WR系列增雨防雹火箭在人工影响天气地面作业中的应用

赵丽斌

（黑龙江省人工影响天气办公室，黑龙江哈尔滨151000）

WR系列增雨防雹火箭作业系统，是一种新型增雨防雹作业系统。其与气象监测系统配合使用，可以大规模地实施人工增雨（雪）、防雹等作业。该作业系统由载有高效催化剂的火箭和发射架、发射控制器三大部分组成。此外，还有发射控制及信息采集系统，它是对发控器功能的提升，是人工影响天气业务物联网管理系统的组成部分。

1 火箭系统组成及工作原理

WR系列增雨防雹火箭主要由动力装置、催化剂播撒装置、安全着陆系统和稳定尾翼等组成。整个作业系统在气象雷达系统的导引下，将携带高成核率AgI催化剂的火箭迅速发射到作业云层的关键部位，采用高效燃烧模式播撒人工晶核，形成三维空间催化带，对作业云层进行催化，从而影响云的微物理结构，达到增加降水或减弱、消除冰雹等自然灾害的目的。

火箭工作过程，如图1所示：火箭点火升空至一定高度后，依靠延时机构点燃播撒系统中的催化剂，使其沿火箭飞行轨迹连续撒播人工晶核，并向四周迅速扩散，形成立体催化带；在催化剂播撒后期，安全着陆系统工作，打开降落伞，使之携带火箭残骸以较小的降落速度安全着陆。

图1火箭工作过程示意图

2 发射系统技术参数

2.1 发射架和发射控制器主要技术参数

俯仰角范围：25°～80°（地面）；30°～80°（车载）；

回转角范围：360°（地面）；360°旋转，±30°限位（车载）；

点火冲能：不小于10A2.ms；

检测电流：≤1±0.05mA；

电阻检测精度:0.3Ω（23±5℃，0～10Ω）；

点火冲能：不小于 10A2.ms；

检测电流：1.00±0.05mA；

点火电压：85±5V；

电阻检测精度：±0.3Ω（23±5℃，0～10Ω）；

发射通道：4个；

使用温度：-15℃～+45℃；

贮存温湿度：可以在-30℃～+40℃和≤70%RH条件下贮存。

2.2 高效催化

WR系列增雨防雹火箭的催化剂采用中国气象科学院人影所与北京理工大学联合研制的BR-91-Y高效焰剂，具有成核率高、核化速度快等优点。其成核率比美国TB-1焰弹及前苏联“省银剂”高出1～2个数量级。

BR-91-Y焰剂能够迅速产生冰晶。冰核气溶胶进入云室5min后，平均有90%完成核化，产生冰晶，因此是一种快核，而且高温段的核化速率，比低温段更快（见表1）。

列出三种焰剂在云室中的平均核化时间对比。BR-91-Y焰剂的高成核速率对积云的催化，尤其是冰雹云的催化特别有利。

表1 三种焰剂的平均核化时间比较

2.3 发射前准备

2.3.1 发射场地选取

为了保证火箭作业区的安全，火箭发射场地以及火箭飞行区域和落点，应严格按照以下原则进行选取：

图2发射场地安全区和禁区

一是发射场和落点应远离村庄、集市等人口密集地区；二是发射场和落点应远离机场、油库、发电厂、变电站、仓库等重要建筑设施；三是发射场应远离强磁场和高射频区域；四是发射地面要求平整坚固，无易燃物；五是在火箭飞行所覆盖的区域内，应避开供电线路、通信线路、飞机航线等空间障碍物。

2.3.2 安全区和禁区

以发射架中心为基准，发射架前方180°内、半径100m的扇形区和后方120°内、半径50m的扇形区作为发射场地的安全区和禁区（如图2），作业过程中严禁任何人进入上述区域。

发射控制器应在距发射点25m以外的安全区实施操作，宜选在发射架的侧后方。当风力较大时，为避免激起的沙尘或碎石伤人，操作者应处于上风方向。

为达到最大作业效果，增雨防雹火箭作业，一般要求在气象雷达的引导下多点同时进行。在气象雷达给出目标云层的相对高度和方位角的情况下，由弹道射表可以确定火箭的最佳发射仰角。发射仰角≥55°。

环境风对火箭飞行弹道影响较大，作业时必须根据风向进行参数修正。为方便修正，将风向量分解为发射方向（或发射反方向）和横侧方向，发射方向（或反方向）的风影响发射仰角（顺风使火箭抬头，逆风使火箭低头）；横侧方向的风影响方位角，使火箭飞行弹道偏离发射平面，火箭偏向来风方向。修正量应根据当时风速与发射角，由风速修正表查得。对于顺风，需调低发射仰角；对于逆风，应调高发射仰角；风引起的方位偏角表调整方位角，修正方向与风向相同。即风往哪边吹，角度就往哪边偏。

3 WR增雨防雹火箭作业系统操作流程（车载式）

3.1 完成发射场地选择，完成安全区确定

1 号指挥人员点名并收集人员到位情况，报告人员到位情况，回答口令：2号到位报告人员到位情况，回答口令：3号到位。1号指挥人员下达“开始准备”2号、3号炮手执行“开始准备”。 回答口令：2号准备完毕，正常。

1 号执行“地面风速确定”；执行“风修计算”，提供发射仰角和偏角下达“2号火箭准备X枚”口令下达“3号发射系统准备，射向：XX；射角：XX”口令。

完成下列操作：1操作者消除自身静电。

3.2 开箱检查

核对产品合格证，产品质量跟踪卡；

核对火箭表面标识；

依据合格证核对火箭数量及编号；

检查火箭外观质量，箭体完整，表面没有裂纹和凹坑。

3.3 火箭准备

小心取出火箭，轻立于平整地面上，拆除射表；

剥离点火触片短路铜箔带；用砂纸或其他方法清洁点火触片；

记录火箭号。回答口令：2号准备完毕，正常；

执行“发射系统准备”。

完成下列操作：

一是调整车辆，使车头大致指向发射方向；二是松开发射架两侧的行军固定器，将发射架沿导轨推至发射位，并用行军固定器固定；三是连接发射电缆的五芯插头与发射架五芯插座；四是连接发射控制器与转接电缆；五是连接转接电缆与发射架发射电缆；六是确认连接可靠、稳固，打开发控器电源开关，转换发射控制器通道，每一通道应显示超量程状态“1”，关闭发控器电源；七是依次短接发射架各通道点火触头，打开发控器电源，检测发射架各通道电阻R1并记录，R1＜6Ω；八是关闭发射控制器电源；

回答口令：3号准备完毕，正常；

下达“发射前准备”；

执行“发射前准备”；

执行“发射前准备”。

3.4 上架准备

下达“2号，火箭上架，X通道”；

执行“火箭装填上架”；

置火箭点火触片于上下位置，将火箭轻轻推入定向器导轨；

调整挡弹器到挡弹状态，（对于压簧式需压下后转动至档片与火箭垂直，确认挡片卡在限位槽中后松手；对于挡片式，只需将其向下扳动至与弹体垂直即可）；

上下推动火箭，确认火箭滑动自如；

适当调整火箭与定向器导轨两侧间隙，力求两边对称；撤离至安全区。回答口令：2号装填完毕，正常。

3.5 起竖准备

下达“3号，火箭起竖”指令；

射向：XX；射角：XX ；

执行“火箭起竖”；

置发射架于工作状态，锁紧固定器；

松开方位锁紧器，转动托架使其达到所要求的方位角，锁紧方位锁紧器；摇动升降机构，使仰角刻度盘指针达到要求的仰角值，取下摇把。回答口令：3号起竖完毕；射向：XX；射角：XX。

3.6 撤离

下达“场坪人员撤离”指令；

执行“场坪人员撤离”。

3.7 3号执行

下达“3号，发控器开机”执行“发控器开机”确认相关人员撤离禁区后，打开控制器电源；

回答口令：3号执行完毕，正常。

3.8 3号检测

下达“3号，点火线路检测”执行“点火线路检测”1置检测状态，检测装填火箭后各通道电阻R2。2检测电阻R2[0.7Ω＜（R2-R1）＜1Ω]。回答口令：3 号检测完毕，正常。

3.9 发射准备

执行“空域申请”通报发射时间：XX下达“发射准备”执行“发射准备”执行“发射准备”。

4 2号准备

下达“2号，观测准备”执行“观测准备”（观测弹道，摄像）回答口令：2号准备完毕，正常。

4.1 3号升压

下达“3号，检查点火电压”执行“检查点火电压”（升压）1选择发射通道，打开升压开关；2确认点火电压正常。回答口令：3号升压完毕，正常。

4.2 3号发射

下达“点火”口令：5、4、3、2、1，点火。执行“点火”，1 按发射按钮，火箭发射。

2 发射完毕后，置发射控制器于初始状态，关闭电源。回答口令：3号发射完毕。

4.3 作业完毕

收集各号工作情况，通报飞行情况下达“作业完毕”，执行“作业完毕”，执行“作业完毕”。

4.4 清场

“各号清场”。

如有未发射的火箭，贴回射表，并短路点火触片；放回包装箱待运。

一是拆卸专用电缆，放回原处；二是清理发射架，发射架置运输状态；三是收回发控器并取出电池；四是全面检查现场，避免遗落工具等物品。