自動(dòng)與手動(dòng)火箭發(fā)射系統(tǒng)人工增雨防雹比較

劉謙 王山海 馬鑫鑫

摘要 通過對(duì)比自動(dòng)火箭發(fā)射系統(tǒng)和手動(dòng)火箭發(fā)射系統(tǒng)的發(fā)射架結(jié)構(gòu)、控制器結(jié)構(gòu)、操作使用規(guī)范和實(shí)際作業(yè)效率，得出自動(dòng)火箭發(fā)射系統(tǒng)在作業(yè)人員負(fù)擔(dān)、安全性、方便性、維護(hù)性和作業(yè)效率上相對(duì)手動(dòng)火箭發(fā)射系統(tǒng)擁有明顯優(yōu)勢(shì)，是未來人工影響天氣的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞 人工增雨防雹；火箭發(fā)射系統(tǒng)；自動(dòng)；手動(dòng)；安全操作；作業(yè)效率

Comparison of Automatic and Manual Launching System of Artificial Rainfall and Anti-hail

LIU Qian，WANG Shan-hai*，MA Xin-xin （Weather Modification Center of Henan Province，Zhengzhou，Henan 450003）

Abstract By comparing the launcher structure，controller structure，operation and operation efficiency and actual operating efficiency of the automatic rocket launcher system and the manual rocket launcher system，it was concluded that the automatic rocket launcher system was responsible for the burden of personnel，safety，convenience，maintenance and operation efficiency.On the relative manual rocket launch system had a clear advantage，which was the future direction of artificial development of weather.

Key words Artificial rainfall and anti-hail；Rocket launch system；Automatic；Manual；Safe operation；Operating efficiency

人工增雨防雹火箭發(fā)射系統(tǒng)，作為地面人工影響天氣的主要裝備，因其機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、安全性高、人員配備少而廣受基層作業(yè)點(diǎn)作業(yè)人員喜愛。隨著新型自動(dòng)化人工增雨防雹火箭發(fā)射系統(tǒng)的部署，在很多基層作業(yè)點(diǎn)，出現(xiàn)自動(dòng)和手動(dòng)火箭發(fā)射系統(tǒng)同時(shí)存在的現(xiàn)象。習(xí)慣了手動(dòng)發(fā)射系統(tǒng)的作業(yè)人員，如何學(xué)習(xí)、掌握、適應(yīng)、熟練自動(dòng)發(fā)射系統(tǒng)的操作，兩者之間有何不同、有何優(yōu)劣，如何能在有限的空域時(shí)間內(nèi)，發(fā)射適量的火箭彈，以達(dá)到作業(yè)效果最大化；尤其是對(duì)于防雹作業(yè)，需要短時(shí)間內(nèi)發(fā)射過量火箭彈。針對(duì)以上問題，筆者通過對(duì)比BL系列和56 mm自動(dòng)火箭發(fā)射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、人員配備、安全操作規(guī)范、注意事項(xiàng)、保養(yǎng)維護(hù)和作業(yè)效率，闡明2種火箭發(fā)射系統(tǒng)在實(shí)際工作中的優(yōu)劣效果。

1 火箭發(fā)射架結(jié)構(gòu)

1.1 BL系列火箭發(fā)射架結(jié)構(gòu) BL系列增雨防雹火箭發(fā)射系統(tǒng)是江西國營9394廠（江西鋼絲廠）生產(chǎn)的比較有代表性的產(chǎn)品，分車載式、地面固定式和牽引式，火箭架主要有2管、3管、4管和多管，在操作過程中是最強(qiáng)調(diào)作業(yè)人員高度配合和安全操作的一套系統(tǒng)[1]。其牽引式火箭發(fā)射架如圖1所示。

1.2 56 mm自動(dòng)火箭發(fā)射架結(jié)構(gòu) 56 mm自動(dòng)增雨防雹火箭發(fā)射系統(tǒng)是江西9394廠（江西鋼絲廠）在BL系列的基礎(chǔ)上研發(fā)的產(chǎn)品，火箭架主要有4管和8管，分車載式、地面固定式和牽引式，3種型號(hào)的操作差別不大[3]。與以往的BL系列的區(qū)別主要表現(xiàn)在方位機(jī)和高低機(jī)的自動(dòng)化以及其輔助設(shè)備。該型發(fā)射架可以通過觸摸顯示屏對(duì)發(fā)射架的方位和仰角進(jìn)行調(diào)整，也可以通過控制器對(duì)發(fā)射架的方位和仰角進(jìn)行調(diào)整。56 mm自動(dòng)火箭發(fā)射架如圖2所示。

從結(jié)構(gòu)上看，這2種火箭發(fā)射系統(tǒng)同為牽引式的火箭發(fā)射架，在基本結(jié)構(gòu)上都由牽引機(jī)構(gòu)、定向器、升降機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及其他輔助機(jī)構(gòu)組成。區(qū)別在于56 mm自動(dòng)發(fā)射架的升降機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由其自身電池組直流供電，控制器控制，可以設(shè)定仰角、方向角數(shù)值，自動(dòng)完成動(dòng)作，也可以采用手動(dòng)模式，人工完成動(dòng)作。而BL系列則完全依靠人工手動(dòng)調(diào)整仰角和方位角。

自動(dòng)發(fā)射架的升降機(jī)構(gòu)的調(diào)整誤差小于0.2°，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的調(diào)整誤差小于1°[1]。實(shí)現(xiàn)電動(dòng)調(diào)整，減少人力勞動(dòng)。BL系列火箭發(fā)射架無方向羅盤，仰角調(diào)整依靠重力原理的機(jī)械角度盤指示，該角度盤容易因?yàn)殇P蝕而不靈敏，故易造成方向角和仰角調(diào)整不到位的情況，且操作過程為手動(dòng)模式，要求作業(yè)人員有長期熟練的操作配合，才能降低人為錯(cuò)誤的發(fā)生。

就2臺(tái)發(fā)射架的結(jié)構(gòu)分析，在人員配備不足、需要精準(zhǔn)配合雷達(dá)觀測(cè)調(diào)整方位角和仰角作業(yè)以及空域時(shí)間不充裕的時(shí)候，56 mm自動(dòng)火箭發(fā)射架可以通過自動(dòng)操作來節(jié)省空域時(shí)間，作業(yè)效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于BL系列火箭發(fā)射架。

2 控制器結(jié)構(gòu)

2.1 BL系列火箭發(fā)射控制器

BL火箭發(fā)射系統(tǒng)配備YD-1、YD-2、YD-3型發(fā)射控制器。YD-3相對(duì)YD-1和YD-2增加了車載電源接口，在電路原理上，它們之間沒有區(qū)別。在此以YD-1為例，分析BL系列火箭發(fā)射控制器。YD-1控制器結(jié)構(gòu)如圖3所示。

YD-1發(fā)射控制器采用直流供電，內(nèi)置2個(gè)6 V堿式免維護(hù)干電池和1節(jié)9 V疊層電池。火箭彈電阻檢測(cè)通道和發(fā)射通道各4個(gè)，在（23±5）℃的環(huán)境溫度下，電阻檢測(cè)準(zhǔn)確度在±0.9 Ω；工作環(huán)境溫度為-20～50 ℃ ，貯存環(huán)境為溫度0～40 ℃、相對(duì)濕度45%～75%[4]。YD1控制器主要采用機(jī)械按鈕、電壓指示和數(shù)字電子顯示屏。結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便。

2.2 56 mm自動(dòng)火箭發(fā)射控制器

56 mm自動(dòng)火箭發(fā)射控制器采用液晶顯示裝置，數(shù)字化顯示，可以自動(dòng)調(diào)整顯示、發(fā)射架方位角、仰角，顯示經(jīng)緯度、日期、時(shí)間；操作手自主選擇手動(dòng)、自動(dòng)模式；檢測(cè)線電阻和彈電阻，控制發(fā)射（圖4）。連接電腦，及時(shí)、準(zhǔn)確地記錄作業(yè)信息。總體操作簡便，節(jié)省人力勞動(dòng)。

從操作上分析，控制面板上，自動(dòng)比手動(dòng)控制器更直觀，信息量更大；可以自動(dòng)、準(zhǔn)確地確定經(jīng)緯度、調(diào)整仰角和方位角；從檢測(cè)上分析，兩者均需逐通道檢測(cè)；從作業(yè)信息上報(bào)分析，手動(dòng)需人工記錄、填報(bào)，自動(dòng)控制器僅需連接計(jì)算機(jī)則可詳實(shí)上報(bào)作業(yè)信息[5]。自動(dòng)作業(yè)系統(tǒng)還可以通過無線傳輸，直接與市級(jí)人工影響天氣作業(yè)指揮系統(tǒng)相連接，上級(jí)指揮單位可以實(shí)時(shí)監(jiān)控作業(yè)點(diǎn)火箭作業(yè)情況[6-8]?？傮w來看，自動(dòng)控制器上報(bào)作業(yè)信息更詳實(shí)，可以一鍵恢復(fù)設(shè)定好的方位角和仰角，控制發(fā)射架更精準(zhǔn)，節(jié)省空域時(shí)間，操作更直觀。

3 安全操作規(guī)范

根據(jù)《增雨防雹火箭發(fā)射系統(tǒng)安全操作規(guī)程》、BL系列火箭發(fā)射系統(tǒng)和56 mm自動(dòng)火箭發(fā)射系統(tǒng)使用說明書以及《人工影響天氣安全管理》的規(guī)定，兩者在作業(yè)前安全防范、準(zhǔn)備、作業(yè)人員配備、職責(zé)、站位、穿脫炮衣、釋放靜電、裝彈、退彈操作等安全操作規(guī)范中，區(qū)別不大，在時(shí)間控制上也相差無幾[9]。因此，從安全操作規(guī)范上區(qū)別BL和56 mm火箭發(fā)射系統(tǒng)的效率，要著重分析方位角、仰角調(diào)整、電阻檢測(cè)、火箭彈發(fā)射、重復(fù)發(fā)射等方面的差別。

3.1 方位角、仰角調(diào)整

從前述發(fā)射架結(jié)構(gòu)和控制器結(jié)構(gòu)的分析可以看出，BL系列在方位角、仰角的調(diào)整中，無論是速度、精準(zhǔn)度、方便程度上均不及自動(dòng)發(fā)射系統(tǒng)。尤其是在作業(yè)空域不足、需精準(zhǔn)配合雷達(dá)指揮上，自動(dòng)發(fā)射系統(tǒng)的優(yōu)越性更為明顯。

2005年冬季在博愛縣進(jìn)行的一次火箭人工增雨作業(yè)中，由于BL型火箭發(fā)射架仰角刻度盤銹蝕，角度指示有誤（圖5），發(fā)射仰角設(shè)定低于60°安全發(fā)射角度，火箭彈在飛行過程中發(fā)生掉彈事故，造成3.5 km之外一間空置民房受損。從該案例中可以清晰看出，仰角調(diào)整的精準(zhǔn)程度直接關(guān)系到作業(yè)安全。

3.2 電阻檢測(cè)

火箭操作標(biāo)準(zhǔn)中，安全的電阻檢測(cè)是使用發(fā)射控制器進(jìn)行電阻火箭彈的電阻檢測(cè)。2款控制器的主要區(qū)別在于手動(dòng)系統(tǒng)使用的是機(jī)械按鈕，自動(dòng)系統(tǒng)使用的是觸摸按鈕。在火箭發(fā)射架可靠、火箭彈安全可靠、線路、點(diǎn)火腳線、點(diǎn)火線夾連接可靠的情況下，影響電阻檢測(cè)準(zhǔn)確性的關(guān)鍵則為按鍵的靈敏性。YD-1型發(fā)射控制器，以及包括后期開發(fā)的YD-2型發(fā)射控制器，在實(shí)際使用過程中，會(huì)出現(xiàn)按鍵老化、接觸不良現(xiàn)象，從而導(dǎo)致電阻檢測(cè)數(shù)值偏大，影響作業(yè)人員的準(zhǔn)確判斷，造成空域浪費(fèi)，貽誤作業(yè)時(shí)機(jī)[10]。而自動(dòng)發(fā)射系統(tǒng)由于是液晶觸摸按鍵，不存在按鍵老化，不存在因按鍵接觸不靈敏出現(xiàn)電阻測(cè)試誤差問題，工作狀態(tài)中，電阻檢測(cè)更為準(zhǔn)確和快速，確?；鸺陌踩?、快速發(fā)射。

3.3 火箭發(fā)射

YD-1采用指針加刻度盤指示電壓，自動(dòng)控制器采用數(shù)字指示電壓。前者在發(fā)射火箭彈時(shí)，因?yàn)橹甘井惓Ｔ斐傻碗妷喊l(fā)射，從而導(dǎo)致不能點(diǎn)火，甚至發(fā)生炸架、掉彈等嚴(yán)重事故。自動(dòng)發(fā)控器由于采用數(shù)字指示，自動(dòng)判斷發(fā)射參數(shù)是否符合發(fā)射條件，則不會(huì)出現(xiàn)BL系列火箭發(fā)射系統(tǒng)出現(xiàn)的故障現(xiàn)象。

3.4 重復(fù)發(fā)射

重復(fù)發(fā)射是指在空域足夠的情況下重復(fù)裝彈、檢測(cè)、發(fā)射等一系列步驟。實(shí)際操作中，由于發(fā)射導(dǎo)軌與發(fā)射架托架（拖車）之間夾角問題，安裝火箭彈時(shí)必須降低發(fā)射仰角，裝彈后恢復(fù)發(fā)射仰角。此時(shí)自動(dòng)發(fā)射系統(tǒng)的方位角、仰角記憶功能的優(yōu)勢(shì)凸顯；裝彈完畢后，一鍵即可完成火箭發(fā)射架的發(fā)射狀態(tài)恢復(fù)。而手動(dòng)發(fā)射系統(tǒng)則需要作業(yè)人員人工設(shè)定方位角和仰角，浪費(fèi)時(shí)間，并且角度精準(zhǔn)度不夠，影響作業(yè)效果。

4 作業(yè)效率

為了對(duì)比手動(dòng)和自動(dòng)火箭發(fā)射系統(tǒng)作業(yè)效率，分別記錄2種發(fā)射系統(tǒng)在相同作業(yè)量情況下的作業(yè)時(shí)間。從2012—2016年河南焦作市博愛縣大堂林場(chǎng)作業(yè)點(diǎn)火箭增雨作業(yè)用時(shí)情況（表1）可以看出，采用4管火箭發(fā)射架，連續(xù)進(jìn)行3輪作業(yè)（可以視為2輪作業(yè)，因?yàn)榈?輪均是在空域批復(fù)之前即準(zhǔn)備完畢），2012—2014年最短用時(shí)8 min，最長用時(shí)10 min。2015—2016年使用56 mm 4管自動(dòng)火箭發(fā)射架作業(yè)，同樣連續(xù)3輪作業(yè)，最長用時(shí)8 min，最短用時(shí)僅有2 min。從作業(yè)用時(shí)來看，自動(dòng)火箭發(fā)射架的作業(yè)效率更高。

5 結(jié)論

（1）從火箭發(fā)射架結(jié)構(gòu)上分析，自動(dòng)火箭發(fā)射系統(tǒng)的可操作性和作業(yè)人員配備上優(yōu)于手動(dòng)火箭發(fā)射系統(tǒng)。

（2）從控制器結(jié)構(gòu)和使用上分析，自動(dòng)火箭發(fā)射架控制系統(tǒng)的靈敏性、直觀性、便捷性和安全性均優(yōu)于手動(dòng)火箭發(fā)射系統(tǒng)。

（3）從操作安全規(guī)范上分析，自動(dòng)火箭發(fā)射系統(tǒng)安全性、電阻檢測(cè)、火箭發(fā)射和重復(fù)發(fā)射均優(yōu)于手動(dòng)火箭發(fā)射系統(tǒng)。

（4）從作業(yè)效率上分析，自動(dòng)火箭發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射相同的火箭彈時(shí)，用時(shí)更少，空域利用率更高。尤其是在保障重大活動(dòng)的消雨作業(yè)中，需發(fā)射過量火箭彈時(shí)，優(yōu)勢(shì)更加明顯。

（5）自動(dòng)火箭作業(yè)系統(tǒng)作業(yè)信息上報(bào)更準(zhǔn)確、更及時(shí)，自動(dòng)化、信息化程度更高。自動(dòng)火箭發(fā)射系統(tǒng)在人工影響天氣工作中能夠發(fā)揮更大的作用，更適宜未來人工影響天氣的發(fā)展方向。

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