劉謙 王山海 馬鑫鑫

摘要 通過對比自動火箭發(fā)射系統(tǒng)和手動火箭發(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)范和實際作業(yè)效率，得出自動火箭發(fā)射系統(tǒng)在作業(yè)人員負擔(dān)、安全性、方便性、維護性和作業(yè)效率上相對手動火箭發(fā)射系統(tǒng)擁有明顯優(yōu)勢，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；手動；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，因其機動性強、安全性高、人員配備少而廣受基層作業(yè)點作業(yè)人員喜愛。隨著新型自動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，出現(xiàn)自動和手動火箭發(fā)射系統(tǒng)同時存在的現(xiàn)象。習(xí)慣了手動發(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間內(nèi)，發(fā)射適量的火箭彈，以達到作業(yè)效果最大化；尤其是對于防雹作業(yè)，需要短時間內(nèi)發(fā)射過量火箭彈。針對以上問題，筆者通過對比BL系列和56 mm自動火箭發(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、保養(yǎng)維護和作業(yè)效率，闡明2種火箭發(fā)射系統(tǒng)在實際工作中的優(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自動火箭發(fā)射架結(jié)構(gòu) 56 mm自動增雨防雹火箭發(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)在方位機和高低機的自動化以及其輔助設(shè)備。該型發(fā)射架可以通過觸摸顯示屏對發(fā)射架的方位和仰角進行調(diào)整，也可以通過控制器對發(fā)射架的方位和仰角進行調(diào)整。56 mm自動火箭發(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)上都由牽引機構(gòu)、定向器、升降機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)以及其他輔助機構(gòu)組成。區(qū)別在于56 mm自動發(fā)射架的升降機構(gòu)和回轉(zhuǎn)機構(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，自動完成動作，也可以采用手動模式，人工完成動作。而BL系列則完全依靠人工手動調(diào)整仰角和方位角。

自動發(fā)射架的升降機構(gòu)的調(diào)整誤差小于0.2°，回轉(zhuǎn)機構(gòu)的調(diào)整誤差小于1°[1]。實現(xiàn)電動調(diào)整，減少人力勞動。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械角度盤指示，該角度盤容易因為銹蝕而不靈敏，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，才能降低人為錯誤的發(fā)生。

就2臺發(fā)射架的結(jié)構(gòu)分析，在人員配備不足、需要精準配合雷達觀測調(diào)整方位角和仰角作業(yè)以及空域時間不充裕的時候，56 mm自動火箭發(fā)射架可以通過自動操作來節(jié)省空域時間，作業(yè)效率遠遠高于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6 V堿式免維護干電池和1節(jié)9 V疊層電池?；鸺龔楇娮铏z測通道和發(fā)射通道各4個，在（23±5）℃的環(huán)境溫度下，電阻檢測準確度在±0.9 Ω；工作環(huán)境溫度為-20～50 ℃ ，貯存環(huán)境為溫度0～40 ℃、相對濕度45%～75%[4]。YD1控制器主要采用機械按鈕、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自動火箭發(fā)射控制器

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

從操作上分析，控制面板上，自動比手動控制器更直觀，信息量更大；可以自動、準確地確定經(jīng)緯度、調(diào)整仰角和方位角；從檢測上分析，兩者均需逐通道檢測；從作業(yè)信息上報分析，手動需人工記錄、填報，自動控制器僅需連接計算機則可詳實上報作業(yè)信息[5]。自動作業(yè)系統(tǒng)還可以通過無線傳輸，直接與市級人工影響天氣作業(yè)指揮系統(tǒng)相連接，上級指揮單位可以實時監(jiān)控作業(yè)點火箭作業(yè)情況[6-8]?？傮w來看，自動控制器上報作業(yè)信息更詳實，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，節(jié)省空域時間，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、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、精準度、方便程度上均不及自動發(fā)射系統(tǒng)。尤其是在作業(yè)空域不足、需精準配合雷達指揮上，自動發(fā)射系統(tǒng)的優(yōu)越性更為明顯。

2005年冬季在博愛縣進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)整的精準程度直接關(guān)系到作業(yè)安全。

3.2 電阻檢測

火箭操作標準中，安全的電阻檢測是使用發(fā)射控制器進行電阻火箭彈的電阻檢測。2款控制器的主要區(qū)別在于手動系統(tǒng)使用的是機械按鈕，自動系統(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、點火腳線、點火線夾連接可靠的情況下，影響電阻檢測準確性的關(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，在實際使用過程中，會出現(xiàn)按鍵老化、接觸不良現(xiàn)象，從而導(dǎo)致電阻檢測數(shù)值偏大，影響作業(yè)人員的準確判斷，造成空域浪費，貽誤作業(yè)時機[10]。而自動發(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)電阻測試誤差問題，工作狀態(tài)中，電阻檢測更為準確和快速，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，自動控制器采用數(shù)字指示電壓。前者在發(fā)射火箭彈時，因為指示異常造成低電壓發(fā)射，從而導(dǎo)致不能點火，甚至發(fā)生炸架、掉彈等嚴重事故。自動發(fā)控器由于采用數(shù)字指示，自動判斷發(fā)射參數(shù)是否符合發(fā)射條件，則不會出現(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、發(fā)射等一系列步驟。實際操作中，由于發(fā)射導(dǎo)軌與發(fā)射架托架（拖車）之間夾角問題，安裝火箭彈時必須降低發(fā)射仰角，裝彈后恢復(fù)發(fā)射仰角。此時自動發(fā)射系統(tǒng)的方位角、仰角記憶功能的優(yōu)勢凸顯；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，浪費時間，并且角度精準度不夠，影響作業(yè)效果。

4 作業(yè)效率

為了對比手動和自動火箭發(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)時間。從2012—2016年河南焦作市博愛縣大堂林場作業(yè)點火箭增雨作業(yè)用時情況（表1）可以看出，采用4管火箭發(fā)射架，連續(xù)進行3輪作業(yè)（可以視為2輪作業(yè)，因為第1輪均是在空域批復(fù)之前即準備完畢），2012—2014年最短用時8 min，最長用時10 min。2015—2016年使用56 mm 4管自動火箭發(fā)射架作業(yè)，同樣連續(xù)3輪作業(yè)，最長用時8 min，最短用時僅有2 min。從作業(yè)用時來看，自動火箭發(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)于手動火箭發(fā)射系統(tǒng)。

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

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

（5）自動火箭作業(yè)系統(tǒng)作業(yè)信息上報更準確、更及時，自動化、信息化程度更高。自動火箭發(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。

參考文獻

[1] 馬官起.增雨防雹火箭作業(yè)系統(tǒng)實用教材[M].北京：氣象出版社，2008.

[2] 國營9394廠.BL系列防雹增雨火箭系統(tǒng)安全操作知識[M].[出版地不詳]：[出版者不詳]，2004.

[3] 李云川，張文宗，王建峰，等.數(shù)字化雷達人工影響天氣作業(yè)指揮系統(tǒng)[J].氣象科技，2005，33（3）：264-267.

[4] 馬官起.人工影響天氣安全管理[M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2016.

[5] 盧培玉，孫建東，盛日鋒，等.BL-1A增雨防雹火箭系統(tǒng)安全使用探討[J].山東氣象，2010，30（1）：33-34.

[6] 王以琳，李德生，李昌義，等.遠程控制人工影響天氣火箭自動化作業(yè)系統(tǒng)[J].氣象，2008，34（1）：107-113.

[7] 毛以偉，成章綱，付曉輝，等.宜昌市人工影響天氣管理指揮系統(tǒng)的研制及應(yīng)用[J].成都氣象學(xué)院學(xué)報，2000，15（4）：332-337.

[8] 宋建予.市級人影作業(yè)地理沙盤輔助指揮調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用[J].氣象與環(huán)境科學(xué)，2013，36（3）：75-79.

[9] 張芳鈞，劉國強，張萍，等.人工影響天氣作業(yè)指揮系統(tǒng)調(diào)度及安全監(jiān)控系統(tǒng)[C]//第十五屆全國云降水與人工影響天氣科學(xué)會議論文集Ⅱ.北京：氣象出版社，2008：1077-1080.

[10] 張怡.新一代3D GIS跨區(qū)域人影作業(yè)系統(tǒng)的應(yīng)用個例分析[J].氣象與環(huán)境科學(xué)，2013，36（1）：79-83.