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1、人工降雨的科学原理 云是由水汽液化而成，高炮人工降雨就是将含有碘化银的炮弹打入云雾厚度比较大的4000至5000米中低高空，碘化银在高空扩散，成为云中水滴的凝聚核，水滴在其周围迅速凝聚，达到一定体积后便产生了降雨。 世界上许多国家普遍使用碘化银做人工降雨的催化剂。中国采用干冰和碘化银穿插(chunch)使用的办法。干冰是由人工降雨飞机的舱底“漏斗”洒向云层。兰州的云高，少，快，飞机的干冰没有来的及接触主要云团，已经被风吹的烟消云散。碘化银做催化剂时，可用火箭把碘化银焰弹发射上去。兰州的云高，少，快，当炮弹上天的时候，降雨云已经溜之大吉。AgI 和干冰用来人工降雨，作用机理是不同的。干冰可以降低
2、云层的温度，促进水蒸气冷凝；AgI 可以充当水蒸气的凝结核。 对于兰州来说，只有用无人机群围追堵截群殴降雨云才能把龙王爷逼下来就范！第1页/共13页第一页，共14页。传统干冰的应用原理干冰即固态二氧化碳。通常二氧化碳气体在加压和降温的条件下，会变成无色液体，再降低温度，即会变成雪花般的固体，经过压缩，就会成干冰。论外貌，干冰和普通的冰确实很相像，其外形与冰一样。在一个标准大气压下，受热后不会立即熔化，而是在-78.5时直接变成气体，销声匿迹，不像冰熔化后会留下水迹，因而得名“干冰”。正是由于“干冰”的特有个性，决定了它是一种比冰更好的致冷剂。干冰汽化时使周围空气层温度下降，云层温度下降，从而引
3、起水滴的凝结，凝结的水滴冰晶迅速加大增多，最后形成降雨。 碘化银只要受热后就会在空气中形成极多极细（只有头发直径的百分之一到千分之一）的碘化银粒子。1g 碘化银可以形成几十万亿个微粒。这些微粒会随气流运动进入云中，在冷云中产生几万亿到上百亿个冰晶。因此，用碘化银催化降雨不需飞机，设备简单、用量很少，费用低廉，可以大面积推广。除了人工降水（雨、雪）外，碘化银还可以用于人工消云雾、消闪电、削弱(xuru)台风、抑制冰雹等。第2页/共13页第二页，共14页。现代无人机群无人机群因为轻小，运输、保存非常方便，起降场地要求低，能够在几分钟内完成组装、起飞。对于起飞场地无法寻找到，可通过使用火箭助力起飞、
4、伞降，实现2小时内紧急降雨。无人机技术已经开始应用于大气监测与治理当中，然而无人机在飞行过程中会遇到以下两种问题：1. 由于无人机续航能力受电池容量限制，要到达2000米的零度低云层比较吃力；2. 在恶劣天气情况下，冰雪往往会遮住部分传感器，这将会阻止(zzh)无人机发挥功效。上述两个问题都会导致无人机飞行距离受限，由于事先储存的能量不够，无人机群需要单个有人机带上天然后利用多层降落伞来延长飘行距离。 第3页/共13页第三页，共14页。松鼠松鼠松鼠松鼠(sngsh)(sngsh)单机设计方案单机设计方案单机设计方案单机设计方案 采用仿生原理减少飞行器能耗的装置，包括电池采用仿生原理减少飞行器能
5、耗的装置，包括电池端、催化端、下降端、端、催化端、下降端、3D3D平衡滑轨及中心轴连杆；平衡滑轨及中心轴连杆；所述飞行器和电池端为一体设计；所述下降端自所述飞行器和电池端为一体设计；所述下降端自动上下翻转设置，连接所述动上下翻转设置，连接所述3D3D平衡滑轨；所述中平衡滑轨；所述中心轴连杆水平方向设置于催化端总长的心轴连杆水平方向设置于催化端总长的 1/3 1/3处，处，连接飞行器和除雾霾装置，上端连接飞行器，下连接飞行器和除雾霾装置，上端连接飞行器，下端连接端连接3D3D平衡滑轨；该装置与飞行器底部超生波平衡滑轨；该装置与飞行器底部超生波发生器相连。整个装置采用仿生结构，模仿植物发生器相连。
6、整个装置采用仿生结构，模仿植物种子在空中旋转的漂移状态种子在空中旋转的漂移状态(zhungti)(zhungti)，以，以催化端总长的催化端总长的 1/3 1/3处为轴，借助气流做不对称的处为轴，借助气流做不对称的旋转，依此来增加飘行距离，其原理是催化端旋旋转，依此来增加飘行距离，其原理是催化端旋转的线速度大，另一端旋转的线速度小转的线速度大，另一端旋转的线速度小, ,产生不平产生不平衡热气流衡热气流, ,导致不定向飘移导致不定向飘移, , 确保该装置的平稳下确保该装置的平稳下降。降。 第4页/共13页第四页，共14页。 进一步地，所述电池进一步地，所述电池(dinch)(dinch)端包括电
7、池端包括电池(dinch)(dinch)箱单元、爆闪灯、激光灯及超声喇叭，所述电池箱单元、爆闪灯、激光灯及超声喇叭，所述电池(dinch)(dinch)箱单元分别连接所述爆闪灯、激光灯及超声喇箱单元分别连接所述爆闪灯、激光灯及超声喇叭。电池叭。电池(dinch)(dinch)箱单元用于储存电能，给爆闪灯、激箱单元用于储存电能，给爆闪灯、激光灯及超声喇叭供电，用电能推动暴闪灯与激光灯，激光灯光灯及超声喇叭供电，用电能推动暴闪灯与激光灯，激光灯产生的热为除雾霾提供离子化效应。产生的热为除雾霾提供离子化效应。 进一步地，所述催化端的形状为桨叶形，以催化端总长的进一步地，所述催化端的形状为桨叶形，以催
8、化端总长的 1/31/3处为轴与平衡滑轨一起旋转，桨叶形状的催化端在绕处为轴与平衡滑轨一起旋转，桨叶形状的催化端在绕1/31/3处旋转的时候，可以平衡飞行器的不定漂移，保持飞行处旋转的时候，可以平衡飞行器的不定漂移，保持飞行器的平稳。器的平稳。 进一步地，所述催化端包括催化凝聚单元，用次声波微运动进一步地，所述催化端包括催化凝聚单元，用次声波微运动产生接触催化和摩擦热力，此法显著增加雾霾被水凝胶的收产生接触催化和摩擦热力，此法显著增加雾霾被水凝胶的收集，而且便于利用多余槽式湍流，加大雾霾与催化剂的接触集，而且便于利用多余槽式湍流，加大雾霾与催化剂的接触机会。所述催化端表面采用纳米接触催化材料，
9、纳米接触催机会。所述催化端表面采用纳米接触催化材料，纳米接触催化材料催化转换效率高。当飞行器在空中飞行时，造成该纳化材料催化转换效率高。当飞行器在空中飞行时，造成该纳米槽材料的弯曲或纳米槽的来回微移动，继而接触催化。米槽材料的弯曲或纳米槽的来回微移动，继而接触催化。第5页/共13页第五页，共14页。进一步地，所述纳米材料由碘化银、水凝胶、四聚乙醛、尿素、工业盐组成。进一步地，所述下降端包括降落伞单元、GPS定高开伞器和云层零摄氏度感应器，所述催化端以降落伞单元为轴旋转。GPS定高开伞器在距离地面一定的高度上，悬停结束后，控制降落伞的打开(d ki)，飞行器倾斜时，下降端会绕降落伞轴旋转，起到平
10、衡作用，当接近离地面时，切换到人工着落，或自动减速着落。进一步地，所述3D平衡滑轨包括平衡滑轨一和平衡滑轨二，所述平衡滑轨一前后移动，连接所述电池端和催化端，保持前后方向的平衡；所述平衡滑轨二左右移动，保持左右方向的平衡。第6页/共13页第六页，共14页。进一步地，所述采用仿生原理减少飞行(fixng)器除雾霾能耗装置发生作用时，装置的运动轨迹为f(s)=(2a/(3.14*D2)exp(-2s1.5/D) ，其中D = 1/a d t s2 f(s)ds，a=k*h1.5，a是旋转翼的面积，k是风力综合系数，h是飞行(fixng)的平均高度，D是平均漂移的半径，s是飞行(fixng)器实际漂
11、移的距离。该运动轨迹模仿种子在空气中下落散播的运动轨迹。第7页/共13页第七页，共14页。如图所示的一种采用仿生原理减少飞行器除雾霾能耗装置示意图，包括电池端1、催化端2、下降端3、3D=平衡滑轨4、中心轴连杆5和连接装置6。采用仿生原理减少飞行器除雾霾能耗装置连接飞行器，和飞行器的连接示意图如图6所示，该除雾霾装置由中心轴连杆5和飞行器7连接，当无人机飞行发现雾霾时，以催化端2总长的 1/3处为轴，借助气流做不停的旋转，催化端2的旋转线度大于另一端的(dund)旋转线度，产生不平衡热气流，导致不定向飘移，确保该装置的平稳下降。同时在旋转过程中由于催化端的(dund)催化槽单元12利用催化端的
12、(dund)微运动产生的接触催化，或者把电能转化为光能与声能，启动超声喇叭9和爆闪灯10提醒地面人们注意着落。同时在下降过程中，催化端2、下降端3沿降落伞单元13为轴旋转，起到前后左右的平衡作用，中心轴连杆设置有刻度，且可以上下移动，确保漂移时，整个装置的重心在中心轴上，飞行器起飞时，装置被固定在中心轴连杆5上的某一固定刻度上。落地前通过恒定张力器避免因风向改变而影响落地姿态，始终保持平稳落地姿态。整个降落过程利用风向感应器来感应风向变化。 第8页/共13页第八页，共14页。高分子催化剂功效四聚乙醛的功效：四聚乙醛作为结晶机可用于实现人工降雨，将其播撒在云层中有利于增加云中的凝结核数量，有利于
13、水汽间碰并增大，如此下去最终不断下落形成降水。尿素的功效：尿素为吸湿性物质，可吸附周围水分。在人工降雨过程中，播撒到云层中的尿素将吸附周围水汽而增大，当增大到一定程度后下落，并在该过程中不断合并增大形成雨滴(yd)，实现降雨。工业盐的功效：工业盐具有吸湿性，能够在低饱和度下凝结增长，可在短时间内形成大的云滴，在重力作用下开始下落。下落过程中，不断合并增大，最终形成雨滴(yd)，达到降水的目的。水凝胶的功效：温敏性水凝胶具有较好的吸水特性并存在最低临界溶解温度LCST，当环境温度TLCST时，温敏性水凝胶将排出吸收的水分而迅速收缩，与此同时，吸收的颗粒物也一同随水排除。如此反复，水凝胶可重复循环
14、使用。通过以上过程，可实现对雾霾问题的有效治理。第9页/共13页第九页，共14页。总结总结(zngji) 本次校内实习的研究结论是：本次校内实习的研究结论是： （1 1）该装置中运用仿生法，用电池端来模仿种子头部、催化端来模仿翅，在飞行器）该装置中运用仿生法，用电池端来模仿种子头部、催化端来模仿翅，在飞行器下降的情况下，旋转翼以靠近电池端，距催化端总长的下降的情况下，旋转翼以靠近电池端，距催化端总长的 1/3 1/3处为轴，借助气流做不处为轴，借助气流做不对称的旋转，以此来缓解下降的速度，为人工降雨催化过程争取时间。对称的旋转，以此来缓解下降的速度，为人工降雨催化过程争取时间。 （2 2）无人
15、机悬停喷洒干冰，打开降落伞，下降过程中形成）无人机悬停喷洒干冰，打开降落伞，下降过程中形成4646度漏斗，人工降雨的度漏斗，人工降雨的同时，可以除去雾霾。同时，可以除去雾霾。 （3 3）当无人机在空中飞行时，次声波造成该纳米材料的弯曲或纳米层的来回）当无人机在空中飞行时，次声波造成该纳米材料的弯曲或纳米层的来回(lihu)(lihu)移动，继而接触催化，超声波与激光加快云气凝胶向水凝胶的转化，以移动，继而接触催化，超声波与激光加快云气凝胶向水凝胶的转化，以及水凝胶向雨水的转化。及水凝胶向雨水的转化。第10页/共13页第十页，共14页。概念模型(mxng)与实物模型(mxng)对比概念模型实物(
16、shw)模型第11页/共13页第十一页，共14页。谢谢(xi xie)观看！Any Questions?contact:第12页/共13页第十二页，共14页。感谢您的欣赏(xnshng)！第13页/共13页第十三页，共14页。内容(nirng)总结人工降雨的科学原理。兰州的云高，少，快，飞机的干冰没有来的及接触主要云团，已经被风吹的烟消云散。兰州的云高，少，快，当炮弹上天的时候，降雨云已经溜之大吉。通常二氧化碳气体在加压和降温的条件下，会变成无色液体，再降低温度，即会变成雪花般的固体，经过(jnggu)压缩，就会成干冰。因此，用碘化银催化降雨不需飞机，设备简单、用量很少，费用低廉，可以大面积推广第十四页，共14页。
