WR系列增雨防雹火箭在人工影響天氣地面作業中的應用

趙麗斌

（黑龍江省人工影響天氣辦公室，黑龍江哈爾濱151000）

WR系列增雨防雹火箭作業系統，是一種新型增雨防雹作業系統。其與氣象監測系統配合使用，可以大規模地實施人工增雨（雪）、防雹等作業。該作業系統由載有高效催化劑的火箭和發射架、發射控制器三大部分組成。此外，還有發射控制及信息采集系統，它是對發控器功能的提升，是人工影響天氣業務物聯網管理系統的組成部分。

1 火箭系統組成及工作原理

WR系列增雨防雹火箭主要由動力裝置、催化劑播撒裝置、安全著陸系統和穩定尾翼等組成。整個作業系統在氣象雷達系統的導引下，將攜帶高成核率AgI催化劑的火箭迅速發射到作業云層的關鍵部位，采用高效燃燒模式播撒人工晶核，形成三維空間催化帶，對作業云層進行催化，從而影響云的微物理結構，達到增加降水或減弱、消除冰雹等自然災害的目的。

火箭工作過程，如圖1所示：火箭點火升空至一定高度后，依靠延時機構點燃播撒系統中的催化劑，使其沿火箭飛行軌跡連續撒播人工晶核，并向四周迅速擴散，形成立體催化帶；在催化劑播撒后期，安全著陸系統工作，打開降落傘，使之攜帶火箭殘骸以較小的降落速度安全著陸。

圖1火箭工作過程示意圖

2 發射系統技術參數

2.1 發射架和發射控制器主要技術參數

俯仰角范圍：25°～80°（地面）；30°～80°（車載）；

回轉角范圍：360°（地面）；360°旋轉，±30°限位（車載）；

點火沖能：不小于10A2.ms；

檢測電流：≤1±0.05mA；

電阻檢測精度:0.3Ω（23±5℃，0～10Ω）；

點火沖能：不小于 10A2.ms；

檢測電流：1.00±0.05mA；

點火電壓：85±5V；

電阻檢測精度：±0.3Ω（23±5℃，0～10Ω）；

發射通道：4個；

使用溫度：-15℃～+45℃；

貯存溫濕度：可以在-30℃～+40℃和≤70%RH條件下貯存。

2.2 高效催化

WR系列增雨防雹火箭的催化劑采用中國氣象科學院人影所與北京理工大學聯合研制的BR-91-Y高效焰劑，具有成核率高、核化速度快等優點。其成核率比美國TB-1焰彈及前蘇聯“省銀劑”高出1～2個數量級。

BR-91-Y焰劑能夠迅速產生冰晶。冰核氣溶膠進入云室5min后，平均有90%完成核化，產生冰晶，因此是一種快核，而且高溫段的核化速率，比低溫段更快（見表1）。

列出三種焰劑在云室中的平均核化時間對比。BR-91-Y焰劑的高成核速率對積云的催化，尤其是冰雹云的催化特別有利。

表1 三種焰劑的平均核化時間比較

2.3 發射前準備

2.3.1 發射場地選取

為了保證火箭作業區的安全，火箭發射場地以及火箭飛行區域和落點，應嚴格按照以下原則進行選取：

圖2發射場地安全區和禁區

一是發射場和落點應遠離村莊、集市等人口密集地區；二是發射場和落點應遠離機場、油庫、發電廠、變電站、倉庫等重要建筑設施；三是發射場應遠離強磁場和高射頻區域；四是發射地面要求平整堅固，無易燃物；五是在火箭飛行所覆蓋的區域內，應避開供電線路、通信線路、飛機航線等空間障礙物。

2.3.2 安全區和禁區

以發射架中心為基準，發射架前方180°內、半徑100m的扇形區和后方120°內、半徑50m的扇形區作為發射場地的安全區和禁區（如圖2），作業過程中嚴禁任何人進入上述區域。

發射控制器應在距發射點25m以外的安全區實施操作，宜選在發射架的側后方。當風力較大時，為避免激起的沙塵或碎石傷人，操作者應處于上風方向。

為達到最大作業效果，增雨防雹火箭作業，一般要求在氣象雷達的引導下多點同時進行。在氣象雷達給出目標云層的相對高度和方位角的情況下，由彈道射表可以確定火箭的最佳發射仰角。發射仰角≥55°。

環境風對火箭飛行彈道影響較大，作業時必須根據風向進行參數修正。為方便修正，將風向量分解為發射方向（或發射反方向）和橫側方向，發射方向（或反方向）的風影響發射仰角（順風使火箭抬頭，逆風使火箭低頭）；橫側方向的風影響方位角，使火箭飛行彈道偏離發射平面，火箭偏向來風方向。修正量應根據當時風速與發射角，由風速修正表查得。對于順風，需調低發射仰角；對于逆風，應調高發射仰角；風引起的方位偏角表調整方位角，修正方向與風向相同。即風往哪邊吹，角度就往哪邊偏。

3 WR增雨防雹火箭作業系統操作流程（車載式）

3.1 完成發射場地選擇，完成安全區確定

1 號指揮人員點名并收集人員到位情況，報告人員到位情況，回答口令：2號到位報告人員到位情況，回答口令：3號到位。1號指揮人員下達“開始準備”2號、3號炮手執行“開始準備”。 回答口令：2號準備完畢，正常。

1 號執行“地面風速確定”；執行“風修計算”，提供發射仰角和偏角下達“2號火箭準備X枚”口令下達“3號發射系統準備，射向：XX；射角：XX”口令。

完成下列操作：1操作者消除自身靜電。

3.2 開箱檢查

核對產品合格證，產品質量跟蹤卡；

核對火箭表面標識；

依據合格證核對火箭數量及編號；

檢查火箭外觀質量，箭體完整，表面沒有裂紋和凹坑。

3.3 火箭準備

小心取出火箭，輕立于平整地面上，拆除射表；

剝離點火觸片短路銅箔帶；用砂紙或其他方法清潔點火觸片；

記錄火箭號。回答口令：2號準備完畢，正常；

執行“發射系統準備”。

完成下列操作：

一是調整車輛，使車頭大致指向發射方向；二是松開發射架兩側的行軍固定器，將發射架沿導軌推至發射位，并用行軍固定器固定；三是連接發射電纜的五芯插頭與發射架五芯插座；四是連接發射控制器與轉接電纜；五是連接轉接電纜與發射架發射電纜；六是確認連接可靠、穩固，打開發控器電源開關，轉換發射控制器通道，每一通道應顯示超量程狀態“1”，關閉發控器電源；七是依次短接發射架各通道點火觸頭，打開發控器電源，檢測發射架各通道電阻R1并記錄，R1＜6Ω；八是關閉發射控制器電源；

回答口令：3號準備完畢，正常；

下達“發射前準備”；

執行“發射前準備”；

執行“發射前準備”。

3.4 上架準備

下達“2號，火箭上架，X通道”；

執行“火箭裝填上架”；

置火箭點火觸片于上下位置，將火箭輕輕推入定向器導軌；

調整擋彈器到擋彈狀態，（對于壓簧式需壓下后轉動至檔片與火箭垂直，確認擋片卡在限位槽中后松手；對于擋片式，只需將其向下扳動至與彈體垂直即可）；

上下推動火箭，確認火箭滑動自如；

適當調整火箭與定向器導軌兩側間隙，力求兩邊對稱；撤離至安全區。回答口令：2號裝填完畢，正常。

3.5 起豎準備

下達“3號，火箭起豎”指令；

射向：XX；射角：XX ；

執行“火箭起豎”；

置發射架于工作狀態，鎖緊固定器；

松開方位鎖緊器，轉動托架使其達到所要求的方位角，鎖緊方位鎖緊器；搖動升降機構，使仰角刻度盤指針達到要求的仰角值，取下搖把。回答口令：3號起豎完畢；射向：XX；射角：XX。

3.6 撤離

下達“場坪人員撤離”指令；

執行“場坪人員撤離”。

3.7 3號執行

下達“3號，發控器開機”執行“發控器開機”確認相關人員撤離禁區后，打開控制器電源；

回答口令：3號執行完畢，正常。

3.8 3號檢測

下達“3號，點火線路檢測”執行“點火線路檢測”1置檢測狀態，檢測裝填火箭后各通道電阻R2。2檢測電阻R2[0.7Ω＜（R2-R1）＜1Ω]。回答口令：3 號檢測完畢，正常。

3.9 發射準備

執行“空域申請”通報發射時間：XX下達“發射準備”執行“發射準備”執行“發射準備”。

4 2號準備

下達“2號，觀測準備”執行“觀測準備”（觀測彈道，攝像）回答口令：2號準備完畢，正常。

4.1 3號升壓

下達“3號，檢查點火電壓”執行“檢查點火電壓”（升壓）1選擇發射通道，打開升壓開關；2確認點火電壓正常。回答口令：3號升壓完畢，正常。

4.2 3號發射

下達“點火”口令：5、4、3、2、1，點火。執行“點火”，1 按發射按鈕，火箭發射。

2 發射完畢后，置發射控制器于初始狀態，關閉電源。回答口令：3號發射完畢。

4.3 作業完畢

收集各號工作情況，通報飛行情況下達“作業完畢”，執行“作業完畢”，執行“作業完畢”。

4.4 清場

“各號清場”。

如有未發射的火箭，貼回射表，并短路點火觸片；放回包裝箱待運。

一是拆卸專用電纜，放回原處；二是清理發射架，發射架置運輸狀態；三是收回發控器并取出電池；四是全面檢查現場，避免遺落工具等物品。