[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auslösen von Lawinenabgängen.
[0002] Es sind Verfahren und technische Einrichtungen zu ihrer Durchführung bekannt mit
dem Ziel, Lawinenabgänge durch Druckwellen auszulösen, d.h. durch Herbeiführung kurzfristiger
lokaler Luftdruckunterschiede sowohl mit positiver als auch negativer Differenz zum
Normalwert. Die bekannten Verfahren nutzen brennbare, in gasförmiger, flüssiger oder
fester Form gespeicherte Energieträger. In den zugehörigen technischen Einrichtungen
wird eine Energiemenge durch Zündeinrichtungen zu explosionsartiger Gasentwicklung
mit der Folge lokal entstehender Druckwellen gebracht.
[0003] Diesen Verfahren und Energiespeichern haftet der Mangel der erheblichen Gefährlichkeit
durch unbeabsichtigte Zündung vor dem gewollten Zeitpunkt, z.B. beim Transport zum
Einsatzort, oder der Möglichkeit des Versagens der Zündung zum gewollten Zeitpunkt
und späterer zufälliger Zündung mit möglichen Unfallfolgen an. Des Weiteren ist die
Häufigkeit der Durchführung der Verfahren von der meist gefährdungsbedingt beschränkten
Menge verfügbarer oder transportabler Energiespeicher und / oder der technischen Einrichtung
begrenzt.
[0005] DE 698 12 150 T2 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auslösen von Lawinen durch Zünden
eines explosiven Fluids und ist damit dem kanadischen Patent
2 202 236 vergleichbar. Nach dem schweizerischen Patent
369 158 werden Lawinenhänge mit Kriegswaffen beschossen: Minenwerfer, Handgranaten, Granaten
mit Aufschlagzünder und Stabilisatorflügeln u.dgl. kommen zum Einsatz.
[0006] Eine stationäre Vorrichtung zum Einstürzen einer Schneeplatte beschreibt
DE 698 01 580 T2. Die Vorrichtung ist als Sprenghammer konzipiert und hebt sich ab, um explodiertes
Gas entweichen zu lassen.
DE 600 14 993 T2 löst die Aufgabe durch eine Vorrichtung, die eine Explosivstoffmasse und ein System
zu deren Zündung enthält, wobei die Vorrichtung durch einen Helikopter transportiert
werden kann. DAS 1 287 597 schlägt das Ausbringen von Kunststoffmatten auf lawinengefährdeten
Hängen vor, die zum Ablösen von Schneebrettern im Bedarfsfall mit Druckluft beaufschlagt
werden. Mit Explosivmitteln arbeiten auch die technischen Lösungen der
US 4,817,529,
EP0108013,
JP2002506512T.
[0007] All diesen technischen Lösungen ist gemeinsam, dass sie mit explosiven Stoffen arbeiten,
die vor Ort gebracht werden müssen oder für welche bestimmte Einrichtungen am vermuteten
Einsatzort ganzjährig fest installiert vorgehalten werden müssen. Besondere Sicherungsmechanismen
zum Verhindern vorzeitiger und ungewollter Explosionen verteuern den ganzen Prozeß
erheblich. Andererseits kann angesichts der Unglücksfälle der letzten Jahre nicht
auf kontrollierte Lawinenabgänge und deren dazu notwendige Initiierung verzichtet
werden.
[0008] Die Erfindung hat das Ziel, das Gefahrenpotential beim Auslösen gewollter Lawinenabgänge
wesentlich zu verringern, eine sichere und zugleich kostengünstige Verfahrensweise
des Induzierens gewollter Lawinenabgänge vorzuschlagen.
[0009] Die vorliegende Erfindung will mit der Kombination an sich bekannter Verfahrensschritte
und eigenem erfinderischen Zutun die gestellte Aufgabe des absichtlichen Auslösens
von Lawinenabgängen durch das Schaffen geeigneter lokaler Luftdruckunterschiede bzw.
Erschütterungen in oder auf der lawinenverdächtigen Schneemasse ohne die beschriebenen
Nachteile lösen. Es soll durch stationäre oder transportable Vorrichtungen erreicht
werden, dass gewollte Lawinenabgänge technisch einfach realisiert werden können. Zu
diesem Zweck soll auf den bisher weit verbreiteten Einsatz von Sprengstoffen, Kriegswaffen
oder denen ähnliche Geschosse verzichtet werden.
[0010] Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Nachteile und Gefährdungen
der bekannten Verfahren und zugehöriger technischer Einrichtungen zur absichtlichen
Erzeugung von Lawinenabgängen erfindungsgemäß durch den Einsatz pneumatisch erzeugter
Energieimpulse vermieden werden können, indem die potentielle Energie hochkomprimierter,
vorzugsweise inerter Gase schlagartig, wahlweise auch gerichtet, freigesetzt wird
und dabei mittels einer beschriebenen Vorrichtung erzeugte niederfrequente Schwingungen
zum absichtlichen Auslösen von Lawinenabgängen führen, indem eine beliebig oft kurzzeitig
und lokal erzeugte Luftdruckänderung mit positiver oder negativer Amplitude, von einer
Impulsquelle ausgehend, sich in oder auf der Schneemasse und ggf. in der geologischen
Struktur der lawinengefährdeten Umgebung ausbreitet.
[0011] Das erfindungsgemäße Verfahren ist demzufolge
dadurch gekennzeichnet,
[0012] dass eine Impulsquelle (Impulsgenerator) von einem Energiespeicher E, der fest installiert
oder sich in einem Transportmittel wie z.B. in einem Helikopter befindet, über eine
Steuereinheit S und einen Verbindungsschlauch V fortwährend mit hochkomprimiertem
Gas in einstellbarer Menge und einstellbarem Druck versorgt und dadurch in die Lage
versetzt wird, eine wählbare Anzahl lokaler Luftdruckunterschiede zum Normaldruck
zu erzeugen,
[0013] dass diese Vorrichtung entweder ortsfest installiert sein kann, oder z.B. mittels
Luftfahrzeug zum Einsatzort gebracht und dort je nach Bedarf positioniert wird und
der Impulsgenerator sowohl an einem schlauchförmigen Halteseil bzw. an einem oder
mehreren Schläuchen und an einem Halteseil hängt,
[0014] dass ein verfahrensbedingt erforderlicher Gasvordruck wählbarer Höhe sowohl zunächst
durch den Verbindungsschlauch vor dem späteren Arbeitsgasdruck in die Impulsquelle
geleitet wird, als auch neben dem Arbeits(gas)druck der technischen Einrichtung durch
einen zweiten Schlauch in dem beschriebenen Halteseil permanent zugeführt werden kann
und damit der Energieinhalt der Impulse und die Impulsfrequenz fernsteuerbar sind
und
[0015] dass als Druckgasquelle vorwiegend handelsübliche Druckgasbehälter ("Gasflaschen"),
einzeln oder als Batterie anschlussmässig verbunden, eingesetzt werden, womit die
verfügbare Menge an potenter Energie beliebig erhöht werden kann.
[0016] Die technische Einrichtung zur Erzeugung von Hochenergieimpulsen (Impulsgenerator)
beruht in an sich bekannter Weise auf dem schlagartigen Freisetzen der Energie hochkomprimierter,
vorwiegend nichtbrennbarer Gase und dabei erzeugter niederfrequenter Schwingungen
bzw. lokaler Luftdruckunterschiede, wie sie z.B. in
DE 19843292 C2 / E 03B 3/15 und SU/CCCP 732509 /E 21 B 43/26 beschrieben ist.
[0017] Vom bekannten Stand der Technik grenzt sich die beschriebene Vorrichtung unter anderem
dadurch ab, dass die Versorgung der Vordruckkammer 2 aus dem permanent angeschlossenen
Versorgungsschlauch dergestalt erfolgt, dass bei zeitweiliger Befüllung die Versorgungsleitung
V in die Vordruckkammer 2 durch axiales Verschieben eines Funktionselementes K gegenüber
dem an den Versorgungsschlauch angeschlossenen Versorgungskanal verschliessbar ist
oder sie im Fall permanenter Versorgung mit Vordruck wählbarer Grösse mittels eines
parallel geführten Schlauches über eine eigene Steuereinrichtung und separaten Anschluss
am Impulsgenerator mit der Energiequelle E verbunden ist.
[0018] Die beschriebene Vorrichtung ist weiterhin vom Stand der Technik durch Art und Form
des Werkstoffes der Dichtelemente abgegrenzt, indem die Trennwände 3, 5 und 7 aus
leichten und hochfesten Werkstoffen gefertigt sind und für die Aufnahme des vorzugsweise
elastischen Dichtungswerkstoffs geeignete Formelemente besitzen.
[0019] Ein weiterer wesentlicher Unterschied besteht in der Anordnung einer Strömungsdrossel
6 in der Verbindungsleitung zwischen Trennwand 5 und 7, mit deren Dimensionierung
die Impulsfrequenz beeinflussbar ist.
[0020] Schließlich ist die Dimensionierung des Grössenverhältnisses zwischen Trennwand 5
und 7 in Abhängigkeit von der Grösse der Trennwand 3 unter Beachtung des Verhältnisses
zwischen Vordruck und Arbeitsdruck ein wesentliches Element der beschriebenen Vorrichtung.
[0021] Die erfindungsgemäße Lösung ist weiterhin
dadurch gekennzeichnet, dass die technische Einrichtung sowohl in als auch über der Schneemasse, von der die Lawinengefahr
ausgeht, positioniert werden kann, und dass die technische Einrichtung bekannte Merkmale
zum gerichteten Aussenden von Druckwellen, z.B. wie
US-Pat. 3.923.122 /G 01V 1/04 beschreibt, aufweisen kann.
[0022] Der Druckschlauch kann auf eine Rolle oder dergleichen aufgewickelt werden, um den
Transport zu vereinfachen. Die Aufwickelvorrichtung wird dann stabil unter dem zum
Beispiel Heliokopter befestigt.
[0023] Die erfindungsgemäße Lösung wird nachstehend im Sinne eines Beispiels spezifiziert,
ohne auf diese Spezifizierung beschränkt zu sein.
[0024] Als Impulsgenerator kann ein zylindrischer Körper dienen, der beispielsweise einen
Durchmesser von 60 mm und eine Länge von 600 mm aufweist. Der zylindrische Körper
besteht im Wesentlichen aus korrosionsbeständigem Stahl oder einer Titanlegierung,
weitere Funktionselemente sind Elastwerkstoffe wie Gummi, PTFE oder PUR. Die Wandstärke
des Zylinders beträgt ca. 5 mm, der Hohlraum zwischen 0,5 und 5 Liter. Als Vordruck
werden 10 bis 50 bar eingestellt, als Arbeitsdruck 50 bis 100 bar. Der Gasschlauch
ist auf einen Druck von 300 bar ausgelegt. Die Pulsfrequenz kann 1 bis 5 Pulse/sec
betragen. Sie ist einstellbar und berücksichtigt die Methodik des Provozierens der
Lawinenabgänge, das heißt ob der Energieimpuls im Schnee der Lawine oder darüber ausgelöst
wird.
[0025] Der Impulsgenerator kann ebenso kugelförmig ausgebildet sein.
[0026] Man kann folgendes festhalten.
[0027] Der Inhalt des Verfahren zum Auslösen von Lawinenabgängen entsprechend der vorgestellten
Erfindung besteht darin, dass die innere Energie hochkomprimierter Gase ab einer in
der Höhe wählbaren Druckschwelle als Energieimpuls schlagartig freigesetzt wird und
dieser Impuls sowohl an die umgebende Luft und/oder an Erdschichten und Schneemassen
weitergegeben wird und zu einer lokalen Druckänderung führt und dass dieser gegenüber
der Umgebung kurzzeitig wesentlich abweichende Luftdruck eine niederfrequente Schwingung
mit mindestens einer positiven und negativen Amplitude erzeugt und auf lawinengefährliche
Schneemassen so einwirkt, dass ein Abgang derselben hervorgerufen wird und dass bei
dem zur Erzeugung des Energieimpulses verwendeten Impulsgenerator entweder für die
zeitweilige Zufuhr des Vordruckgases bei fest eingestelltem Druck und für die laufende
Zufuhr des druckvariablen Arbeitsgases zwischen Steuereinrichtung S an der Energiequelle
E und dem Impulsgenerator kein Wechsel des Druckschlauches V erforderlich ist und/oder
dass mit zwei ständig angeschlossenen Schläuchen zwischen der Energiequelle mit einer
umschaltbaren oder zwei getrennt arbeitenden Steuereinrichtung(-en) S an der Energiequelle
E das Verhältnis zwischen Vordruck und Arbeitsdruck im Impulsgenerator veränderbar
und damit Impulsfrequenz und Energieinhalt der Impulse wählbar sind und dass der Verbindungsschlauch
für die Funktion als Träger des lmpulsgenerators armiert sein kann, dass weiterhin
der Gasstrom in die Kammer 2 durch axiales Verschieben eines ringförmigen Kanals K
bei weiterer Möglichkeit der Gaszufuhr in die Kammern 4 und 8 unterbrochen werden
kann und zwischen den Kammern 4 und 8 mittels einer Strömungsdrossel 6 verzögert wird,
dass weiterhin die Trennwände 3, 5 und 7 aus leichten und hochfesten Werkstoffen,
z.B. Aluminiumlegierungen oder Titanlegierungen, bestehen und formgebundene Dichtelemente
aus verschleißfesten, vorzugsweise elastischen Werkstoffen aufweisen, dass weiterhin
die Flächensumme der Trennwände 3 und 5 grösser als die Fläche der Trennwand 7 und
eine Funktion des Verhältnisses zwischen Vor- und Arbeitsdruck ist.
[0028] Vorteilhaft insbesondere aus Gründen der Sicherheit ist das komprimierte Gas nicht
brennbar oder es ist ein Gemisch nichtbrennbarer Gase, das bei seiner schlagartigen
Freisetzung von einer Vorrichtung nach Anspruch 5 oder einer vergleichbaren Anordnung
gerichtet auf eine Schneemasse abgegeben wird.
[0029] Der Energieimpuls wird nach Eintauchen der Vorrichtung nach Anspruch 5 in die Schneemasse
in dieser freigesetzt
[0030] Eine Vorrichtung zum Erzeugen von Stoßwellen zur Durchführung des Verfahrens zeichnet
sich dadurch aus, dass ein Impulsgenerator, bestehend aus
- einer Vordruckkammer 2
- den Trennwänden 3, 5 und 7
- den Kammern 4 und 8
- einer Impulsaustrittsöffnung 9
- Strömungsdrossel 6
mit einer technischen Einrichtung verbunden ist, welche aus
- Energiequelle E
- Steuereinrichtung S
- Druckschlauch V besteht.
[0031] Sie wird von einem Energiespeicher E in Form eines handelsüblichen Druckgasbehälters
über einen Druckschlauch V wie in der Abbildung gezeigt versorgt. Die Steuereinrichtung
S für die Inbetriebnahme und Ausserbetriebsetzung sowie für die Wahl der funktionsauslösenden
Druckschwelle befindet sich am Druckgasbehälter, die Einrichtung für die Zufuhr des
verfahrensbedingten Vordrucks im Impulsgenerators befindet sich ebenfalls an diesem
und sowohl der Vordruck als auch der Arbeitsdruck ohne Wechsel werden von demselben
Druckschlauch geliefert.
[0032] Der Druckgasbehälter besteht aus mehreren batteriemässig im Sinne des Gasaustauschs
miteinander verbundenen Einzelbehältern
[0033] Die Vorrichtung, bestehend aus der technische Einrichtung und dem Druckgasbehälter
ist dergestalt ausgeführt, dass sie lufttransportfähig ist und von einem Lufttransportfahrzeug
zum Einsatzort gebracht und dort in oder in die Nähe der lawinenverdächtigen Schneemasse
abgesetzt werden kann. Dabei wird so vorgegangen, dass etwa verwendeter Druckschlauch
für den Transport des Impulsgenerators tragfähig armiert ist und eine soweit ausreichende
Länge hat, dass ein fliegender Lufttransporter, ohne selbst durch den Vorgang des
Auslösens des Lawinenabgangs betroffen zu sein, Träger des Energiespeichers und Ort
des Auslösens der Impulse ist. Es ist von Vorteil, wenn sich innerhalb oder neben
der tragenden Druckschlaucharmierung für die Verbindung zwischen dem Druckgasbehälter
und der technischen Einrichtung ein zweiter Druckschlauch befindet, mit der der verfahrensbedingte
Vordruck im Impulsgenerator zusätzlich über eine umschaltbare oder eine zweite Steuereinrichtung
an der Energiequelle einstellbar bereitgestellt werden kann und dadurch sowohl die
Frequenz als auch der Energieinhalt der Impulse veränderlich sind.
[0034] Der Lufttransport ist eine übliche Variante zur Durchführung des Verfahrens, es werden
Helikopter oder Zeppelin oder Ballon oder Seilbahn oder dergleichen als Lufttransportmittel
eingesetzt. Dazu sollte der Druckschlauch V, der eine Länge von über 100 m aufweisen
kann, zum Transport aufgewickelt werden.
[0035] Gibt es Vorbehalte gegen den Lufttransport, kann die Vorrichtung am gleichen Ort
ein- oder mehrfach fest installiert sein.
1. Verfahren zum Auslösen von Lawinenabgängen,
dadurch gekennzeichnet, dass innere Energie hochkomprimierter Gase ab einer in der Höhe wählbaren Druckschwelle
als Energieimpuls schlagartig freigesetzt wird und dieser Impuls sowohl an umgebende
Luft und/oder an Erdschichten und Schneemassen weitergegeben wird und zu einer lokalen
Druckänderung führt und dass dieser gegenüber der Umgebung kurzzeitig wesentlich abweichende
Luftdruck eine niederfrequente Schwingung mit mindestens einer positiven und negativen
Amplitude erzeugt
und auf lawinengefährliche Schneemassen so einwirkt, dass ein Abgang derselben hervorgerufen
wird
und dass bei einem zur Erzeugung des Energieimpulses verwendeten Impulsgenerators
entweder für die zeitweilige Zufuhr eines Vordruckgases bei fest eingestelltem Druck
und für laufende Zufuhr eines druckvariablen Arbeitsgases zwischen Steuereinrichtung
S an einer Energiequelle E und einem Impulsgenerator kein Wechsel eines Druckschlauches
V erforderlich ist,
und/oder dass mit zwei ständig angeschlossenen Schläuchen zwischen einer Energiequelle
mit einer umschaltbaren oder zwei getrennt arbeitenden Steuereinrichtung(-en) S an
einer Energiequelle E das Verhältnis zwischen Vordruck und Arbeitsdruck im Impulsgenerator
veränderbar und damit Impulsfrequenz und Energieinhalt der Impulse wählbar sind
und dass der Verbindungsschlauch für die Funktion als Träger des Impulsgenerators
armiert sein kann,
dass weiterhin ein Gasstrom in eine Kammer 2 durch axiales Verschieben eines ringförmigen
Kanals K bei weiterer Möglichkeit einer Gaszufuhr in Kammern 4 und 8 unterbrochen
werden kann und zwischen den Kammern 4 und 8 mittels einer Strömungsdrossel 6 verzögert
wird,
dass weiterhin Trennwände 3, 5 und 7 aus leichten und hochfesten Werkstoffen, z.B.
Aluminiumlegierungen oder Titanlegierungen, bestehen und formgebundene Dichtelemente
aus verschleissfesten, vorzugsweise elastischen Werkstoffen aufweisen,
dass weiterhin die Flächensumme der Trennwände 3 und 5 grösser als die Fläche der
Trennwand 7 und eine Funktion des Verhältnisses zwischen Vor- und Arbeitsdruck ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das komprimierte Gas nicht brennbar ist und auch ein Gemisch nichtbrennbarer Gase
sein kann.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass schlagartig freigesetztes Gas von einer Vorrichtung nach Anspruch 5 oder einer vergleichbaren
Anordnung gerichtet auf eine Schneemasse abgegeben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Energieimpuls nach Eintauchen der Vorrichtung nach Anspruch 5 in die Schneemasse
in dieser freigesetzt wird.
5. Vorrichtung zum Erzeugen von Stoßwellen zur Durchführung des Verfahrens nach einem
oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Impulsgenerator, bestehend aus
- einer Vordruckkammer 2
- den Trennwänden 3, 5 und 7
- den Kammern 4 und 8
- einer Impulsaustrittsöffnung 9
- Strömungsdrossel 6
mit einer technischen Einrichtung verbunden ist, welche aus
- Energiequelle E
- Steuereinrichtung S
- Druckschlauch V besteht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5 zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis
4, , dadurch gekennzeichnet, dass eine technische Einrichtung von einem Energiespeicher E in Form eines handelsüblichen
Druckgasbehälters über einen Druckschlauch V derart versorgt wird, dass sich eine
Steuereinrichtung S für die Inbetriebnahme und Ausserbetriebsetzung sowie für die
Wahl der funktionsauslösenden Druckschwelle am Druckgasbehälter befindet und sich
die Einrichtung für die Gewährleistung verfahrensbedingten Vordrucks im Impulsgenerators
ebenfalls an diesem befindet und sowohl der Vordruck als auch der Arbeitsdruck ohne
Wechsel von demselben Druckschlauch lieferbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckgasbehälter aus mehreren batteriemässig im Sinne des Gasaustauschs miteinander
verbundenen Einzelbehältern besteht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die technische Einrichtung und der Druckgasbehälter dergestalt ausgeführt sind, dass
sie lufttransportfähig sind und von einem Lufttransportfahrzeug zum Einsatzort gebracht
und dort in oder in die Nähe der lawinenverdächtigen Schneemasse abgesetzt werden
kann.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass etwa verwendeter Druckschlauch für den Transport des Impulsgenerators tragfähig armiert
ist und eine soweit ausreichende Länge hat, dass ein fliegender Lufttransporter, ohne
selbst durch den Vorgang des Auslösens des Lawinenabgangs betroffen zu sein, Träger
des Energiespeichers und Ort des Auslösens der Impulse ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich innerhalb oder neben der tragenden Druckschlaucharmierung für die Verbindung
zwischen dem Druckgasbehälter und der technischen Einrichtung ein zweiter Druckschlauch
befindet, mit der der verfahrensbedingte Vordruck im Impulsgenerator zusätzlich über
eine umschaltbare oder eine zweite Steuereinrichtung an der Energiequelle einstellbar
bereitgestellt werden kann und dadurch sowohl die Frequenz als auch der Energieinhalt der Impulse veränderlich sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass diese am gleichen Ort ein- oder mehrfach fest installiert sein kann.
12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Heliokopter oder Zeppelin oder Ballon oder Seilbahn als Lufttransportmittel eingesetzt
wird.
13. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckschlauch V, der eine Länge von über 100 m aufweisen kann, zum Transport
aufgewickelt wird.