WR-1型増雨火箭發射控制器疑難故障維修一例

羅 武

(廣西羅城仫佬族自治縣氣象局，廣西 羅城 546400)

WR-1型増雨火箭發射控制器疑難故障維修一例

羅 武

(廣西羅城仫佬族自治縣氣象局，廣西 羅城 546400)

WR-98型火箭發射系統是新一代人工影響天氣作業工具，在全國各地得到廣泛應用。該系統的“WR-1”型火箭發射控制器在使用過程中經常出現一些故障，直接影響了増雨防雹作業時機的把握和作業效果。因廠家沒有提供該發射控制器的電路圖，發生故障時維修比較困難。為了能較快掌握發射控制器故障維修方法，提高故障排除效率，該文對“WR-1”型發射控制器進行解剖分析，測繪出其詳細的電路圖，并分析其工作原理。主要介紹一例由于儲能電容C302容量變小造成的特殊故障，其故障現象主要表現為：檢測通道電阻正常，升壓電壓指示正常，但無法點火發射。針對故障的原因進行分析，并提出排除故障的技術、應急處理辦法以及發射控制器正確使用和維護要點，供人影作業人員在實際檢修和維護中參考。

火箭;發射控制器;故障;維修

1 前言

WR-98型火箭發射系統是陜西中天火箭技術有限責任公司研制開發的新一代人工影響天氣作業工具。該系統具有成核率高，核化速率快，作業高度高，影響路徑長，催化面積大，安全可靠，操作簡便，對環境無污染等性能特點［1］，在全國各地得到廣泛應用，在防災減災以及重大社會活動的天氣保障服務方面發揮了重要作用。

WR-98火箭發射系統由火箭彈、發射架、發射控制器及其附件組成。發射控制器(型號：WR-1、WR-FKQ)是火箭作業系統地面發射控制系統的組成部分，主要是檢測作業系統點火線路并為火箭提供點火能量，保證火箭安全可靠點火。WR-1型火箭發射控制器在使用過程中經常出現一些故障，直接影響了増雨防雹作業時機的把握和作業效果。因廠家沒有提供該發射控制器的電路圖，發生故障時很難自行維修，需要更換或送到廠家維修。為了較快掌握發射控制器故障維修方法，提高故障排除效率，筆者通過對WR-1型發射控制器的解剖分析，測繪出其電路原理圖，并分析其工作原理，為維修技術人員排除故障提供重要的技術資料。在WR-98火箭發射系統維修方面，國內許多技術人員積累了豐富的經驗，為一些常見的故障排除方法提供了許多參考資料［2］。本文主要介紹一例由于儲能電容容量變小造成無法發射火箭彈的特殊故障排除方法和應急處理辦法，以供廣大技術維修人員借鑒和參考。

2 故障現象

2006年4月21日晚廣西東蘭縣氣象局在縣城作業點使用WR-98火箭發射系統實施人工增雨作業時，作業人員裝好兩枚増雨火箭彈后，用WR-1型發射控制器檢測兩個發射通道電阻都在3.0～3.5Ω之間，屬于正常范圍。轉到發射狀態后，選擇發射通道，打開升壓開關，升壓的提示聲正常，點火電壓指示燈亮后，按下發射按鈕，但火箭彈沒有反應，無法發射出去，換一個通道也是一樣。起初以為是火箭彈的問題(啞彈)，因為這個發射控制器年初經過上級人影辦檢驗合格，過了5 min后，換了兩枚火箭彈，結果還是不能發射。換了一個發控器后，能夠正常發射，基本上可以確定是發射控制器有故障。

3 發射控制器電路基本原理

WR-1發射控制器由檢測電路，升壓電路和控制轉換電路3部分組成。檢測電路的主要功能是檢測線路電阻，顯示電阻值;升壓電路主要是將直流電逆變為交流電，然后升高電壓為儲能元件儲存能量，升壓電路工作時蜂鳴器報警，儲能元件電壓達到額定值時指示燈亮;控制轉換電路控制檢測狀態和點火狀態的切換，通道切換及點火電路的通斷。發射控制器外置交、直流電源接口，備有干電池電源盒，便于野外作業［3］。

WR-1型發射控制器升壓電路基本原理(見圖1)：升壓電路是控制器的核心部分，是安全可靠發射火箭彈的關鍵［4］。升壓電路是為點火提供高電壓和大電流，便于點燃火箭彈電發火管而設計的［5］。它由升壓變壓器、D301～D304(1N4007)、M301～M302(IRF840)兩場效應管、U301(4049BP)、電阻 R315和R307、電容C302和U3012(LM324)比較器等組成。由圖1可見，以U301為核心組成振蕩和驅動電路，其振蕩頻率由R302、C301決定，驅動電壓從U301第12腳和第15腳分兩路輸出至M301、M302的柵極，控制了兩管的導通與截止。變壓器T的次級線圈產生感應電壓，經橋式D301～D304整流，再經過R307(1K)限流后，給儲能電容C302(1000uF/100V)充電，為發射提供點火電壓。本電路中LM324的第1、2、3腳接成正相電壓放大器形式［6］，C302上的電壓經過R308和R312分壓后輸入逆變器控制集成電路U302(LM324)的第3腳，與U302的第2腳的基準電壓比較。當C302上的電壓達到85V后［7］，U302第3腳的電壓高于第2腳的電壓時，則U302的第1腳輸出高電平，經過D305和D306輸入到逆變器控制集成電路U301的第11腳和第14腳，升壓電路停止工作，同時點火電壓指示燈點亮。如果C302上的電壓降低，則升壓電路繼續工作，儲能電容C302的電壓穩定在85V左右，為火箭彈提供點火電壓和電能。

圖1 WR-1型火箭發射控制器線路圖

4 原因分析及故障處理

用萬用表檢測干電池電壓正常，說明發射控制器內部線路有故障。這個發射控制器各種操作、顯示、檢測通道電阻完全正常，說明檢測電路沒有問題，重點檢查發射電路。打開電源開關，把“檢測/發射”開關置于“發射”位置，選擇相應通道，打開“升壓開關”，當點火電壓指示燈點亮后，將萬用表“+-”表筆與發射架對應通道的上下點火觸頭相接，表檔撥到直流200V檔位，按下發射按鈕，此時萬用表顯示電壓值穩定在85～86V［8］，屬于正常范圍內。裝上教練彈和模型火箭發動機進行模擬發射實驗，結果也是正常的，一時維修陷入了困境。拿一個好的發射控制器與之對比，經過多次反復對比實驗，終于發現從打開升壓開關到點火電壓指示燈亮這段儲能電容C302充電時間不同，好的發射控制器充電時間稍長，約4～5 s左右;而有故障的發射控制器稍短，約2～3 s左右。根據物理學公式，由R307和C302組成的RC串聯電路充電時間常數T=R×C，經檢查電阻R307正常，C302容量變小，造成充電時間變短，所儲電能不足，無法給火箭彈提供足夠的點火電能，因此無法點火發射。更換了C302(1000uF/100V)后，過了一段時間，又有一次適合人影作業的天氣過程，用這個維修過的發射控制器進行實彈發射，能夠正常發射。

5 結論與建議

①由于儲能電容容量變小引起不能發射的故障比較隱蔽，常規檢測不能發現該故障，用教練彈和模型火箭發動機檢驗發射控制器的好壞，結果也不夠準確，因為模型火箭發動機的點火電壓低，需要的點火電能比較少。

②如果C302容量變小，又沒有配件更換，可調整R312上的小螺釘，順時針旋轉90°左右，可將C302充電電壓提高到90～95V左右，作應急使用，但最高不能超過C302的耐壓100V。

③作業時要防止火箭彈噴射的火焰觸及電纜，發射控制器連續工作時間不應超過1 h。

④作業結束后，發射控制器和電纜應存放在室內，及時取出干電池，以防電池漏液腐蝕元器件。

⑤雨天作業時，要防止雨水滲入。雨淋過的發射控制器嚴禁開啟電源開關，待控制器內部水分蒸發干燥后，方可打開電源開關。

［1］ 中國氣象局科技發展司.人工影響天氣崗位培訓教材［M］.北京：氣象出版社，2007.

［2］ 劉云霞，胡全玲，盧萍娟.YD-3型人影火箭發射控制器原理與維修［J］. 現代農業科技，2010，8：314，317.

［3］ 彭尚永，潘艷，李恒宇.WR-9821型增雨防雹火箭發射系統的檢測和日常維護［J］.氣象水文海洋儀器，2010，2：111-113.

［4］ 陳軼敏.増雨防雹火箭發射控制器研制［J］.固體火箭技術，1999，22(1)：75-78.

［5］ 楊炳華，魏旭輝，阿地里江.“WR-1B”増雨防雹火箭發控器的工作原理和故障排除方法［J］.新疆氣象，1998，21(3)：24-25.

［6］ 陸衛東，陸洪章，魏旭輝.在火箭發射控制器中LM324型四運放集成電路的應用［J］. 科技資訊，2009，15：126-127.

［7］ 中國氣象局.QX/T99-2008增雨防雹火箭發射系統安全操作規程［S］.北京：氣象出版社，2008.

［8］ 黃剛，艾合買提江，努爾.人工增雨防雹火箭發射系統的檢測步驟和方法［J］. 科技資訊，2008，27：11.

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1003-6598(2011)05-0052-02

2011-07-01

羅武(1967-)，男(壯族)，工程師，主要從事氣象服務和管理工作。