Drone人工降雨大西北

會計學(xué)1Drone人工降雨大西北人工降雨的科學(xué)原理云是由水汽液化而成，高炮人工降雨就是將含有碘化銀的炮彈打入云霧厚度比較大的4000至5000米中低高空，碘化銀在高空擴(kuò)散，成為云中水滴的凝聚核，水滴在其周圍迅速凝聚，達(dá)到一定體積后便產(chǎn)生了降雨。世界上許多國家普遍使用碘化銀做人工降雨的催化劑。中國采用干冰和碘化銀穿插使用的辦法。干冰是由人工降雨飛機(jī)的艙底“漏斗”灑向云層。蘭州的云高，少，快，飛機(jī)的干冰沒有來的及接觸主要云團(tuán)，已經(jīng)被風(fēng)吹的煙消云散。碘化銀做催化劑時，可用火箭把碘化銀焰彈發(fā)射上去。蘭州的云高，少，快，當(dāng)炮彈上天的時候，降雨云已經(jīng)溜之大吉。

AgI和干冰用來人工降雨，作用機(jī)理是不同的。干冰可以降低云層的溫度，促進(jìn)水蒸氣冷凝；AgI可以充當(dāng)水蒸氣的凝結(jié)核。對于蘭州來說，只有用無人機(jī)群圍追堵截群毆降雨云才能把龍王爺逼下來就范！第1頁/共13頁傳統(tǒng)干冰的應(yīng)用原理

干冰即固態(tài)二氧化碳。通常二氧化碳?xì)怏w在加壓和降溫的條件下，會變成無色液體，再降低溫度，即會變成雪花般的固體，經(jīng)過壓縮，就會成干冰。論外貌，干冰和普通的冰確實很相像，其外形與冰一樣。在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，受熱后不會立即熔化，而是在-78.5℃時直接變成氣體，銷聲匿跡，不像冰熔化后會留下水跡，因而得名“干冰”。正是由于“干冰”的特有個性，決定了它是一種比冰更好的致冷劑。干冰汽化時使周圍空氣層溫度下降，云層溫度下降，從而引起水滴的凝結(jié)，凝結(jié)的水滴冰晶迅速加大增多，最后形成降雨。碘化銀只要受熱后就會在空氣中形成極多極細(xì)（只有頭發(fā)直徑的百分之一到千分之一）的碘化銀粒子。1g碘化銀可以形成幾十萬億個微粒。這些微粒會隨氣流運動進(jìn)入云中，在冷云中產(chǎn)生幾萬億到上百億個冰晶。因此，用碘化銀催化降雨不需飛機(jī)，設(shè)備簡單、用量很少，費用低廉，可以大面積推廣。除了人工降水（雨、雪）外，碘化銀還可以用于人工消云霧、消閃電、削弱臺風(fēng)、抑制冰雹等。第2頁/共13頁現(xiàn)代無人機(jī)群無人機(jī)群因為輕小，運輸、保存非常方便，起降場地要求低，能夠在幾分鐘內(nèi)完成組裝、起飛。對于起飛場地?zé)o法尋找到，可通過使用火箭助力起飛、傘降，實現(xiàn)2小時內(nèi)緊急降雨。無人機(jī)技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用于大氣監(jiān)測與治理當(dāng)中，然而無人機(jī)在飛行過程中會遇到以下兩種問題：1.由于無人機(jī)續(xù)航能力受電池容量限制，要到達(dá)2000米的零度低云層比較吃力；2.在惡劣天氣情況下，冰雪往往會遮住部分傳感器，這將會阻止無人機(jī)發(fā)揮功效。上述兩個問題都會導(dǎo)致無人機(jī)飛行距離受限，由于事先儲存的能量不夠，無人機(jī)群需要單個有人機(jī)帶上天然后利用多層降落傘來延長飄行距離。

第3頁/共13頁松鼠單機(jī)設(shè)計方案

采用仿生原理減少飛行器能耗的裝置，包括電池端、催化端、下降端、3D平衡滑軌及中心軸連桿；所述飛行器和電池端為一體設(shè)計；所述下降端自動上下翻轉(zhuǎn)設(shè)置，連接所述3D平衡滑軌；所述中心軸連桿水平方向設(shè)置于催化端總長的1/3處，連接飛行器和除霧霾裝置，上端連接飛行器，下端連接3D平衡滑軌；該裝置與飛行器底部超生波發(fā)生器相連。整個裝置采用仿生結(jié)構(gòu)，模仿植物種子在空中旋轉(zhuǎn)的漂移狀態(tài)，以催化端總長的1/3處為軸，借助氣流做不對稱的旋轉(zhuǎn)，依此來增加飄行距離，其原理是催化端旋轉(zhuǎn)的線速度大，另一端旋轉(zhuǎn)的線速度小,產(chǎn)生不平衡熱氣流,導(dǎo)致不定向飄移,確保該裝置的平穩(wěn)下降。

第4頁/共13頁進(jìn)一步地，所述電池端包括電池箱單元、爆閃燈、激光燈及超聲喇叭，所述電池箱單元分別連接所述爆閃燈、激光燈及超聲喇叭。電池箱單元用于儲存電能，給爆閃燈、激光燈及超聲喇叭供電，用電能推動暴閃燈與激光燈，激光燈產(chǎn)生的熱為除霧霾提供離子化效應(yīng)。進(jìn)一步地，所述催化端的形狀為槳葉形，以催化端總長的1/3處為軸與平衡滑軌一起旋轉(zhuǎn)，槳葉形狀的催化端在繞1/3處旋轉(zhuǎn)的時候，可以平衡飛行器的不定漂移，保持飛行器的平穩(wěn)。進(jìn)一步地，所述催化端包括催化凝聚單元，用次聲波微運動產(chǎn)生接觸催化和摩擦熱力，此法顯著增加霧霾被水凝膠的收集，而且便于利用多余槽式湍流，加大霧霾與催化劑的接觸機(jī)會。所述催化端表面采用納米接觸催化材料，納米接觸催化材料催化轉(zhuǎn)換效率高。當(dāng)飛行器在空中飛行時，造成該納米槽材料的彎曲或納米槽的來回微移動，繼而接觸催化。第5頁/共13頁進(jìn)一步地，所述納米材料由碘化銀、水凝膠、四聚乙醛、尿素、工業(yè)鹽組成。進(jìn)一步地，所述下降端包括降落傘單元、GPS定高開傘器和云層零攝氏度感應(yīng)器，所述催化端以降落傘單元為軸旋轉(zhuǎn)。GPS定高開傘器在距離地面一定的高度上，懸停結(jié)束后，控制降落傘的打開，飛行器傾斜時，下降端會繞降落傘軸旋轉(zhuǎn)，起到平衡作用，當(dāng)接近離地面時，切換到人工著落，或自動減速著落。進(jìn)一步地，所述3D平衡滑軌包括平衡滑軌一和平衡滑軌二，所述平衡滑軌一前后移動，連接所述電池端和催化端，保持前后方向的平衡；所述平衡滑軌二左右移動，保持左右方向的平衡。第6頁/共13頁進(jìn)一步地，所述采用仿生原理減少飛行器除霧霾能耗裝置發(fā)生作用時，裝置的運動軌跡為f(s)

=

(2a/(3.14*D^2)

exp(-2s^1.5/D)，其中D=1/a∫dt∫s^2f(s)ds，a

=

k*h^1.5，a是旋轉(zhuǎn)翼的面積，k是風(fēng)力綜合系數(shù)，h是飛行的平均高度，D是平均漂移的半徑，s是飛行器實際漂移的距離。該運動軌跡模仿種子在空氣中下落散播的運動軌跡。第7頁/共13頁如圖所示的一種采用仿生原理減少飛行器除霧霾能耗裝置示意圖，包括電池端1、催化端2、下降端3、3D=平衡滑軌4、中心軸連桿5和連接裝置6。采用仿生原理減少飛行器除霧霾能耗裝置連接飛行器，和飛行器的連接示意圖如圖6所示，該除霧霾裝置由中心軸連桿5和飛行器7連接，當(dāng)無人機(jī)飛行發(fā)現(xiàn)霧霾時，以催化端2總長的1/3處為軸，借助氣流做不停的旋轉(zhuǎn)，催化端2的旋轉(zhuǎn)線度大于另一端的旋轉(zhuǎn)線度，產(chǎn)生不平衡熱氣流，導(dǎo)致不定向飄移，確保該裝置的平穩(wěn)下降。同時在旋轉(zhuǎn)過程中由于催化端的催化槽單元12利用催化端的微運動產(chǎn)生的接觸催化，或者把電能轉(zhuǎn)化為光能與聲能，啟動超聲喇叭9和爆閃燈10提醒地面人們注意著落。同時在下降過程中，催化端2、下降端3沿降落傘單元13為軸旋轉(zhuǎn)，起到前后左右的平衡作用，中心軸連桿設(shè)置有刻度，且可以上下移動，確保漂移時，整個裝置的重心在中心軸上，飛行器起飛時，裝置被固定在中心軸連桿5上的某一固定刻度上。落地前通過恒定張力器避免因風(fēng)向改變而影響落地姿態(tài)，始終保持平穩(wěn)落地姿態(tài)。整個降落過程利用風(fēng)向感應(yīng)器來感應(yīng)風(fēng)向變化。

第8頁/共13頁高分子催化劑功效四聚乙醛的功效：四聚乙醛作為結(jié)晶機(jī)可用于實現(xiàn)人工降雨，將其播撒在云層中有利于增加云中的凝結(jié)核數(shù)量，有利于水汽間碰并增大，如此下去最終不斷下落形成降水。尿素的功效：尿素為吸濕性物質(zhì)，可吸附周圍水分。在人工降雨過程中，播撒到云層中的尿素將吸附周圍水汽而增大，當(dāng)增大到一定程度后下落，并在該過程中不斷合并增大形成雨滴，實現(xiàn)降雨。工業(yè)鹽的功效：工業(yè)鹽具有吸濕性，能夠在低飽和度下凝結(jié)增長，可在短時間內(nèi)形成大的云滴，在重力作用下開始下落。下落過程中，不斷合并增大，最終形成雨滴，達(dá)到降水的目的。水凝膠的功效：溫敏性水凝膠具有較好的吸水特性并存在最低臨界溶解溫度LCST，當(dāng)環(huán)境溫度T<LCST時，溫敏性水凝膠將吸收空氣中的水分并迅速膨脹，與此同時，空氣的顆粒物也一并被吸收進(jìn)去。當(dāng)環(huán)境溫度T>LCST時，溫敏性水凝膠將排出吸收的水分而迅速收縮，與此同時，吸收的顆粒物也一同隨水排除。如此反復(fù)，水凝膠可重復(fù)循環(huán)使用。通過以上過程，可實現(xiàn)對霧霾問題的有效治理。第9頁/共13頁總結(jié)本次校內(nèi)實習(xí)的研究結(jié)論是：（1）該裝置中運用仿生法，用電池端來模仿種子頭部、催化端來模仿翅，在飛行器下降的情況下，旋轉(zhuǎn)翼以靠近電池端，距催化端總長的

1/3處為軸，借助氣流做不對稱的旋轉(zhuǎn)，以此來緩解下降的速度，為人工降雨催化過程爭取時間。（2）無人機(jī)懸停噴灑干冰，打開降落傘，下降過程中形成46度漏斗，人工降雨的同時，可以除去霧霾。（3）當(dāng)無人機(jī)在空中飛行時，次聲波造成