Град – страшная штука

Град – страшная штука. Как от него защититься? Конечно, противоградовыми ракетами! Надо действовать быстро, время на реакцию после обнаружения цели – буквально несколько минут. Берешь артиллерийскую установку Эльбрус-А, заряжаешь 60-миллиметровыми ракетами Алазань-9 – и вот уже в небо летит полукилограммовый заряд йодистого серебра… и вместо града на землю выпадает обычный безопасный дождь.

(Теперь вы знаете, как правильно начинать светские беседы о погоде и сможете прекратить любую возникшую неловкую паузу.)

Поговорим о граде и борьбе с ним.

Капитан очевидность информирует, что град – это осадки в виде твердых частиц льда размером от миллиметра до нескольких сантиметров, чаще кратковременные, выпадающие в теплое время года в основном в умеренных широтах.

Восходящие потоки теплого воздуха поднимают влагу на значительную высоту, где она охлаждается и собирается в облака. В жаркую погоду потоки воздуха, двигаясь со скоростью более 10 км/ч, могут поднять влагу на высоту более 5 км, где при температуре около -20-25 °С отдельные капли воды замерзают, превращаясь в эмбрион, или зародыш, градины. Если капель воды вокруг немного, а температура очень низкая, то водяной пар из окружающего воздуха медленно скапливается на поверхности градины, образуя непрозрачный белый слой. Это называется сухим ростом. Если температура выше, а капель больше, то происходит влажный рост: поверхность градины подтаивает, а окружающие капли примерзают к ней, быстро формируя прозрачный слой. В итоге градина состоит из чередующихся белесых и прозрачных слоев.

Слои нарастают неравномерно, и градины обычно не являются шарами. Обычно это сплющенные сфероиды, часто с ледяными протуберанцами, образуемыми либо в результате подтаивания сосулек на градине во время влажного, либо нарастание выступов во время сухого роста.

Общее время роста градины от появления зародыша до выпадения в виде осадков составляет 5-15 минут.

Размером градины считается ее наибольшая длина по любой из осей. Примерно в 70% случаев размеры градин не превышают 4 см, 97% - не более 7 см. Всего в 1% случаев выпадают градины размером более 8 см.

Градация размеров града такова:

Large – крупный – более 2 см

Very large – очень крупный – более 5 см

Giant – гигантский – более 10 см

Gargantuan – гаргантюэлевский или колоссальный – более 15 см.

Самый крупный град, зафиксированный в России, выпал 9 июня 1984 года в Ивановской области. Его размер превышал 15 см. Расчетный вес таких градин может составлять 350-550 г.

Град может нанести серьезный ущерб человеку и имуществу: повреждаются кровли и автомобили, выбиваются стекла, получают травмы и гибнут люди и животные.

Особенно серьезна проблема града в сельском хозяйстве. Только в Ставропольском крае, являющемся самым градоопасным регионом России, в 2021 году от него пострадали посевы на площади 17,2 тыс. га, что привело к ущербу в размере около 1 млрд рублей.

Самый простой и достаточно эффективный способ защиты урожая от града – это противоградные сетки с ячейками размером не более 5 мм. Они обычно используются для защиты плодовых деревьев, также защищая от птиц.

А можно предотвратить появление града, используя противоградовые ракеты. Заряд ракеты состоит из реагента, который распыляется в облаке. Частицы реагента образуют огромное количество искусственных центров кристаллизации, что предотвращает формирование крупных градин. Образующиеся мелкие градины успевают полностью или почти полностью растаять в теплых слоях атмосферы до выпадения на землю.

Работа над созданием первой противоградовой ракеты была начата в 1931 г в Ленинграде физиком Яковом Перельманом и инженером А.Н. Штерном. В конце 50-х годов был испытан первый противоградовый снаряд Эльбрус-2.

В 1961-х годах для защиты виноградников Алазанской долины была разработана противоградовая твердотопливная ракета, стартующая с наклонной пусковой установки, названная соответственно Алазань-1.

Двухрежимный двигатель обеспечивает пологую траекторию ракеты и внесение реагента в заданный облачный слой. При достижении необходимой высоты производится автономный подрыв заряда и распыление реагента в градовом облаке, при этом пластмассовый корпус дробится на мелкие осколки, что обеспечивает безопасность применения ракеты в густонаселенных районах. Масса льдообразующего реагента составляет около 0,6 кг с содержанием около 12 г йодистого серебра.

Алазань запускается с различных пусковых установок, таких как Элия, ККБ-040 и Эльбрус.

Пусковая установка ТКБ-040 обеспечивает запуск 12 ракет Алазань в течение 1 минуты. При запуске нескольких ракет по различным азимутам достигается площадной засев выбранной части облака, а при установке различных вертикальных углов – и объемный засев, что существенно повышает эффективность воздействия.

Алазань несколько раз модифицировалась, и в 2022 году была представлена новая версия Алазань-9, которая, несмотря на меньший калибр (60 мм вместо 82) обладает той же эффективностью за счет повышения быстродействия реагента в 2,5-3 раза. Для запуска ракеты модифицированная артиллерийская установка Эльбрус-А оснащена цифровой системой управления, что повышает скорость и точность запуска.

В 1964 году был разработана ракета Облако, несущая 5-килограммовый заряд с йодистым оловом в качестве реагента. После распыления реагента стеклопластиковый корпус ракеты возвращается на землю на парашюте, что более экологично, чем падение обломков пластикового корпуса Алазани. В 70-80х годах ракета была модифицирована и получила название Облако-М.

Еще одна противоградовая ракета – Алан-2, разработанная в 1994 году, запускается с установки Алан М3 залпами до 36 ракет, несет 3 кг реагента на основе йодистого серебра и возвращается на парашюте, как Облако.

Последняя российская разработка 2014 г - малогабаритный противоградовый комплекс Ас-Элия в составе ракеты Ас, несущей 0,83 кг реагента, и 36-ствольной автоматизированной ракетной установки Элия-2 с дистанционным беспроводным управлением.

Кроме того, существуют наземные комплексы фейерверочного типа, состоящие из генераторов льдообразующего аэрозоля ГЛА-105, ГЛА 125 одноствольных и многоствольных мортир для их отстрела. В этом случае реагент выбрасывается на высоту 200 - 500 м и поднимается в облако потоками теплого воздуха.

Для обнаружения градоопасных облаков используются метеорологические радиолокаторы МРЛ-5 и ДМРЛ-10 с системой управления противоградовыми операциями типа АСУ-МРЛ. МРЛ-5 позволяет обнаруживать и определять очаги гроз, града и ливневых осадков в радиусе 300 км, а также определять протяженность метеообразований, направление и скорость их движения, верхних и нижних границ облаков любых форм. Эта информация помогает своевременно обнаружить и локализовать градовые очаги в облаках и предотвратить потенциальный ущерб.

[1] – структура градины

[2] – формы градин, полученные на основе трехмерного лазерного сканирования облаков

[3] – формы градин, описанные в журнале Метеорологическое обозрение в конце XIX века

[4] - Наиболее крупный град в XXI веке. А — град, выпавший 23 июля 2010 года в районе г. Вивиан, штат Северная Дакота, США, б — град, выпавший 8 февраля 2018 года в районе г. Вилья-Карлос-Пас, провинция Кордоба, Аргентина, в — Град, выпавший 27 октября 2020 года в районе г. Триполи, Ливия

[5] - Количество дней в году с градом больше 2 см (вверху слева) и больше 5 см (вверху справа), а также отдельные события с очень крупным (>5 см) и гигантским (>10 см) градом (внизу)

[6] – Противоградовая сетка

[7] - На переднем плане – автоматизированная ракетная установка Элия На втором – ракетная установка с ручным приводом ТКБ-040–К.

[8] - Мортира для запуска ГЛА-105

[9] – Передвижной метеорологический радиолокатор МРЛ-5А

Источники:

https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/436079/Vsyo_o_grade_mify_i_realnost

https://rostec.ru/news/rakety-protiv-grada-zachem-i-kak-strelyayut-v-oblaka/

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%B4%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D1%80%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%B0

http://ru.attech.ru/?page_id=656

https://meganorm.ru/Index2/1/4293755/4293755844.htm

http://library.voenmeh.ru/jirbis2/files/materials/ifour/book3/book_on_main_page/10.1.htm

и другие

Источник: library.voenmeh.ru