Strategii de control al sistemelor de combatere a grindinei

Cuprins disertație Cum descarc?

Cuvânt înainte II
Cuprins IV
Lista de figuri VI
Lista de grafice .i tabele VIII
Acronime IX
Lista Publica.iilor (enumerare) X
Introducere XI
Capitolul 1. Formarea grindinei 1
1.1 Mecanismul formarii precipita.iilor în atmosfera 1
1.2 Grindina: problematica generala 4
1.3 Generarea grindinei în norii convectivi: ingrediente 5
1.4 Curen.ii ascenden.i 6
1.4.1 For.a arhimedica asupra particulei de aer: mediu cu instabilitate accentuata 7
1.4.2 Ascensiuni for.ate topografic cu instabilitate mica-moderata 7
1.5 Organizarea convec.iei 8
1.6 Variabile termodinamice optime 8
1.7 Variabile de mediu: înainte .i în timpul convec.iei 9
1.7.1 Variabile înainte de formarea convec.iei 9
1.7.2 Variabile în timpul convec.iei 9
Capitolul 2. Detec.ia grindinei 11
2.1 Eviden.e indirecte ale grindinei în datele conven.ionale radar 11
2.2 Masuratori bazate pe date de reflectivitate 12
2.3 Criterii structurale: tehnica lui Lemon 14
2.4 Înal.imea ecourilor deasupra izotermei de zero: variabile de mediu 15
2.5 Eviden.e indirecte ale grindinei în datele radar conven.ional: VIL 17
2.6 VIL - zilnic .i VIL - densitate 20
2.7 Energia cinetica a grindinei 25
2.8 Eviden.e indirecte de grindina din date radar conven.ionale: rezumat 26
2.9 Studiul statistic privind apari.ia grindinei în depresiunea transilvaniei 28
Capitolul 3. Principii, mijloace .i sisteme de combatere a grindinei 34
3.1 Principii de combatere a grindinei 34
3.2 Mijloace de combatere a grindinei 34
3.3 Sisteme de combatere a grindinei 35
3.4 Tipuri de rachete antigrindina 38
3.5 Sistemul antigrindina Românesc 39
3.6 Sisteme informatice performante dedicate sistemelor antigrindina pe plan
mondial 45
Capitolul 4. Realizari în combaterea grindinei 47
4.1 Necesitata combaterii .i prevenirii grindinei 47
4.2 Dezvoltarea Sistemelor Antigrindina 48
STRATEGII DE CONTROL AL SISTEMELOR DE COMBATERE A GRINDINEI
V
4.3 Cercetari .i justificari ale combaterii grindinei folosind tunuri sonice 50
4.4 Prevenirea .i combaterea grindinei cu tunuri sonice moderne 53
4.5 Concluzii 56
4.6 Prevenirea grindinei prin folosirea de rachete antigrindina 57
4.6.1 Stadii în dezvoltarea rachetelor antigrindina 57
4.6.2. Preocupari autohtone în domeniul rachetelor antigrindina 58
4.6.3 Organizarea generala .i cinematica rachetei teledirijate 58
4.6.3.1 Organizarea generala a rachetei 59
4.6.3.2 Cinematica rachetei teledirijate 71
4.6.3.3 Func.iile de transfer ale rachetei 76
4.6.3.4 Sisteme de teledirijare 84
Capitolul 5. Sistem de comanda cu anticipare (preview control) pentru
racheta dirijata 92
5.1 Prezentarea principiului metodei de control al traiectoriei 92
5.2 Metode de compensare a efectelor timpului mort la transmiterea comenzii 96
Capitolul 6. Concluzii, utilitate, dificulta.i, solu.ii propuse 100
Bibliografie
ANEXE
Anexa 1. Curriculum vitae
Anexa 2. Descriere publica.ii .i locul publicarii
Anexa 3. Achizi.ia datelor în sisteme descentralizate .i timpii de întârziere
introdu.i de canalele de comunica.ii
Anexa 4. Dead time compensation on anti-hail rockets
Anexa 5. Privacy, security, integrity and freshness data în stabilization / tracking
and control systems of weather phenomena
Anexa 6. Servomechanism with reduced sensitivity by uncertainty
Anexa 7. Romanian Anti-Hail Rocket Trajectory Correction and Mitigation of

Extras din disertație Cum descarc?

INTRODUCERE
Teza de doctorat conține o introducere și este structurată pe 6 capitole în care am
prezentat modelele fenomenelor meteorologice care conduc la formarea grindinei , metode
, principii de detecție și mijloace de combatere a acesteia, o bibliografie cu 129 de titluri
din care 7 sunt ale autorului.
Obiectul tezei de doctorat este realizarea unui sistem de comanda cu anticipare
pentru racheta dirijata; Sistemul este destinat detecției, prevenirii și combaterii grindinei.
Capitolul 1 prezinta mecanismul de formare a precipitaților în atmosfera , cu
precădere a formarii grindinei descriind variabilele termodinamice optime înainte și în
timpul convecției.
Capitolul 2 prezintă metode și criterii de detecție a grindinei. Sunt prezentate
modul de evidență indirectă a grindinei în datele convenționale radar, măsurătorile bazate
pe date de reflexivitate utilizând VIL(o măsura radar a conținutului potențial de apa lichida
precipitabila într-un metru cub în interiorul unui nor), tehnica lui Lemon și un studiu
statistic privind apariția grindinei în depresiunea Transilvaniei, unde practic sunt prezentate
valori ale VIL și probabilitatea formării și căderii grindinei.
Capitolul 3 prezintă principiile, mijloace și sisteme de combatere a grindinei.
Sunt cunoscute 2 principii:
- Utilizarea de unde de soc în vederea perturbării curenților de aer din nor sau
spargerea particulelor de gheata formate în aceștia;
- Însămânțarea formațiunilor noroase detectate ca posibile purtătoare de
grindina cu substanțe active (de obicei AgI și KI) , acestea funcționând ca
nuclee de condensare suplimentare împiedicând astfel formarea grindinei.
Ca mijloace de combatere a grindinei sunt cunoscute:
- Tunurile sonice ;
- Instalații de însămânțare a norilor cu substanțe active de la sol ;
- Platforme antigrindină aeropurtate;
- Rachete antigrindină .
În general toate țările au dezvoltate ,mai mult sau mai puțin, sisteme de combatere a
grindinei la nivel statal sau implementate și administrate de către firme private. De
remarcat sistemul antigrindină franțuzesc care se bazează pe instalații de însămânțare cu
substanțe active de la sol foarte simple, acestea fiind acționate local de către fermieri în
urma anunțurilor făcute de centru de meteorologie. De asemenea se remarca sistemul
antigrindină Georgian complet automatizat , cu rachete antigrindină proiectate special
pentru acesta (nu sunt derivate din tehnica militara ).
Sistemul antigrindină Românesc
Sistemul antigrindină românesc își are începuturile cam prin anii 1973 -1976 când
au început primele cercetări în domeniul rachetelor antigrindină din epoca modernă
[33],glumeț botezată „Racheta din șopron” , oprite de către autorități din teamă. „În mintea
lor era că fiecare țăran va avea în șopron un lansator de rachete” spune inginerul Dinu
Constantinescu , managerul colectivului de cercetare și dezvoltare a proiectului Alpha-G
cod RAG 96 , în același articol .
O lege concretă și care a permis reluarea cercetărilor și practic producția de rachete
antigrindină a fost o hotărâre de guvern [34] prin care se alocau și fondurile necesare.
STRATEGII DE CONTROL AL SISTEMELOR DE COMBATERE A GRINDINEI
XII
Uzina Electromecanica Ploiești , producător de armament românesc (în speță
rachete dirijate) , a primit sarcina să conceapă prima rachetă antigrindină. Aceștia s-au axat
pe modificarea rachetei românești nedirijate de tipul B-898, scoasă din dotarea armatei ,
lansată de pe un dispozitiv de lansare TKB-040 ( figura 3.3) și în 21 mai 2004 a fost
inaugurat primul punct de lansare din țară ,la Valea Călugărească , județul
Prahova[35].Centrul de comandă a fost stabilit chiar în incinta Stației meteorologice din
Ploiești iar punctul de lansare rachete avea doar un lansator TKB-040 , o magazie de muniție
și un container pentru personal în care era dispusă și aparatura de comunicații și control.
Legea 173/2008 privind intervențiile active în atmosferă [36], este prevăzută
componența Sistemului Național Antigrindină și de Creștere a Precipitațiilor.
Printre alte prevederi sunt definite Administrația Sistemului National Antigrindină
și de Creștere a Precipitațiilor și instituții colaboratoare iar anexa 3 contine structura
efectivă a sistemului, figura 3.9 .
În [37] este prezentată o notă de fundamentare de modificări și adăugiri succesive
la lege , datorate în principal restructurărilor din ministerul Agriculturii conform legii
139/2014 , pentru ca în final să fie emisă „HG nr.1186/29.12.2014 privind organizarea și
funcționarea Autorității pentru Administrarea Sistemului Național Antigrindină și de
Creștere a Precipitațiilor” . În speță aceasta face revenire la legea 173/2008.
Au existat preocupări pentru producerea în țară o platformă aeropurtată , fiind lansat
proiectul COMAEROPREC .
La acest proiect , demarat în anul 2008 cu termen de finalizare 2012 și în valoare
de 2.357.625 lei, sunt asociați ca parteneri :
- S.C. INSTITUTUL NAȚIONAL DE CERCETĂRI AEROSPAȚIALE
ELIE CARAFOLI INCAS S.A;
- S.C. ELECTROMECANICA PLOIEȘTI S.A;
- Centrul de Cercetări și Încercări în Zbor Craiova;
- S.C. SIARM S.A. ;
- SC COMFRAC R-D PROJECT EXPERT SRL București.
În speță trebuia proiectată o platformă aeropurtată pe care să fie instalate mijloace
specifice de combatere a grindinei . Tot în cadrul acestui proiect erau prevăzute studii de
comportare a formațiunilor noroase în urma însamânțării acestora cu substanțe generatoare
de nuclee de condensare. În presă au fost vehiculate știri că este operațional iar platforma
aeriană de bază era un avion IAR-99 Șoim , produs la Craiova. Practic detaliile proiectului
figurează pe paginile web a partenerilor dar nimeni nu dă detalii de finalizare.
Până la începutul anului 2016 , din sistemului antigrindină românesc au fost realizate:
- centrul pilot UPCCG PRAHOVA cu 8 puncte de lansare în serviciu la Valea
Călugărească , Boldești - Scăeni, Mehedința, Tătaru, Tohani, Ceptura, Pietroasele
,Viperești urmând să fie demarate procedurile pentru construirea unui punct de
lansare la Tisău ;
STRATEGII DE CONTROL AL SISTEMELOR DE COMBATERE A GRINDINEI
XIII
- Centrul Zonal de Coordonare Moldova și UCCG Moldova 1 Iași- 5 puncte de
lansare în vederea omologării;
- UCCG Moldova 2 Vrancea - 4 puncte de lansare în vederea omologării;
- UCCG Mureș și Timiș;
- efectuarea unui studiu de mediu în urma utilizării UPCCG Prahova;
- studii de cercetare în vederea modernizării mijloacelor actuale de combatere a
grindinei;
- Pentru perioada 2016 s-au aprobat fonduri pentru următoarele obiective:
- UCCG Mureș și Timiș , proiecte și documentații de execuție; [38].
Figura 3.3 Rampa TKB-040 [31]
Tipul de rachetă folosit este racheta antigrindină Alpha-G cod RAG 96 care este
prima rachetă de producție civilă din țară ,figura 3.7 (derivată totuși din tehnică militară) ,
este biodegradabilă iar resturile căzute sunt de dimensiuni mici „Pe pământ ajung doar
bucățele de carton de 1-2 centimetri. E biodegradabilă!” susține managerul de proiect
[33] . Poate zbura 10 000 m apoi se autodistruge. Este de calibru 82,5 mm , masa de 8,8 Kg
și încărcătura utilă de 0,66 Kg. Prețul este confidențial dar se dă un preț de 10 Euro /hectar
, cu toate serviciile incluse [33].
Figura 3.7 [31]

Fisiere în arhivă (1):

 Strategii de control al sistemelor de combatere a grindinei.pdf

Imagini din acest disertație Cum descarc?

Bibliografie

[1] Bahrim, R., 2008: C.M.R BANAT-CRISANA, Studiul precipitațiilor intense în
România 2005-2006 -nepublicat
[2] Bergeron, T., 1935: On the physics of clouds and precipitation, Proces Verbaux de
l’Association de Météorologie, International Union of Geodesy and Geophysics.
[3] Wegener, A., 1911: Thermodynamik der Atmosphäre. Leipzig, 331
[4] Findeisen, W., Meteorologisch-physikalische Bedingtheiten der Vereisung în der
Atmosphäre. In: Hauptversammlung 1938 der Lilienthal-Gesellschaft für
Luftfahrtforschung, Lilienthal-Gesellschaft für Luftfahrtforschung, Berlin 1938
[5] Păușan,E. „Mecanismul formăroii precipitațiilor în atmosferă”,Dec. 2009,
<http://emiliapausan.pbworks.com/f/Mecanismul+formarii+precipitatiilor+in+atmosf
era.doc > .
[6] Korolev, A. V., and I. P. Mazin, 2003: Supersaturation of water vapor în clouds. J.
Atmos. Sci., 60, 2957- 2974.
[7] K. Alexei V. și M. Ilia P., „Supersaturation of Water Vapor în Clouds,” AMS Journal
Online, vol. 60, nr. 24, p. 2957- 2974, 2003.
[8] Francisco Martin Leon, Curs de Diagnoza și Prognoza a Convectiei Profunde, modulul
Date radar: utilizare și aplicarea principalelor produse, curs interpretare date radar,
2000-2001, nepublicat,traducere din spaniolă.
[9] Dye, J. E., and B. E. Martner, 1978: The relationship between radar reflectivity factor
and hail at the ground for Northeast Colorado thunderstorms. J. Appl. Meteor., 17,
1335-1341.
[10] Waldvogel, A., and B. Federer, 1976: Large raindrops and the boundary between rain
and hail. Prepints 17th Conf. Radar Meteorology, Seatle, Amer.Meteor. Soc., 167-172.
[11] Witt A., 1996: The Relationship Between Low-Elevation WSR-88D Reflectivity and
Hail at the Ground Using Precipitation Observations from the VORTEX
Project. NOAA/ERL/National Severe Storms Laboratory, Norman, Oklahoma.
[12] Lemon, L. R., 1980: Severe Thunderstorm Radar Identification Techniques and
Warning Criteria. NOAA Technical Memorandum NWS NSSFC-3
[13] Waldvogel, A., Federer B. And Grimm, P., 1979: Criteria for Detection of hail cells.
J. Appl. Meteor., 18, 1521-1525.
[14] Greene, D.R., and R.A. Clark, 1972: Vertically integrated liquid water -- a new
analysis tool. Mon. Wea. Rev., 100, 548-552.
[15] Kitzmiller, D.H., McGovern, W.E. and Saffle, R.E, 1995a: The WSR-88D Severe
Weather Potential Algorithm. Wea. Forecasting, 10, 141-159
[16] Kitzmiller, D. H., and J. P. Breidenbach, 1995b: Detection of severe local storm
phenomena by automated interpretation of radar and storm environment data. NOAA
Technical Memorandum NWS TDL 82, National Weather Service, NOAA, U.S.
Department of Commerce, 33 pp. [Disponibilă from Techniques Development
Laboratory W/OSD2, National Weather Service, 1325 East West Highway, Silver
Spring, MD 20910, USA.]
[17] Wilken, George R., 1994: Estimating the "VIL of the Day." Southern Region
Technical Attachment SR/SSD 94-50.
[18] Amburn, S., and P. Wolf, 1996: VIL Density as a Hail Indicator. 18th Conference on
Severe Local Storms. San Francisco, CA, Amer. Meteor. Soc., 581-585.
[19] Steven A. Amburn, Peter L. Wolf (1997): Vil density as a hail indicator. Weather and
Forecasting.
STRATEGII DE CONTROL AL SISTEMELOR DE COMBATERE A GRINDINEI
109
[20] Lewis III, J.A., 1999: Forecasting Large Hail Using the WSR-88D. NWSFO Little
Rock, AR
[21] Blaes J. L., Cerniglia Jr C. S., Caropolo M. A.: Vil density as an indicator of hail
across eastern New York and western New England, Eastern region tehnical
attachment.No 98-8, September 1998.
[22] Federer, B., and A. Waldvogel, 1978: Time resolved hailstone analyses and radar
structure of Swiss storms. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 104, 113-134.
[23] Witt, A., Eilts, M. D., Stumpf, G.J., Johnson, J. T., Mitchell, E.D. and Thomas, K.W.
1998: An enhanced hail detection Algorithm for the WSR-88D. Wea. Forecasting, 13,
286-303.
[24] Maier N., Mureșan T., Lăcătuș D., Utilizarea statistică a datelor obținute de la radarul
WSR-98D de la Bobohalma în prognoza grindinei, SACS ANM București,2009.
[25] Oddie, B.C.V., The hail cannon. An early attempt at weather control, Weather Vol.20
(1965) p. 154-156
...