X型加強(qiáng)膜，X型加強(qiáng)膜把渦流干擾管開ロ兩邊的鉤型加強(qiáng)肋連接在一起，提高渦流干擾管的整體穩(wěn)定性和抗扭能力。在渦流干擾管兩個(gè)斜面的中部延縱向設(shè)有凹向內(nèi)側(cè)的加強(qiáng)槽，カロ強(qiáng)槽為內(nèi)大外小的楔形，加強(qiáng)槽寬度約為50 300毫米，最外層的渦流干擾管加強(qiáng)槽最窄，由外層向內(nèi)層依次加寬，以便于各層渦流干擾管間相扣合。加強(qiáng)槽的數(shù)量及深度根據(jù)V型邊的總寬度及構(gòu)成渦流干擾管材料的強(qiáng)度調(diào)整。為了防止在特殊情況下渦流干擾管吹散后順氣流直線高速飄飛，渦流干擾管延長度方向須有一定的彎弧，弧形的圓心指向V型截面開ロ方向，彎弧不易過大，需在弾性范圍內(nèi)，用較小的力即可壓直。為了不影響內(nèi)層渦流干擾管的拉伸，同一組渦流干擾管的弧線應(yīng)是一致的。多組渦流干擾管最外層在內(nèi)層不可拉伸一端均勻連接在尼龍繩網(wǎng)周邊，并都保持V型開ロ向上，這就構(gòu)成了ー個(gè)龍卷風(fēng)弱化器。理論上每組渦流干擾管最外層截面外接圓面積乘以單個(gè)龍卷風(fēng)弱化器所包含的渦流干擾管組數(shù)所得總面積，越接近龍卷風(fēng)風(fēng)柱中下部截面面積，龍卷風(fēng)弱化器對(duì)龍卷風(fēng)的弱化速度就越快。當(dāng)單根渦流干擾管截面的外接圓面積大于龍卷風(fēng)風(fēng)柱面積時(shí)產(chǎn)生的弱化作用將下降。所以，在滿足運(yùn)輸投送條件的前提下應(yīng)適當(dāng)提高渦流干擾管的截面尺寸和每個(gè)龍卷風(fēng)弱化器包括的渦流干擾管的組數(shù)。這里強(qiáng)調(diào)龍卷風(fēng)柱中下部是因?yàn)辇埦盹L(fēng)的風(fēng) 柱呈漏斗形，上部遠(yuǎn)大于中下部，龍卷風(fēng)弱化器一旦進(jìn)入上部，對(duì)旋轉(zhuǎn)氣流所起的作用將微不足道。龍卷風(fēng)弱化器只能真對(duì)龍卷風(fēng)風(fēng)柱中下部發(fā)揮作用，所以下面提到的龍卷風(fēng)風(fēng)柱均指龍卷風(fēng)風(fēng)柱中下部。龍卷風(fēng)弱化器采用的尼龍繩網(wǎng)為圓形雙層組合網(wǎng)，雙層網(wǎng)的中心間距為零，周邊最大間距等于渦流干擾管最外層管的截面高度。渦流干擾管至少三個(gè)頂點(diǎn)與尼龍繩網(wǎng)相連拉，易于保持渦流干擾管V型開ロ向上，減少翻轉(zhuǎn)的機(jī)會(huì)。尼龍繩網(wǎng)網(wǎng)繩平面分布形式與蜘蛛網(wǎng)類似，為經(jīng)線和緯線組合形式，緯線的數(shù)量視尼龍繩網(wǎng)的規(guī)格尺寸和強(qiáng)度需要確定，由于渦流干擾管的開ロ向上，尼龍繩網(wǎng)上層的經(jīng)線的數(shù)量為渦流干擾管組數(shù)的四到六倍，應(yīng)為偶數(shù)，尼龍繩網(wǎng)下層的經(jīng)線的數(shù)量為渦流干擾管組數(shù)的ニ到三倍，可確保渦流干擾管的每個(gè)頂點(diǎn)均有尼龍繩網(wǎng)的經(jīng)線與之相連。為了便于運(yùn)輸、存放和投送，龍卷風(fēng)弱化器大部分時(shí)間須保持收攏狀態(tài)其各組渦流干擾管在收縮壓扁后V型底角向內(nèi)圍攏成ー個(gè)近似圓柱體。尼龍繩網(wǎng)也應(yīng)設(shè)置合理的盤卷方式以便于快速展開。尼龍繩網(wǎng)盤卷后最好能形成與渦流干擾管長度一致的細(xì)圓柱形。由于渦流干擾管收縮壓扁圍攏成圓柱體時(shí)中心一般會(huì)存在ー個(gè)接近圓柱形的空隙，尼龍繩網(wǎng)盤卷成細(xì)圓柱形可以放在空隙處，以便最大程度節(jié)省空間。龍卷風(fēng)弱化器在收攏成圓柱體的狀態(tài)下送入龍卷風(fēng)內(nèi)部，利用龍卷風(fēng)氣流的旋轉(zhuǎn)展開各組渦流干擾管分散開，每組渦流干擾管逐漸拉伸開。龍卷風(fēng)弱化器展開同時(shí)也開始了弱化龍卷風(fēng)的過程。龍卷風(fēng)弱化器的展開過程是否順利，決定了對(duì)龍卷風(fēng)的弱化效果。每組渦流干擾管在制作細(xì)節(jié)上要使它們拉伸順暢并有適當(dāng)大小且均勻的摩擦力存在，拉伸順暢是為了便于龍卷風(fēng)弱化器在工作時(shí)展開，有適當(dāng)大小且均勻的摩擦カ是為了渦流干擾管在的展開過程不要過快，要能持續(xù)一定時(shí)間，過快形成的沖擊カ容易拉斷連接膜，持續(xù)ー定時(shí)間是為龍卷風(fēng)氣流旋轉(zhuǎn)降低提供一個(gè)時(shí)間段。龍卷風(fēng)弱化器需要與地球上最強(qiáng)的風(fēng)去抗衡，在成本允許的情況下，渦流干擾管采用的材料應(yīng)盡可能輕質(zhì)高強(qiáng)。由于龍卷風(fēng)弱化器工作期間是處于隨風(fēng)飄飛狀態(tài)，其所受的風(fēng)カ與固定在地面的物體相比，要小很多，所以對(duì)龍卷風(fēng)弱化器各部分的強(qiáng)度要求并不是高不可及。為了實(shí)現(xiàn)弱化作用，適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和剛度可保證渦流干擾管在工作狀態(tài)下維持住V型截面，底部夾角基本維持在60度左右(當(dāng)與尼龍繩網(wǎng)邊長對(duì)比，渦流干擾管分布較密時(shí)，可適當(dāng)減小V型截面底部夾角)，渦流干擾管延長度方向不出現(xiàn)明顯的彎折，或扭曲，更不能在龍卷風(fēng)中斷裂開。另外，構(gòu)成渦流干擾管的材料需要有一定的柔韌性，以防止在展開過程中與龍卷風(fēng)中飄飛的雜物相碰撞時(shí)被撞碎。渦流干擾管采用輕質(zhì)高強(qiáng)材料也可最大程度降低渦流干擾管的總體重量，以減少下落造成的次傷害。多層中空聚碳酸脂板是制成渦流干擾管較理想的選擇之一。如采用多層中空聚碳酸脂板構(gòu)成的渦流干擾管截面細(xì)部尺寸可參照如下要求渦流干擾管兩個(gè)斜面的厚度可設(shè)為漸變，V型底角處可薄ー些，約為5mm,到兩邊斜面頂部最厚,約為IOmm ;鉤型加強(qiáng)肋的厚度由10毫米逐漸減薄約為5mm?？紤]到模具制作難度，也可把一個(gè)渦流干擾管分成兩片制作，然后用薄金屬板在底邊連接成V型截面。渦流干擾管如果采用其他輕質(zhì)高強(qiáng)材料制作，相關(guān)細(xì)部規(guī)格可根據(jù)材料的力學(xué)性能調(diào)整。尼龍繩網(wǎng)、連接膜、X型加強(qiáng)膜等構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度和柔韌性是重點(diǎn)。尤其是尼龍繩網(wǎng)和連接膜在龍卷風(fēng)弱化器展開初期，龍卷風(fēng)弱化器的旋轉(zhuǎn)速度可能接近龍卷風(fēng)風(fēng)柱的旋轉(zhuǎn)速度。如果尼龍繩網(wǎng)和連接膜抗拉強(qiáng)度不夠，發(fā)生斷裂，就可能造成渦流干擾管飛散開。尼龍繩網(wǎng)的網(wǎng)繩可采用足夠直徑的尼龍繩結(jié)成；連接膜可以用一定直徑的尼龍繩編織成帶狀并涂以適當(dāng)薄厚的橡膠制成。最終渦流干擾管、尼龍繩網(wǎng)、連接膜和X型加強(qiáng)膜所須達(dá)到 的強(qiáng)度可通過力學(xué)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)確定。如果龍卷風(fēng)弱化器各組成部分足夠輕，其完成弱化龍卷風(fēng)的任務(wù)后就可以較低速度安全降落到地面；如果無法保證龍卷風(fēng)弱化器的下降速度在安全范圍內(nèi)，那么就要給龍卷風(fēng)弱化器配備降落傘及自動(dòng)開啟裝置。降落傘及自動(dòng)開啟裝置可設(shè)在尼龍繩網(wǎng)的中心，使龍卷風(fēng)弱化器在完成任務(wù)后通過降落傘安全降到地面上。為了較好地實(shí)現(xiàn)弱化作用，龍卷風(fēng)弱化器的每組渦流干擾管拉伸長度和尼龍繩網(wǎng)半徑要基本滿足以下要求每組渦流干擾管拉伸后的長度要接近預(yù)計(jì)要弱化的龍卷風(fēng)風(fēng)柱的半徑；尼龍繩網(wǎng)的半徑約為預(yù)計(jì)要弱化的龍卷風(fēng)風(fēng)柱半徑的三分之一到四分之一；每組渦流干擾管拉伸后的長度加上尼龍繩網(wǎng)的半徑之和應(yīng)大于龍卷風(fēng)風(fēng)柱的半徑約10% 20%。如果渦流干擾管拉伸后的長度加上尼龍繩網(wǎng)的半徑明顯小于龍卷風(fēng)風(fēng)柱的半徑，則龍卷風(fēng)弱化器很容易就被龍卷風(fēng)的旋轉(zhuǎn)氣流抬到龍卷風(fēng)頂部擴(kuò)大部分，失去弱化作用。如果渦流干擾管拉伸后的長度加上尼龍繩網(wǎng)的半徑之和大于龍卷風(fēng)風(fēng)柱的半徑較多，弱化作用效果相對(duì)會(huì)好一會(huì)，但渦流干擾管組會(huì)拉伸不充分，造成不必要的浪費(fèi)，也會(huì)増加弱化完成后下降速度，増加危險(xiǎn)性。龍卷風(fēng)弱化器的弱化作用是依靠渦流干擾管來實(shí)現(xiàn)的，尼龍繩網(wǎng)對(duì)龍卷風(fēng)的弱化作用微不足道。如果尼龍繩網(wǎng)的規(guī)格超過了龍卷風(fēng)風(fēng)柱截面尺寸吋，龍卷風(fēng)風(fēng)柱處在尼龍繩網(wǎng)范圍內(nèi)時(shí)就不可能發(fā)揮弱化作用。所以龍卷風(fēng)弱化器的半徑大于龍卷風(fēng)風(fēng)柱半徑過多也難以保證弱化效果。由于龍卷風(fēng)從形成到發(fā)展，風(fēng)柱的半徑并不穩(wěn)定，以上所說風(fēng)柱的半徑只是個(gè)大約數(shù)，以上龍卷風(fēng)弱化器各部分尺寸要求亦為估計(jì)值，最佳規(guī)格尺寸還要有足夠多的實(shí)驗(yàn)和觀測(cè)數(shù)據(jù)才能取得。另ー方面，各次發(fā)生的龍卷風(fēng)風(fēng)柱的半徑差距很大，從幾米到幾百米，所以構(gòu)成龍卷風(fēng)弱化器的渦流干擾管和尼龍繩網(wǎng)應(yīng)設(shè)有多種規(guī)格及多種組合形式，以便于弱化不同風(fēng)柱半徑的龍卷風(fēng)。相應(yīng)的龍卷風(fēng)弱化器也應(yīng)有多種規(guī)格型號(hào)。例如Xl型龍卷風(fēng)弱化器每組渦流干擾管最外層ー根V型截面邊長為O. 8米，其他截面相應(yīng)逐漸減?。幻扛鶞u流干擾管長為3米，渦流干擾管組拉伸開吋，內(nèi)外兩層渦流干擾管間搭接長度為O. 9米，每組渦流干擾管包括3根單管；每個(gè)龍卷風(fēng)弱化器包括12組渦流干擾管，尼龍繩網(wǎng)的半徑為2. I米。Xl型龍卷風(fēng)弱化器適用于龍卷風(fēng)風(fēng)柱的半徑約4 7米的情況。X2型龍卷風(fēng)弱化器每組渦流干擾管最外層ー根V型截面邊長為O. 8米，其他截面相應(yīng)逐漸減??；每根渦流干擾管長為3. 6米，渦流干擾管組拉伸開吋，內(nèi)外兩層渦流干擾管間搭接長度為O. 9米，每組渦流干擾管包括4根單管；每個(gè)龍卷風(fēng)弱化器包括12組渦流干擾管，尼龍繩網(wǎng)的半徑為3. 6米。X2型龍卷風(fēng)弱化器適用于龍卷風(fēng)風(fēng)柱的半徑約7 12米的情況。X3型龍卷風(fēng)弱化器每組渦流干擾管最外層ー根V型截面邊長為I. 2米，其他截面相應(yīng)逐漸減??；每根渦流干擾管長為5. I米，渦流干擾管組拉伸開吋，內(nèi)外兩層渦流干擾管間搭接長度為I. I米，每組渦流干擾管包括5根單管；每個(gè)龍卷風(fēng)弱化器包括16組渦流 干擾管，尼龍繩網(wǎng)的半徑為6米。X3型龍卷風(fēng)弱化器適用于龍卷風(fēng)風(fēng)柱的半徑約12 20米的情況......龍卷風(fēng)弱化器規(guī)格組合應(yīng)以便于制作、運(yùn)輸、投送及經(jīng)濟(jì)合理等多方面綜合考慮。規(guī)格組合相對(duì)細(xì)ー些，型號(hào)多ー些，有利于較有針對(duì)性地弱化相應(yīng)半徑的龍卷風(fēng)。把龍卷風(fēng)弱化器與導(dǎo)彈技術(shù)相結(jié)合，必要時(shí)加上降落傘及開啟裝置等可組成多種型號(hào)龍卷風(fēng)弱化導(dǎo)彈。龍卷風(fēng)弱化器在組裝成導(dǎo)彈時(shí)，龍卷風(fēng)弱化器須如前文所述收攏成圓柱體，并注意使龍卷風(fēng)弱化器展開后渦流干擾管的開ロ朝向上方。由于多普勒雷達(dá)能夠探測(cè)及追蹤到龍卷風(fēng)。所以可由多普勒雷達(dá)加上龍卷風(fēng)弱化導(dǎo)彈，導(dǎo)彈控制系統(tǒng)及必要的輔助裝置組成導(dǎo)彈式龍卷風(fēng)弱化系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)龍卷風(fēng)弱化器的作用。利用導(dǎo)彈式龍卷風(fēng)弱化系統(tǒng)投送龍卷風(fēng)弱化器的具體過程及需注意的問題如下當(dāng)有多普勒雷達(dá)監(jiān)測(cè)到龍卷風(fēng)后，確定其位置、移動(dòng)速度、移動(dòng)方向、風(fēng)柱的半徑等參數(shù)，導(dǎo)彈控制系統(tǒng)選擇合適型號(hào)的龍卷風(fēng)弱化導(dǎo)彈并發(fā)射。首先要控制龍卷風(fēng)弱化導(dǎo)彈的落彈點(diǎn)偏差，越接近龍卷風(fēng)風(fēng)柱的中心，龍卷風(fēng)弱化器越可能正常發(fā)揮作用。如果落彈點(diǎn)偏差較大，龍卷風(fēng)弱化器在被釋放出來后，會(huì)因旋轉(zhuǎn)離心作用拋出龍卷風(fēng)的風(fēng)柱，無法發(fā)揮作用。落彈點(diǎn)偏差應(yīng)控制在龍卷風(fēng)風(fēng)柱半徑約三分之一以內(nèi)。釋放龍卷風(fēng)弱化器的高度也很重要，要適當(dāng)接近地面釋放出龍卷風(fēng)弱化器。如果過高釋放，則龍卷風(fēng)弱化器極易被上升氣流帶到龍卷風(fēng)頂部，無法發(fā)揮作用，如果過低釋放，龍卷風(fēng)弱化導(dǎo)彈和龍卷風(fēng)弱化器又易達(dá)到地面撞毀。另外，要使龍卷風(fēng)弱化導(dǎo)彈在進(jìn)入龍卷風(fēng)內(nèi)部后，要設(shè)法保持豎直狀態(tài)，并圍繞縱軸有一定速度的自轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)方向與龍卷風(fēng)氣流旋轉(zhuǎn)方向一致。這一點(diǎn)，導(dǎo)彈的尾翼在一定程度上可實(shí)現(xiàn)，也可増加必要的設(shè)備構(gòu)件來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)龍卷風(fēng)弱化器在龍卷風(fēng)風(fēng)柱合適的高度，合理的半徑范圍內(nèi)，以一定速度的自轉(zhuǎn)被釋放出來，在龍卷風(fēng)旋轉(zhuǎn)氣流的作用下轉(zhuǎn)速增カロ，構(gòu)成龍卷風(fēng)弱化器的各組渦流干擾管會(huì)在離心作用下向四周分散并拉伸開。由于龍卷風(fēng)氣流的旋轉(zhuǎn)速度是由外向內(nèi)逐漸增加的，外部氣流旋轉(zhuǎn)的角速度遠(yuǎn)低于內(nèi)部。當(dāng)渦流干擾管從龍卷風(fēng)風(fēng)柱中向各方向伸出時(shí)，外部氣流會(huì)限制各組渦流干擾管的旋轉(zhuǎn)速度，渦流干擾管進(jìn)一歩限制龍卷風(fēng)內(nèi)部氣流的旋轉(zhuǎn)，這是ー個(gè)相互影響的過程。另ー方面，由于龍卷風(fēng)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ來自于中心的低氣壓，當(dāng)渦流干擾管組伸出龍卷風(fēng)風(fēng)柱時(shí)，隨著其旋轉(zhuǎn)速度下降，其內(nèi)部及背風(fēng)面可形成風(fēng)道，在氣壓作用下，旋轉(zhuǎn)氣流外部的空氣會(huì)從風(fēng)道進(jìn)入龍卷風(fēng)內(nèi)部，可減少龍卷風(fēng)內(nèi)部的低氣壓，從而減少了龍卷風(fēng)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力。龍卷風(fēng)弱化器是從減少龍卷風(fēng)原有轉(zhuǎn)動(dòng)能量和減少龍卷風(fēng)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力來源兩個(gè)方面發(fā)揮作用。由于龍卷風(fēng)內(nèi)部的低氣壓來自于頂部云團(tuán)的物理作用，龍卷風(fēng)弱化器的作用一定程度上截?cái)嗔她埦盹L(fēng)下部旋轉(zhuǎn)氣流的動(dòng)カ來源，所以位于龍卷風(fēng)弱化器下部的旋轉(zhuǎn)氣流首先被減弱，而位于龍卷風(fēng)弱化器上部的旋轉(zhuǎn)氣流一般會(huì)持續(xù)較長時(shí)間才被逐漸減弱。如果龍卷風(fēng)上部云團(tuán)積蓄的能量較高，旋轉(zhuǎn)風(fēng)柱的上半段會(huì)攜帯著龍卷風(fēng)弱化器移動(dòng)一段距離，隨著移動(dòng)，龍卷風(fēng)的上半段風(fēng)柱會(huì)逐漸縮短，龍卷風(fēng)弱化器也會(huì)隨著上半段風(fēng)柱的底部旋轉(zhuǎn)上升。當(dāng)龍卷風(fēng)減弱到無法吸住龍卷風(fēng)弱化器吋，龍卷風(fēng)弱化器就從空中飄落下來降到地面上，或通過降落傘降落到地面上。如果龍卷風(fēng)上部云團(tuán)積蓄的能量非常高，隨著龍卷風(fēng)的上半段風(fēng)柱會(huì)逐漸縮短，龍卷風(fēng)弱化器在風(fēng)柱底部旋轉(zhuǎn)上升，被上升氣流托入入龍卷風(fēng)頂部失去弱化作用，那么龍卷風(fēng)有可能再一次伸出風(fēng)柱，但這種情況出現(xiàn)的機(jī)會(huì)極少。由于龍卷風(fēng)的破壞性主要集中在接近地面部分，通過龍卷風(fēng)弱化器的作用可明顯減少龍卷風(fēng)下半段存在的時(shí)間，所以減少了龍卷風(fēng)造成的災(zāi)害。龍卷風(fēng)弱化器的展開過程會(huì)受到多方面因素的影響，如果展開得不是很完全，仍能對(duì)龍卷風(fēng)起到相當(dāng)程度的弱化作用。不能苛求龍卷風(fēng)弱化器在使用中展開得非常完 美，不能苛求各組渦流干擾管在分散開后的實(shí)際分布如何均勻。如果渦流干擾管沒有完全拉伸開，或是有兩組渦流干擾管扣到一起，對(duì)于弱化的負(fù)面影響還是很有限的。由于龍卷風(fēng)形成早期表現(xiàn)為漏斗云，也可用龍卷風(fēng)弱化器去弱化漏斗云，那么就可把龍卷風(fēng)消滅在形成初期，把災(zāi)害降到零。弱化漏斗云的技術(shù)難度與弱化龍卷風(fēng)不同，漏斗云的平面尺寸要大于龍卷風(fēng)，所以落彈的準(zhǔn)確性要求降低，采用的龍卷風(fēng)弱化器的規(guī)格要偏大，要在漏斗云早期發(fā)射龍卷風(fēng)弱化導(dǎo)彈，準(zhǔn)備時(shí)間要少于弱化龍卷風(fēng)。最大難度是要能控制好龍卷風(fēng)弱化器的釋放時(shí)間，使其在接近漏斗云底部時(shí)展開。如果龍卷風(fēng)弱化器釋放早了，只會(huì)被上升氣流抬到漏斗云頂部，失去弱化作用，釋放晚了，容易錯(cuò)過漏斗云的旋轉(zhuǎn)氣流，失去旋轉(zhuǎn)氣流上升托カ和旋轉(zhuǎn)的展開作用，直接落到地面，無法實(shí)現(xiàn)弱化作用。如果有足夠精確的控制技術(shù)，弱化漏斗云的減災(zāi)效果會(huì)更加明顯。大部分情況下可采用ー個(gè)龍卷風(fēng)弱化器弱化ー個(gè)龍卷風(fēng)或漏斗云。也可設(shè)置候補(bǔ)方案，尤其是弱化半徑較大的龍卷風(fēng)。即當(dāng)ー個(gè)龍卷風(fēng)弱化器進(jìn)入龍卷風(fēng)后還沒有展開就被甩出風(fēng)柱或被托到風(fēng)柱頂端，那么就要再送ー個(gè)龍卷風(fēng)弱化器進(jìn)入龍卷風(fēng)內(nèi)部。由龍卷風(fēng)弱化器組成的導(dǎo)彈式龍卷風(fēng)弱化系統(tǒng)是龍卷風(fēng)弱化器發(fā)揮作用的方法之一。用其他方法如果能夠把龍卷風(fēng)弱化器送到龍卷風(fēng)內(nèi)部也可實(shí)現(xiàn)弱化龍卷風(fēng)的目的。把龍卷風(fēng)弱化器可加上外罩及必須的開啟控制裝置制成空投式龍卷風(fēng)弱化彈，從高空用飛機(jī)投送到龍卷風(fēng)內(nèi)部，利用龍卷風(fēng)的氣流旋轉(zhuǎn)使空投式龍卷風(fēng)弱化彈先有一定速度的圍繞自身縱軸的自轉(zhuǎn)，并在適當(dāng)?shù)母叨柔尫懦鳊埦盹L(fēng)弱化器使其依靠氣流旋轉(zhuǎn)展開發(fā)揮弱化作用。也可為龍卷風(fēng)弱化器加上相應(yīng)的外罩、開啟控制裝置、投送減速裝置等制成守候式龍卷風(fēng)弱化彈，用飛機(jī)投送到龍卷風(fēng)前進(jìn)的路上。當(dāng)龍卷風(fēng)移動(dòng)至守候式龍卷風(fēng)弱化彈所在位置，吸入守候式龍卷風(fēng)弱化弾，井隨著龍卷風(fēng)中心的氣流上升，同時(shí)利用龍卷風(fēng)的氣流旋轉(zhuǎn)使守候式龍卷風(fēng)弱化彈先有一定速度的圍繞自身縱軸的自轉(zhuǎn)，在達(dá)到一定高度，避開地面的樹木、建筑物后釋出龍卷風(fēng)弱化器。龍卷風(fēng)弱化器如果能順利展開就可發(fā)揮弱化龍卷風(fēng)的作用。守候式龍卷風(fēng)弱化彈也可臨時(shí)固定在特別處理和加固的遙控運(yùn)輸車頂部組成龍卷風(fēng)弱化車。當(dāng)發(fā)現(xiàn)龍卷風(fēng)后，龍卷風(fēng)弱化車通過遙控開行至龍卷風(fēng)前進(jìn)的路線上，當(dāng)龍卷風(fēng)移動(dòng)至龍卷風(fēng)弱化車頂部吋，龍卷風(fēng)弱化車釋放出守候式龍卷風(fēng)弱化彈讓其被旋轉(zhuǎn)氣流帶到空中并形成自轉(zhuǎn)，達(dá)到一定高度釋放出龍卷風(fēng)弱化器完成弱化工作。不論采用哪種方式，把龍卷風(fēng)弱化器送入龍卷風(fēng)內(nèi)部并保證其在一定高度一定自轉(zhuǎn)速度下被釋放出來并順利展開才能發(fā)揮弱化作用。由于大部分龍卷風(fēng)存在的時(shí)間較短，很多只有幾分鐘，十幾分鐘，且移動(dòng)速度快，平均15米/秒，最快的可達(dá)70米/秒。投送速度是減少龍卷風(fēng)災(zāi)害必須考慮的內(nèi)容。利用導(dǎo)彈技術(shù)結(jié)合多普勒雷達(dá)，可為弱化龍卷風(fēng)節(jié)省大量時(shí)間，甚至在龍卷風(fēng)形成前的漏斗云階段就可實(shí)現(xiàn)弱化，所以采用導(dǎo)彈式龍卷風(fēng)弱化系統(tǒng)是發(fā)揮龍卷風(fēng)弱化器作用的首選方案。由于空投式龍卷風(fēng)弱化彈、守候式龍卷風(fēng)弱化彈及龍卷風(fēng)弱化車技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單，成本較低，在導(dǎo)彈式龍卷風(fēng)弱化系統(tǒng)還沒有成熟前，可作為過渡方案或檢驗(yàn)龍卷風(fēng)弱化器效果的方案來使用。


圖I是本發(fā)明龍卷風(fēng)弱化器展開示意圖(包含渦流干擾管截面示意圖)；
圖2是本發(fā)明龍卷風(fēng)弱化器組成部分的渦流干擾管示意圖；圖3是本發(fā)明龍卷風(fēng)弱化器組成部分的兩根渦流干擾管間連接示意圖；圖4是本發(fā)明龍卷風(fēng)弱化器組成部分的渦流干擾管自然狀態(tài)的截面圖。圖5是本發(fā)明龍卷風(fēng)弱化器組成部分的渦流干擾管壓扁狀態(tài)的截面圖。圖中1.尼龍繩網(wǎng)，2.渦流干擾管，3.鉤型加強(qiáng)肋，4.連接膜，5.加強(qiáng)槽，6. X型加強(qiáng)膜。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明龍卷風(fēng)弱化器要解決的技術(shù)問題是如何減弱其旋轉(zhuǎn)氣流，減少龍卷風(fēng)內(nèi)部低氣壓，縮短其存在時(shí)間從而減少其對(duì)地面建筑，車輛，設(shè)備等財(cái)物的損壞和人員及牲畜的傷害。本發(fā)明龍卷風(fēng)弱化器解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是把足夠多組的渦流干擾管(2)牢固連接在雙層圓形尼龍繩網(wǎng)(I)周邊構(gòu)成一種可收縮壓扁圍攏成近似圓柱體的結(jié)構(gòu)即龍卷風(fēng)弱化器。龍卷風(fēng)弱化器在收攏狀態(tài)下投送到龍卷風(fēng)內(nèi)部一定高度，在龍卷風(fēng)的氣流旋轉(zhuǎn)作用下展開才能起到弱化龍卷風(fēng)的作用。龍卷風(fēng)弱化器在制作細(xì)節(jié)上盡可能保證其可以順利展開。構(gòu)成龍卷風(fēng)弱化器的渦流干擾管(2)的截面接近V型(或其他類似的半邊開ロ的筒形、三角形或多邊形)。每組渦流干擾管(2)包括數(shù)根渦流干擾管(2)單管，相應(yīng)截面規(guī)格依次減小，并按大小順序套在一起，可以像伸縮天線一樣從內(nèi)到外逐一拉伸出來。在內(nèi)外相臨兩根渦流干擾管⑵間設(shè)有連接膜(4)，連接膜(4) 一端固定在外層渦流干擾管(2)的內(nèi)表面長度方向的中部，另一端固定在內(nèi)層渦流干擾管(2)的外表面端部。由于連接膜(4)的作用，內(nèi)層的渦流干擾管(2)只能從外層渦流干擾管(2)的一端拉伸出來，同時(shí)保留一定的搭接長度。每根渦流干擾管(2)的長度約為3到15米；渦流干擾管(2)的V型截面邊長約為O. 5米到2米或更大尺寸。渦流干擾管(2)具體長度和截面規(guī)格應(yīng)視加エ情況及運(yùn)輸投送情況來確定。在條件允許的情況下，渦流干擾管(2)的截面規(guī)格偏大有利于發(fā)揮弱化龍卷風(fēng)的作用。V型截面兩邊在自然狀態(tài)下夾角為60度，夾角頂點(diǎn)有一定的圓弧，相應(yīng)材料應(yīng)有一定的弾性，使V型截面兩邊在外力下能被壓近，V型截面兩邊被壓后夾角能接近20度或更小。渦流干擾管(2)的開ロ兩邊各設(shè)有鉤型加強(qiáng)肋(3)及X型加強(qiáng)膜(6)，X型加強(qiáng)膜(6)把渦流干擾管(2)開ロ兩邊的鉤型加強(qiáng)肋(3)連接在一起，提高渦流干擾管(2)的整體穩(wěn)定性和抗扭能力。在渦流干擾管(2)兩個(gè)斜面的中部延縱向設(shè)有凹向內(nèi)側(cè)的加強(qiáng)槽(5)，加強(qiáng)槽(5)為內(nèi)大外小的楔形，加強(qiáng)槽(5)寬度約為50 300毫米，最外層的渦流干擾管(2)加強(qiáng)槽(5)最窄，由外層向內(nèi)層依次加寬，以便于各層渦流干擾管(2)間相扣合。加強(qiáng)槽(5)的數(shù)量及深度根據(jù)V型邊的總寬度及構(gòu)成渦流干擾管(2)材料的強(qiáng)度調(diào)整。為了防止在特殊情況下渦流干擾管(2)吹散后順氣流直線高速飄飛，渦流干擾管(2)延長度方向須有一定的彎弧，弧形的圓心指向V型截面開ロ方向，彎弧不易過大，需在彈性范圍內(nèi)，用較小的力即可壓直。為了不影響內(nèi)層渦流干擾管⑵的拉伸，同一組渦流干擾管(2)的弧線應(yīng)是一致的。多組渦流干擾管(2)最外層在內(nèi)層不可拉伸一端均勻連接在尼龍繩網(wǎng)(I)周邊，并都保持V型開ロ向上，這就構(gòu)成了ー個(gè)龍卷風(fēng)弱化器。理論上每組渦流干擾管(2)最外層截面外接圓面積乘以單個(gè)龍卷風(fēng)弱化器所包含的渦流干擾管(2)組數(shù)所得總面積，越接近龍卷風(fēng)風(fēng)柱中下部截面面積，龍卷風(fēng)弱化器對(duì)龍卷風(fēng)的弱化速度就越快。當(dāng)單根渦流干擾管(2)截面的外接圓面積大于龍卷風(fēng)風(fēng)柱面積時(shí)產(chǎn)生的弱化作用將下降。所以，在滿足運(yùn)輸投送條件的前提下應(yīng)適當(dāng)提高渦流干擾管 (2)的截面尺寸和每個(gè)龍卷風(fēng)弱化器包括的渦流干擾管(2)的組數(shù)。這里強(qiáng)調(diào)龍卷風(fēng)柱中下部是因?yàn)辇埦盹L(fēng)的風(fēng)柱呈漏斗形，上部遠(yuǎn)大于中下部，龍卷風(fēng)弱化器一旦進(jìn)入上部，對(duì)旋轉(zhuǎn)氣流所起的作用將微不足道。龍卷風(fēng)弱化器只能真對(duì)龍卷風(fēng)風(fēng)柱中下部發(fā)揮作用，所以下面提到的龍卷風(fēng)風(fēng)柱均指龍卷風(fēng)風(fēng)柱中下部。龍卷風(fēng)弱化器采用的尼龍繩網(wǎng)(I)為圓形雙層組合網(wǎng)，雙層網(wǎng)的中心間距為零，周邊最大間距等于渦流干擾管(2)最外層管的截面高度。渦流干擾管(2)至少三個(gè)頂點(diǎn)與尼龍繩網(wǎng)(I)相連拉，易于保持渦流干擾管(2) V型開ロ向上，減少翻轉(zhuǎn)的機(jī)會(huì)。尼龍繩網(wǎng)(I)網(wǎng)繩平面分布形式與蜘蛛網(wǎng)類似，為經(jīng)線和緯線組合形式，緯線的數(shù)量視尼龍繩網(wǎng)(I)的規(guī)格尺寸和強(qiáng)度需要確定，由于渦流干擾管(2)的開ロ向上，尼龍繩網(wǎng)(I)上層的經(jīng)線的數(shù)量為渦流干擾管(2)組數(shù)的四到六倍，應(yīng)為偶數(shù)，尼龍繩網(wǎng)(I)下層的經(jīng)線的數(shù)量為渦流干擾管(2)組數(shù)的ニ到三倍，可確保渦流干擾管(2)的每個(gè)頂點(diǎn)均有尼龍繩網(wǎng)(I)的經(jīng)線與之相連。為了便于運(yùn)輸、存放和投送，龍卷風(fēng)弱化器大部分時(shí)間須保持收攏狀態(tài)其各組渦流干擾管(2)在收縮壓扁后V型底角向內(nèi)圍攏成一個(gè)近似圓柱體。尼龍繩網(wǎng)(I)也應(yīng)設(shè)置合理的盤卷方式以便于快速展開。尼龍繩網(wǎng)(I)盤卷后最好能形成與渦流干擾管(2)長度一致的細(xì)圓柱形。由于渦流干擾管(2)收縮壓扁圍攏成圓柱體時(shí)中心一般會(huì)存在ー個(gè)接近圓柱形的空隙，尼龍繩網(wǎng)(I)盤卷成細(xì)圓柱形可以放在空隙處，以便最大程度節(jié)省空間。龍卷風(fēng)弱化器在收攏成圓柱體的狀態(tài)下送入龍卷風(fēng)內(nèi)部，利用龍卷風(fēng)氣流的旋轉(zhuǎn)展開各組渦流干擾管(2)分散開，每組渦流干擾管(2)逐漸拉伸開。龍卷風(fēng)弱化器展開同時(shí)也開始了弱化龍卷風(fēng)的過程。龍卷風(fēng)弱化器的展開過程是否順利，決定了對(duì)龍卷風(fēng)的弱化效果。每組渦流干擾管(2)在制作細(xì)節(jié)上要使它們拉伸順暢并有適當(dāng)大小且均勻的摩擦力存在，拉伸順暢是為了便于龍卷風(fēng)弱化器在工作時(shí)展開，有適當(dāng)大小且均勻的摩擦カ是為了渦流干擾管(2)在的展開過程不要過快，要能持續(xù)一定時(shí)間，過快形成的沖擊カ容易拉斷連接膜(4)，持續(xù)一定時(shí)間是為龍卷風(fēng)氣流旋轉(zhuǎn)降低提供一個(gè)時(shí)間段。龍卷風(fēng)弱化器需要與地球上最強(qiáng)的風(fēng)去抗衡，在成本允許的情況下，渦流干擾管(2)采用的材料應(yīng)盡可能輕質(zhì)高強(qiáng)。由于龍卷風(fēng)弱化器工作期間是處于隨風(fēng)飄飛狀態(tài)，其所受的風(fēng)力與固定在地面的物體相比，要小很多，所以對(duì)龍卷風(fēng)弱化器各部分的強(qiáng)度要求并不是高不可及。為了實(shí)現(xiàn)弱化作用，適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和剛度可保證渦流干擾管(2)在工作狀態(tài)下維持住V型截面，底部夾角基本維持在60度左右(當(dāng)與尼龍繩網(wǎng)(I)邊長對(duì)比，渦流干擾管(2)分布較密時(shí)，可適當(dāng)減小V型截面底部夾角)，渦流干擾管(2)延長度方向不出現(xiàn)明顯的彎折，或扭曲，更不能在龍卷風(fēng)中斷裂開。另外，構(gòu)成渦流干擾管(2)的材料需要有一定的柔韌性，以防止在展開過程中與龍卷風(fēng)中飄飛的雜物相碰撞時(shí)被撞碎。渦流干擾管
(2)采用輕質(zhì)高強(qiáng)材料也可最大程度降低渦流干擾管(2)的總體重量，以減少下落造成的次傷害。多層中空聚碳酸脂板是制成渦流干擾管(2)較理想的選擇之一。如采用多層中空聚碳酸脂板構(gòu)成的渦流干擾管(2):截面細(xì)部尺寸可參照如下要求渦流干擾管(2)兩個(gè)斜面的厚度可設(shè)為漸變，V型底角處可薄ー些，約為5_，到兩邊斜面頂部最厚，約為IOmm;鉤型加強(qiáng)肋(3)的厚度由10毫米逐漸減薄約為5_?？紤]到模具制作難度，也可把一個(gè)渦流干擾管(2)分成兩片制作，然后用薄金屬板在底邊連接成V型截面。渦流干擾管(2)如果采用其他輕質(zhì)高強(qiáng)材料制作，相關(guān)細(xì)部規(guī)格可根據(jù)材料的力學(xué)性能調(diào)整。尼龍繩網(wǎng)(I)、連接膜(4)、X型加強(qiáng)膜(6)等構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度和柔韌性是重點(diǎn)。尤其是尼龍繩網(wǎng)(I)和連接膜(4)在龍卷風(fēng)弱化器展開初期，龍卷風(fēng)弱化器的旋轉(zhuǎn)速度可能接近龍卷風(fēng)風(fēng)柱的旋轉(zhuǎn)速度。如果尼龍繩網(wǎng)(I)和連接膜(4)抗拉強(qiáng)度不夠，發(fā)生斷裂，就可能造成渦流干擾管(2)飛散開。尼龍繩網(wǎng)(I)的網(wǎng)繩可采用足夠直徑的尼龍繩結(jié)成；連接膜(4)可以用一定直徑的尼龍繩編織成帶狀并涂以適當(dāng)薄厚的橡膠制成。最終渦流干擾管(2)、尼龍繩網(wǎng)(I)、連接膜(4)和X型加強(qiáng)膜(6)所須達(dá)到的強(qiáng)度可通過力學(xué)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)確定。如果龍卷風(fēng)弱化器各組成部分足夠輕，其完成弱化龍卷風(fēng)的任務(wù)后就可以較低速度安全降落到地面；如果無法保證龍卷風(fēng)弱化器的下降速度在安全范圍內(nèi)，那么就要給龍卷風(fēng)弱化器配備降落傘及自動(dòng)開啟裝置。降落傘及自動(dòng)開啟裝置可設(shè)在尼龍繩網(wǎng)(I)的中心，使龍卷風(fēng)弱化器在完成任務(wù)后通過降落傘安全降到地面上。為了較好地實(shí)現(xiàn)弱化作用，龍卷風(fēng)弱化器的每組渦流干擾管(2)拉伸長度和尼龍繩網(wǎng)(I)半徑要基本滿足以下要求每組渦流干擾管(2)拉伸后的長度要接近預(yù)計(jì)要弱化的龍卷風(fēng)風(fēng)柱的半徑；尼龍繩網(wǎng)(I)的半徑約為預(yù)計(jì)要弱化的龍卷風(fēng)風(fēng)柱半徑的三分之一到四分之一；每組渦流干擾管(2)拉伸后的長度加上尼龍繩網(wǎng)(I)的半徑之和應(yīng)大于龍卷風(fēng)風(fēng)柱的半徑約10% 20%。如果渦流干擾管(2)拉伸后的長度加上尼龍繩網(wǎng)(I)的半徑明顯小于龍卷風(fēng)風(fēng)柱的半徑，則龍卷風(fēng)弱化器很容易就被龍卷風(fēng)的旋轉(zhuǎn)氣流抬到龍卷風(fēng)頂部擴(kuò)大部分，失去弱化作用。如果渦流干擾管(2)拉伸后的長度加上尼龍繩網(wǎng)(I)的半徑之和大于龍卷風(fēng)風(fēng)柱的半徑較多，弱化作用效果相對(duì)會(huì)好一會(huì)，但渦流干擾管(2)組會(huì)拉伸不充分，造成不必要的浪費(fèi)，也會(huì)増加弱化完成后下降速度，増加危險(xiǎn)性。龍卷風(fēng)弱化器的弱化作用是依靠渦流干擾管(2)來實(shí)現(xiàn)的，尼龍繩網(wǎng)(I)對(duì)龍卷風(fēng)的弱化作用微不足道。如果尼龍繩網(wǎng)(I)的規(guī)格超過了龍卷風(fēng)風(fēng)柱截面尺寸吋，龍卷風(fēng)風(fēng)柱處在尼龍繩網(wǎng)(I)范圍內(nèi)時(shí)就不可能發(fā)揮弱化作用。所以龍卷風(fēng)弱化器的半徑大于龍卷風(fēng)風(fēng)柱半徑過多也難以保證弱化效果。由于龍卷風(fēng)從形成到發(fā)展，風(fēng)柱的半徑并不穩(wěn)定，以上所說風(fēng)柱的半徑只是個(gè)大約數(shù)，以上龍卷風(fēng)弱化器各部分尺寸要求亦為估計(jì)值，最佳規(guī)格尺寸還要有足夠多 的實(shí)驗(yàn)和觀測(cè)數(shù)據(jù)才能取得。另ー方面，各次發(fā)生的龍卷風(fēng)風(fēng)柱的半徑差距很大，從幾米到幾百米，所以構(gòu)成龍卷風(fēng)弱化器的渦流干擾管(2)和尼龍繩網(wǎng)(I)應(yīng)設(shè)有多種規(guī)格及多種組合形式，以便于弱化不同風(fēng)柱半徑的龍卷風(fēng)。相應(yīng)的龍卷風(fēng)弱化器也應(yīng)有多種規(guī)格型號(hào)。例如Xl型龍卷風(fēng)弱化器每組渦流干擾管(2)最外層ー根V型截面邊長為O. 8米，其他截面相應(yīng)逐漸減??；每根渦流干擾管(2)長為3米，渦流干擾管(2)組拉伸開時(shí)，內(nèi)外兩層渦流干擾管(2)間搭接長度為O. 9米，每組渦流干擾管(2)包括3根單管；每個(gè)龍卷風(fēng)弱化器包括12組渦流干擾管(2)，尼龍繩網(wǎng)(I)的半徑為2. I米。Xl型龍卷風(fēng)弱化器適用于龍卷風(fēng)風(fēng)柱的半徑約4 7米的情況。X2型龍卷風(fēng)弱化器每組渦流干擾管(2)最外層ー根V型截面邊長為O. 8米，其他截面相應(yīng)逐漸減??；每根渦流干擾管(2)長為3. 6米，渦流干擾管(2)組拉伸開時(shí)，內(nèi)外兩層渦流干擾管(2)間搭接長度為O. 9米，每組渦流干擾管(2)包括4根單管；每個(gè)龍卷風(fēng) 弱化器包括12組渦流干擾管(2)，尼龍繩網(wǎng)(I)的半徑為3. 6米。X2型龍卷風(fēng)弱化器適用于龍卷風(fēng)風(fēng)柱的半徑約7 12米的情況。X3型龍卷風(fēng)弱化器每組渦流干擾管(2)最外層ー根V型截面邊長為I. 2米，其他截面相應(yīng)逐漸減?。幻扛鶞u流干擾管(2)長為5. I米，渦流干擾管(2)組拉伸開時(shí)，內(nèi)外兩層渦流干擾管(2)間搭接長度為I. I米，每組渦流干擾管(2)包括5根單管；每個(gè)龍卷風(fēng)弱化器包括16組渦流干擾管(2)，尼龍繩網(wǎng)(I)的半徑為6米。X3型龍卷風(fēng)弱化器適用于龍卷風(fēng)風(fēng)柱的半徑約12 20米的情況……龍卷風(fēng)弱化器規(guī)格組合應(yīng)以便于制作、運(yùn)輸、投送及經(jīng)濟(jì)合理等多方面綜合考慮。規(guī)格組合相對(duì)細(xì)ー些，型號(hào)多ー些，有利于較有針對(duì)性地弱化相應(yīng)半徑的龍卷風(fēng)。把龍卷風(fēng)弱化器與導(dǎo)彈技術(shù)相結(jié)合，必要時(shí)加上降落傘及開啟裝置等可組成多種型號(hào)龍卷風(fēng)弱化導(dǎo)弾。龍卷風(fēng)弱化器在組裝成導(dǎo)彈時(shí)，龍卷風(fēng)弱化器須如前文所述收攏成圓柱體，并注意使龍卷風(fēng)弱化器展開后渦流干擾管(2)的開ロ朝向上方。由于多普勒雷達(dá)能夠探測(cè)及追蹤到龍卷風(fēng)。所以可由多普勒雷達(dá)加上龍卷風(fēng)弱化導(dǎo)彈，導(dǎo)彈控制系統(tǒng)及必要的輔助裝置組成導(dǎo)彈式龍卷風(fēng)弱化系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)龍卷風(fēng)弱化器的作用。利用導(dǎo)彈式龍卷風(fēng)弱化系統(tǒng)投送龍卷風(fēng)弱化器的具體過程及需注意的問題如下當(dāng)有多普勒雷達(dá)監(jiān)測(cè)到龍卷風(fēng)后，確定其位置、移動(dòng)速度、移動(dòng)方向、風(fēng)柱的半徑等參數(shù)，導(dǎo)彈控制系統(tǒng)選擇合適型號(hào)的龍卷風(fēng)弱化導(dǎo)彈并發(fā)射。首先要控制龍卷風(fēng)弱化導(dǎo)彈的落彈點(diǎn)偏差，越接近龍卷風(fēng)風(fēng)柱的中心，龍卷風(fēng)弱化器越可能正常發(fā)揮作用。如果落彈點(diǎn)偏差較大，龍卷風(fēng)弱化器在被釋放出來后，會(huì)因旋轉(zhuǎn)離心作用拋出龍卷風(fēng)的風(fēng)柱，無法發(fā)揮作用。落彈點(diǎn)偏差應(yīng)控制在龍卷風(fēng)風(fēng)柱半徑約三分之一以內(nèi)。釋放龍卷風(fēng)弱化器的高度也很重要，要適當(dāng)接近地面釋放出龍卷風(fēng)弱化器。如果過高釋放，則龍卷風(fēng)弱化器極易被上升氣流帶到龍卷風(fēng)頂部，無法發(fā)揮作用，如果過低釋放，龍卷風(fēng)弱化導(dǎo)彈和龍卷風(fēng)弱化器又易達(dá)到地面撞毀。另外，要使龍卷風(fēng)弱化導(dǎo)彈在進(jìn)入龍卷風(fēng)內(nèi)部后，要設(shè)法保持豎直狀態(tài)，并圍繞縱軸有一定速度的自轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)方向與龍卷風(fēng)氣流旋轉(zhuǎn)方向一致。這一點(diǎn)，導(dǎo)彈的尾翼在一定程度上可實(shí)現(xiàn)，也可増加必要的設(shè)備構(gòu)件來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)龍卷風(fēng)弱化器在龍卷風(fēng)風(fēng)柱合適的高度，合理的半徑范圍內(nèi)，以一定速度的自轉(zhuǎn)被釋放出來，在龍卷風(fēng)旋轉(zhuǎn)氣流的作用下轉(zhuǎn)速增カロ，構(gòu)成龍卷風(fēng)弱化器的各組渦流干擾管(2)會(huì)在離心作用下向四周分散并拉伸開。由于龍卷風(fēng)氣流的旋轉(zhuǎn)速度是由外向內(nèi)逐漸增加的，外部氣流旋轉(zhuǎn)的角速度遠(yuǎn)低于內(nèi)部。當(dāng)渦流干擾管(2)從龍卷風(fēng)風(fēng)柱中向各方向伸出時(shí)，外部氣流會(huì)限制各組渦流干擾管(2)的旋轉(zhuǎn)速度，渦流干擾管(2)進(jìn)ー步限制龍卷風(fēng)內(nèi)部氣流的旋轉(zhuǎn)，這是ー個(gè)相互影響的過程。另一方面，由于龍卷風(fēng)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)カ來自于中心的低氣壓，當(dāng)渦流干擾管(2)組伸出龍卷風(fēng)風(fēng)柱時(shí)，隨著其旋轉(zhuǎn)速度下降，其內(nèi)部及背風(fēng)面可形成風(fēng)道，在氣壓作用下，旋轉(zhuǎn)氣流外部的空氣會(huì)從風(fēng)道進(jìn)入龍卷風(fēng)內(nèi)部，可減少龍卷風(fēng)內(nèi)部的低氣壓，從而減少了龍卷風(fēng)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力。龍卷風(fēng)弱化器是從減少龍卷風(fēng)原有轉(zhuǎn)動(dòng)能量和減少龍卷風(fēng)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力來源兩個(gè)方面發(fā)揮作用。由于龍卷風(fēng)內(nèi)部的低氣壓來自于頂部云團(tuán)的物理作用，龍卷風(fēng)弱化器的作用一定程度上截?cái)嗔她埦盹L(fēng)下部旋轉(zhuǎn)氣流的動(dòng)カ來源，所以位于龍卷風(fēng)弱化器下部的旋轉(zhuǎn)氣流首先被減弱，而位于龍卷風(fēng)弱化器上部的旋轉(zhuǎn)氣流一般會(huì)持續(xù)較長時(shí)間才被逐漸減弱。如果龍卷風(fēng)上部云團(tuán)積蓄的能量較高，旋轉(zhuǎn)風(fēng)柱的上半段會(huì)攜帯著龍卷風(fēng)弱化器移動(dòng)一段距離，隨著移動(dòng)，龍卷風(fēng)的上半段風(fēng)柱會(huì)逐漸縮短，龍卷風(fēng)弱化器也會(huì)隨著上半段風(fēng)柱的底部旋轉(zhuǎn)上升。當(dāng)龍卷風(fēng)減弱到無法吸住龍卷風(fēng)弱化器吋，龍卷風(fēng)弱化器就從空中飄落下來降到地面上，或通過降落傘降落到地面上。如果龍卷風(fēng)上部云團(tuán)積蓄的能量非常高，隨著龍卷風(fēng)的上半段風(fēng)柱會(huì)逐漸縮短，龍卷風(fēng)弱化器在風(fēng)柱底部旋轉(zhuǎn)上升，被上升氣流托入入龍卷風(fēng)頂部失去弱化作用，那么龍卷風(fēng)有可能再一次伸出風(fēng)柱，但這種情況出現(xiàn)的機(jī)會(huì)極少。由于龍卷風(fēng)的破壞性主要集中在接近地面部分，通過龍卷風(fēng)弱化器的作用可明顯減少龍卷風(fēng)下 半段存在的時(shí)間，所以減少了龍卷風(fēng)造成的災(zāi)害。龍卷風(fēng)弱化器的展開過程會(huì)受到多方面因素的影響，如果展開得不是很完全，仍能對(duì)龍卷風(fēng)起到相當(dāng)程度的弱化作用。不能苛求龍卷風(fēng)弱化器在使用中展開得非常完美，不能苛求各組渦流干擾管(2)在分散開后的實(shí)際分布如何均勻。如果渦流干擾管(2)沒有完全拉伸開，或是有兩組渦流干擾管(2)扣到一起，對(duì)于弱化的負(fù)面影響還是很有限的。由于龍卷風(fēng)形成早期表現(xiàn)為漏斗云，也可用龍卷風(fēng)弱化器去弱化漏斗云，那么就可把龍卷風(fēng)消滅在形成初期，把災(zāi)害降到零。弱化漏斗云的技術(shù)難度與弱化龍卷風(fēng)不同，漏斗云的平面尺寸要大于龍卷風(fēng)，所以落彈的準(zhǔn)確性要求降低，采用的龍卷風(fēng)弱化器的規(guī)格要偏大，要在漏斗云早期發(fā)射龍卷風(fēng)弱化導(dǎo)彈，準(zhǔn)備時(shí)間要少于弱化龍卷風(fēng)。最大難度是要能控制好龍卷風(fēng)弱化器的釋放時(shí)間，使其在接近漏斗云底部時(shí)展開。如果龍卷風(fēng)弱化器釋放早了，只會(huì)被上升氣流抬到漏斗云頂部，失去弱化作用，釋放晚了，容易錯(cuò)過漏斗云的旋轉(zhuǎn)氣流，失去旋轉(zhuǎn)氣流上升托カ和旋轉(zhuǎn)的展開作用，直接落到地面，無法實(shí)現(xiàn)弱化作用。如果有足夠精確的控制技術(shù)，弱化漏斗云的減災(zāi)效果會(huì)更加明顯。大部分情況下可采用ー個(gè)龍卷風(fēng)弱化器弱化ー個(gè)龍卷風(fēng)或漏斗云。也可設(shè)置候補(bǔ)方案，尤其是弱化半徑較大的龍卷風(fēng)。即當(dāng)ー個(gè)龍卷風(fēng)弱化器進(jìn)入龍卷風(fēng)后還沒有展開就被甩出風(fēng)柱或被托到風(fēng)柱頂端，那么就要再送ー個(gè)龍卷風(fēng)弱化器進(jìn)入龍卷風(fēng)內(nèi)部。由龍卷風(fēng)弱化器組成的導(dǎo)彈式龍卷風(fēng)弱化系統(tǒng)是龍卷風(fēng)弱化器發(fā)揮作用的方法之一。用其他方法如果能夠把龍卷風(fēng)弱化器送到龍卷風(fēng)內(nèi)部也可實(shí)現(xiàn)弱化龍卷風(fēng)的目的。把龍卷風(fēng)弱化器可加上外罩及必須的開啟控制裝置制成空投式龍卷風(fēng)弱化彈，從高空用飛機(jī)投送到龍卷風(fēng)內(nèi)部，利用龍卷風(fēng)的氣流旋轉(zhuǎn)使空投式龍卷風(fēng)弱化彈先有一定速度的圍繞自身縱軸的自轉(zhuǎn)，并在適當(dāng)?shù)母叨柔尫懦鳊埦盹L(fēng)弱化器使其依靠氣流旋轉(zhuǎn)展開發(fā)揮弱化作用。也可為龍卷風(fēng)弱化器加上相應(yīng)的外罩、開啟控制裝置、投送減速裝置等制成守候式龍卷風(fēng)弱化彈，用飛機(jī)投送到龍卷風(fēng)前進(jìn)的路上。當(dāng)龍卷風(fēng)移動(dòng)至守候式龍卷風(fēng)弱化彈所在位置，吸入守候式龍卷風(fēng)弱化弾，井隨著龍卷風(fēng)中心的氣流上升，同時(shí)利用龍卷風(fēng)的氣流旋轉(zhuǎn)使守候式龍卷風(fēng)弱化彈先有一定速度的圍繞自身縱軸的自轉(zhuǎn)，在達(dá)到一定高度，避開地面的樹木、建筑物后釋出龍卷風(fēng)弱化器。龍卷風(fēng)弱化器如果能順利展開就可發(fā)揮弱化龍卷風(fēng)的作用。守候式龍卷風(fēng)弱化彈也可臨時(shí)固定在特別處理和加固的遙控運(yùn)輸車頂部組成龍卷風(fēng)弱化車。當(dāng)發(fā)現(xiàn)龍卷風(fēng)后，龍卷風(fēng)弱化車通過遙控開行至龍卷風(fēng)前進(jìn)的路線上，當(dāng)龍卷風(fēng)移動(dòng)至龍卷風(fēng)弱化車頂部吋，龍卷風(fēng)弱化車釋放出守候式龍卷風(fēng)弱化彈讓其被旋轉(zhuǎn)氣流帶到空中并形成自轉(zhuǎn)，達(dá)到一定高度釋放出龍卷風(fēng)弱化器完成弱化工作。不論采用哪種方式，把龍卷風(fēng)弱化器送入龍卷風(fēng)內(nèi)部并保證其在一定高度一定自轉(zhuǎn)速度下被釋放出來并順利展開才能發(fā)揮弱化作用。由于大部分龍卷風(fēng)存在的時(shí)間較短，很多只有幾分鐘，十幾分鐘，且移動(dòng)速度快，平均15米/秒，最快的可達(dá)70米/秒。投送速度是減少龍卷風(fēng)災(zāi)害必須考慮的內(nèi)容。利用導(dǎo)彈技術(shù)結(jié)合多普勒雷達(dá)，可為弱化龍卷風(fēng)節(jié)省大量時(shí)間，甚至在龍卷風(fēng)形成前的漏斗云階段就可實(shí)現(xiàn)弱化，所以采用導(dǎo)彈式龍卷風(fēng)弱化系統(tǒng)是發(fā)揮龍卷風(fēng)弱化器作用的首選方案。由于空投式龍卷風(fēng)弱化彈、守候式龍卷風(fēng)弱化彈及龍卷風(fēng)弱化車技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單，成本較低，在導(dǎo)彈式龍卷風(fēng)弱化系統(tǒng)還沒有成熟前，可 作為過渡方案或檢驗(yàn)龍卷風(fēng)弱化器效果的方案來使用。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明龍卷風(fēng)弱化器包括尼龍繩網(wǎng)和渦流干擾管，渦流干擾管為多組，每組包括多根渦流干擾管，渦流干擾管上設(shè)有鉤型加強(qiáng)肋、連接膜、加強(qiáng)槽、X型加強(qiáng)膜等。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的龍卷風(fēng)弱化器，其特征是包括渦流干擾管渦流干擾管截面接近V型，或其他類似的半邊開ロ的筒形、三角形或多邊形等；渦流干擾管的開ロ兩邊各設(shè)有鉤型加強(qiáng)肋及X型加強(qiáng)膜，X型加強(qiáng)膜把渦流干擾管開ロ兩邊的鉤型加強(qiáng)肋連接在一起，提高渦流干擾管的整體穩(wěn)定性和抗扭能力。在渦流干擾管兩個(gè)斜面的中部延縱向設(shè)有凹向內(nèi)側(cè)的加強(qiáng)槽，加強(qiáng)槽為內(nèi)大外小的楔形。鉤型加強(qiáng)肋和加強(qiáng)槽可便于截面規(guī)格不同的兩根渦流干擾管套在一起從一端抽出。渦流干擾管可采用多層中空聚碳酸脂板或其他輕質(zhì)高強(qiáng)材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的龍卷風(fēng)弱化器，其特征是包括渦流干擾管為多個(gè)組，每組包括多根截面規(guī)格依次減小，并套在一起的渦流干擾管，在內(nèi)外相臨兩根渦流干擾管間設(shè)有連接膜，連接膜一端連接在外層渦流干擾管的內(nèi)表面中部，一端連接在內(nèi)層渦流干擾管的外表面端部，使套在一起的渦流干擾管可以像伸縮天線ー樣從一端逐一拉伸，同時(shí)保留一定的搭接長度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的龍卷風(fēng)弱化器，其特征是包括多組渦流干擾管。每組渦流干擾管的最外層管外接圓面積乘以組數(shù)所得總面積應(yīng)盡可能接近所要弱化的龍卷風(fēng)風(fēng)柱中下部截面的面積。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4所述的龍卷風(fēng)弱化器，其特征是包括由多組可拉伸的渦流干擾管，每組渦流干擾管拉伸后的長度應(yīng)接近要弱化的龍卷風(fēng)風(fēng)柱中下部的半徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的龍卷風(fēng)弱化器，其特征是包括尼龍繩網(wǎng)，尼龍繩網(wǎng)為圓形雙層結(jié)構(gòu)，尼龍繩網(wǎng)的半徑約為要弱化的龍卷風(fēng)風(fēng)柱中下部半徑的三分之一到四分之一。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5所述的龍卷風(fēng)弱化器，其特征是包括多組渦流干擾管和一個(gè)尼龍繩網(wǎng)，各組渦流干擾管均勻固定在尼龍繩網(wǎng)周邊。每組渦流干擾管拉伸后的長度加上尼龍繩網(wǎng)的半徑之和應(yīng)大于要弱化的龍卷風(fēng)風(fēng)柱中下部半徑的10% 20%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7所述的龍卷風(fēng)弱化器，其特征是包括的渦流干擾管和尼龍繩網(wǎng)應(yīng)設(shè)有多種規(guī)格及多種組合形式，以便于弱化不同風(fēng)柱半徑的龍卷風(fēng)，相應(yīng)的龍卷風(fēng)弱化器有多種規(guī)格型號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明名稱為龍卷風(fēng)弱化器，是一種可弱化龍卷風(fēng)，縮短其存在時(shí)間，減少其造成災(zāi)害的設(shè)備。本發(fā)明龍卷風(fēng)弱化器包括尼龍繩網(wǎng)及多組渦流干擾管，渦流干擾管上設(shè)有鉤型加強(qiáng)肋、連接膜、加強(qiáng)槽、X型加強(qiáng)膜等。利用多普勒雷達(dá)、導(dǎo)彈技術(shù)及相關(guān)設(shè)備把本發(fā)明龍卷風(fēng)弱化器投送到龍卷風(fēng)內(nèi)部。龍卷風(fēng)弱化器在龍卷風(fēng)內(nèi)部一定高度展開后可減弱龍卷風(fēng)的氣流旋轉(zhuǎn)，降低龍卷風(fēng)內(nèi)外的氣壓差，縮短龍卷風(fēng)存在時(shí)間，尤其是可縮短龍卷風(fēng)下半段風(fēng)柱存在時(shí)間，從而減少龍卷風(fēng)造成的災(zāi)害；也可用其它方式把本發(fā)明龍卷風(fēng)弱化器送入龍卷風(fēng)內(nèi)部，使它在一定高度展開，同樣可弱化龍卷風(fēng)，減少其災(zāi)害。如條件允許，還可用本發(fā)明龍卷風(fēng)弱化器弱化漏斗云，使其不能形成龍卷風(fēng)。
文檔編號(hào)A01G15/00GK102687647SQ201210163549
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月16日
發(fā)明者欒遠(yuǎn)剛 申請(qǐng)人:欒遠(yuǎn)剛, 王洪艷