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摘要 通过对比自动火箭发射系统和手动火箭发射系统的发射架结构、控制器结构、操作使用规范和实际作业效率，得出自动火箭发射系统在作业人员负担、安全性、方便性、维护性和作业效率上相对手动火箭发射系统拥有明显优势，是未来人工影响天气的发展方向。
关键词 人工增雨防雹；火箭发射系统；自动；手动；安全操作；作业效率
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
人工增雨防雹火箭发射系统，作为地面人工影响天气的主要装备，因其机动性强、安全性高、人员配备少而广受基层作业点作业人员喜爱。随着新型自动化人工增雨防雹火箭发射系统的部署，在很多基层作业点，出现自动和手动火箭发射系统同时存在的现象。习惯了手动发射系统的作业人员，如何学习、掌握、适应、熟练自动发射系统的操作，两者之间有何不同、有何优劣，如何能在有限的空域时间内，发射适量的火箭弹，以达到作业效果最大化；尤其是对于防雹作业，需要短时间内发射过量火箭弹。针对以上问题，笔者通过对比BL系列和56 mm自动火箭发射系统的结构、人员配备、安全操作规范、注意事项、保养维护和作业效率，阐明2种火箭发射系统在实际工作中的优劣效果。
1 火箭发射架结构
1.1 BL系列火箭发射架结构 BL系列增雨防雹火箭发射系统是江西国营9394厂（江西钢丝厂）生产的比较有代表性的产品，分车载式、地面固定式和牵引式，火箭架主要有2管、3管、4管和多管，在操作过程中是最强调作业人员高度配合和安全操作的一套系统[1]。其牵引式火箭发射架如图1所示。
1.2 56 mm自动火箭发射架结构 56 mm自动增雨防雹火箭发射系统是江西9394厂（江西钢丝厂）在BL系列的基础上研发的产品，火箭架主要有4管和8管，分车载式、地面固定式和牵引式，3种型号的操作差别不大[3]。与以往的BL系列的区别主要表现在方位机和高低机的自动化以及其辅助设备。该型发射架可以通过触摸显示屏对发射架的方位和仰角进行调整，也可以通过控制器对发射架的方位和仰角进行调整。56 mm自动火箭发射架如图2所示。
从结构上看，这2种火箭发射系统同为牵引式的火箭发射架，在基本结构上都由牵引机构、定向器、升降机构、回转机构以及其他辅助机构组成。区别在于56 mm自动发射架的升降机构和回转机构由其自身电池组直流供电，控制器控制，可以设定仰角、方向角数值，自动完成动作，也可以采用手动模式，人工完成动作。而BL系列则完全依靠人工手动调整仰角和方位角。
自动发射架的升降机构的调整误差小于0.2°，回转机构的调整误差小于1°[1]。实现电动调整，减少人力劳动。BL系列火箭发射架无方向罗盘，仰角调整依靠重力原理的机械角度盘指示，该角度盘容易因为锈蚀而不灵敏，故易造成方向角和仰角调整不到位的情况，且操作过程为手动模式，要求作业人员有长期熟练的操作配合，才能降低人为错误的发生。
就2台发射架的结构分析，在人员配备不足、需要精准配合雷达观测调整方位角和仰角作业以及空域时间不充裕的时候，56 mm自动火箭发射架可以通过自动操作来节省空域时间，作业效率远远高于BL系列火箭发射架。
2 控制器结构
2.1 BL系列火箭发射控制器
BL火箭发射系统配备YD-1、YD-2、YD-3型发射控制器。YD-3相对YD-1和YD-2增加了车载电源接口，在电路原理上，它们之间没有区别。在此以YD-1为例，分析BL系列火箭发射控制器。YD-1控制器结构如图3所示。
YD-1发射控制器采用直流供电，内置2个6 V碱式免维护干电池和1节9 V叠层电池。火箭弹电阻检测通道和发射通道各4个，在（23±5）℃的環境温度下，电阻检测准确度在±0.9 Ω；工作环境温度为-20～50 ℃ ，贮存环境为温度0～40 ℃、相对湿度45%～75%[4]。YD1控制器主要采用机械按钮、电压指示和数字电子显示屏。结构简单，操作简便。 2.2 56 mm自动火箭发射控制器
56 mm自动火箭发射控制器采用液晶显示装置，数字化显示，可以自动调整显示、发射架方位角、仰角，显示经纬度、日期、时间；操作手自主选择手动、自动模式；检测线电阻和弹电阻，控制发射（图4）。连接电脑，及时、准确地记录作业信息。总体操作简便，节省人力劳动。
从操作上分析，控制面板上，自动比手动控制器更直观，信息量更大；可以自动、准确地确定经纬度、调整仰角和方位角；从检测上分析，两者均需逐通道检测；从作业信息上报分析，手动需人工记录、填报，自动控制器仅需连接计算机则可详实上报作业信息[5]。自动作业系统还可以通过无线传输，直接与市级人工影响天气作业指挥系统相连接，上级指挥单位可以实时监控作业点火箭作业情况[6-8]。总体来看，自动控制器上报作业信息更详实，可以一键恢复设定好的方位角和仰角，控制发射架更精准，节省空域时间，操作更直观。
3 安全操作规范
根据《增雨防雹火箭发射系统安全操作规程》、BL系列火箭发射系统和56 mm自动火箭发射系统使用说明书以及《人工影响天气安全管理》的规定，两者在作业前安全防范、准备、作业人员配备、职责、站位、穿脱炮衣、释放静电、装弹、退弹操作等安全操作规范中，区别不大，在时间控制上也相差无几[9]。因此，从安全操作规范上区别BL和56 mm火箭发射系统的效率，要着重分析方位角、仰角调整、电阻检测、火箭弹发射、重复发射等方面的差别。
3.1 方位角、仰角调整
从前述发射架结构和控制器结构的分析可以看出，BL系列在方位角、仰角的调整中，无论是速度、精准度、方便程度上均不及自动发射系统。尤其是在作业空域不足、需精准配合雷达指挥上，自动发射系统的优越性更为明显。
2005年冬季在博爱县进行的一次火箭人工增雨作业中，由于BL型火箭发射架仰角刻度盘锈蚀，角度指示有误（图5），发射仰角设定低于60°安全发射角度，火箭弹在飞行过程中发生掉弹事故，造成3.5 km之外一间空置民房受损。从该案例中可以清晰看出，仰角调整的精准程度直接关系到作业安全。
3.2 电阻检测
火箭操作标准中，安全的电阻检测是使用发射控制器进行电阻火箭弹的电阻检测。2款控制器的主要区别在于手动系统使用的是机械按钮，自动系统使用的是触摸按钮。在火箭发射架可靠、火箭弹安全可靠、线路、点火脚线、点火线夹连接可靠的情况下，影响电阻检测准确性的关键则为按键的灵敏性。YD-1型发射控制器，以及包括后期开发的YD-2型发射控制器，在实际使用过程中，会出现按键老化、接触不良现象，从而导致电阻检测数值偏大，影响作业人员的准确判断，造成空域浪费，贻误作业时机[10]。而自动发射系统由于是液晶触摸按键，不存在按键老化，不存在因按键接触不灵敏出现电阻测试误差问题，工作状态中，电阻检测更为准确和快速，确保火箭的安全、快速发射。
3.3 火箭发射
YD-1采用指针加刻度盘指示电压，自动控制器采用数字指示电压。前者在发射火箭弹时，因为指示异常造成低电压发射，从而导致不能点火，甚至发生炸架、掉弹等严重事故。自动发控器由于采用数字指示，自动判断发射参数是否符合发射条件，则不会出现BL系列火箭发射系统出现的故障现象。
3.4 重复发射
重复发射是指在空域足够的情况下重复装弹、检测、发射等一系列步骤。实际操作中，由于发射导轨与发射架托架（拖车）之间夹角问题，安装火箭弹时必须降低发射仰角，装弹后恢复发射仰角。此时自动发射系统的方位角、仰角记忆功能的优势凸显；装弹完毕后，一键即可完成火箭发射架的发射状态恢复。而手动发射系统则需要作业人员人工设定方位角和仰角，浪费时间，并且角度精准度不够，影响作业效果。
4 作业效率
为了对比手动和自动火箭发射系统作业效率，分别记录2种发射系统在相同作业量情况下的作业时间。从2012—2016年河南焦作市博爱县大堂林场作业点火箭增雨作业用时情况（表1）可以看出，采用4管火箭发射架，连续进行3轮作业（可以视为2轮作业，因为第1轮均是在空域批复之前即准备完毕），2012—2014年最短用时8 min，最长用时10 min。2015—2016年使用56 mm 4管自动火箭发射架作业，同样连续3轮作业，最长用时8 min，最短用时仅有2 min。从作业用时来看，自动火箭发射架的作业效率更高。
5 结论
（1）从火箭发射架结构上分析，自动火箭发射系统的可操作性和作业人员配备上优于手动火箭发射系统。
（2）从控制器结构和使用上分析，自动火箭发射架控制系统的灵敏性、直观性、便捷性和安全性均优于手动火箭发射系统。
（3）从操作安全规范上分析，自动火箭发射系统安全性、电阻检测、火箭发射和重复发射均优于手动火箭发射系统。
（4）从作业效率上分析，自动火箭发射系统发射相同的火箭弹时，用时更少，空域利用率更高。尤其是在保障重大活动的消雨作业中，需发射过量火箭弹时，优势更加明显。
（5）自动火箭作业系统作业信息上报更准确、更及时，自动化、信息化程度更高。自动火箭发射系统在人工影响天气工作中能够发挥更大的作用，更适宜未来人工影响天气的发展方向。
参考文献
[1] 马官起.增雨防雹火箭作业系统实用教材[M].北京：气象出版社，2008.
[2] 国营9394厂.BL系列防雹增雨火箭系統安全操作知识[M].[出版地不详]：[出版者不详]，2004.
[3] 李云川，张文宗，王建峰，等.数字化雷达人工影响天气作业指挥系统[J].气象科技，2005，33（3）：264-267.
[4] 马官起.人工影响天气安全管理[M].西安：西北工业大学出版社，2016.
[5] 卢培玉，孙建东，盛日锋，等.BL-1A增雨防雹火箭系统安全使用探讨[J].山东气象，2010，30（1）：33-34.
[6] 王以琳，李德生，李昌义，等.远程控制人工影响天气火箭自动化作业系统[J].气象，2008，34（1）：107-113.
[7] 毛以伟，成章纲，付晓辉，等.宜昌市人工影响天气管理指挥系统的研制及应用[J].成都气象学院学报，2000，15（4）：332-337.
[8] 宋建予.市级人影作业地理沙盘辅助指挥调度系统设计与应用[J].气象与环境科学，2013，36（3）：75-79.
[9] 张芳钧，刘国强，张萍，等.人工影响天气作业指挥系统调度及安全监控系统[C]//第十五届全国云降水与人工影响天气科学会议论文集Ⅱ.北京：气象出版社，2008：1077-1080.
[10] 张怡.新一代3D GIS跨区域人影作业系统的应用个例分析[J].气象与环境科学，2013，36（1）：79-83.
关键词 人工增雨防雹；火箭发射系统；自动；手动；安全操作；作业效率
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
人工增雨防雹火箭发射系统，作为地面人工影响天气的主要装备，因其机动性强、安全性高、人员配备少而广受基层作业点作业人员喜爱。随着新型自动化人工增雨防雹火箭发射系统的部署，在很多基层作业点，出现自动和手动火箭发射系统同时存在的现象。习惯了手动发射系统的作业人员，如何学习、掌握、适应、熟练自动发射系统的操作，两者之间有何不同、有何优劣，如何能在有限的空域时间内，发射适量的火箭弹，以达到作业效果最大化；尤其是对于防雹作业，需要短时间内发射过量火箭弹。针对以上问题，笔者通过对比BL系列和56 mm自动火箭发射系统的结构、人员配备、安全操作规范、注意事项、保养维护和作业效率，阐明2种火箭发射系统在实际工作中的优劣效果。
1 火箭发射架结构
1.1 BL系列火箭发射架结构 BL系列增雨防雹火箭发射系统是江西国营9394厂（江西钢丝厂）生产的比较有代表性的产品，分车载式、地面固定式和牵引式，火箭架主要有2管、3管、4管和多管，在操作过程中是最强调作业人员高度配合和安全操作的一套系统[1]。其牵引式火箭发射架如图1所示。
1.2 56 mm自动火箭发射架结构 56 mm自动增雨防雹火箭发射系统是江西9394厂（江西钢丝厂）在BL系列的基础上研发的产品，火箭架主要有4管和8管，分车载式、地面固定式和牵引式，3种型号的操作差别不大[3]。与以往的BL系列的区别主要表现在方位机和高低机的自动化以及其辅助设备。该型发射架可以通过触摸显示屏对发射架的方位和仰角进行调整，也可以通过控制器对发射架的方位和仰角进行调整。56 mm自动火箭发射架如图2所示。
从结构上看，这2种火箭发射系统同为牵引式的火箭发射架，在基本结构上都由牵引机构、定向器、升降机构、回转机构以及其他辅助机构组成。区别在于56 mm自动发射架的升降机构和回转机构由其自身电池组直流供电，控制器控制，可以设定仰角、方向角数值，自动完成动作，也可以采用手动模式，人工完成动作。而BL系列则完全依靠人工手动调整仰角和方位角。
自动发射架的升降机构的调整误差小于0.2°，回转机构的调整误差小于1°[1]。实现电动调整，减少人力劳动。BL系列火箭发射架无方向罗盘，仰角调整依靠重力原理的机械角度盘指示，该角度盘容易因为锈蚀而不灵敏，故易造成方向角和仰角调整不到位的情况，且操作过程为手动模式，要求作业人员有长期熟练的操作配合，才能降低人为错误的发生。
就2台发射架的结构分析，在人员配备不足、需要精准配合雷达观测调整方位角和仰角作业以及空域时间不充裕的时候，56 mm自动火箭发射架可以通过自动操作来节省空域时间，作业效率远远高于BL系列火箭发射架。
2 控制器结构
2.1 BL系列火箭发射控制器
BL火箭发射系统配备YD-1、YD-2、YD-3型发射控制器。YD-3相对YD-1和YD-2增加了车载电源接口，在电路原理上，它们之间没有区别。在此以YD-1为例，分析BL系列火箭发射控制器。YD-1控制器结构如图3所示。
YD-1发射控制器采用直流供电，内置2个6 V碱式免维护干电池和1节9 V叠层电池。火箭弹电阻检测通道和发射通道各4个，在（23±5）℃的環境温度下，电阻检测准确度在±0.9 Ω；工作环境温度为-20～50 ℃ ，贮存环境为温度0～40 ℃、相对湿度45%～75%[4]。YD1控制器主要采用机械按钮、电压指示和数字电子显示屏。结构简单，操作简便。 2.2 56 mm自动火箭发射控制器
56 mm自动火箭发射控制器采用液晶显示装置，数字化显示，可以自动调整显示、发射架方位角、仰角，显示经纬度、日期、时间；操作手自主选择手动、自动模式；检测线电阻和弹电阻，控制发射（图4）。连接电脑，及时、准确地记录作业信息。总体操作简便，节省人力劳动。
从操作上分析，控制面板上，自动比手动控制器更直观，信息量更大；可以自动、准确地确定经纬度、调整仰角和方位角；从检测上分析，两者均需逐通道检测；从作业信息上报分析，手动需人工记录、填报，自动控制器仅需连接计算机则可详实上报作业信息[5]。自动作业系统还可以通过无线传输，直接与市级人工影响天气作业指挥系统相连接，上级指挥单位可以实时监控作业点火箭作业情况[6-8]。总体来看，自动控制器上报作业信息更详实，可以一键恢复设定好的方位角和仰角，控制发射架更精准，节省空域时间，操作更直观。
3 安全操作规范
根据《增雨防雹火箭发射系统安全操作规程》、BL系列火箭发射系统和56 mm自动火箭发射系统使用说明书以及《人工影响天气安全管理》的规定，两者在作业前安全防范、准备、作业人员配备、职责、站位、穿脱炮衣、释放静电、装弹、退弹操作等安全操作规范中，区别不大，在时间控制上也相差无几[9]。因此，从安全操作规范上区别BL和56 mm火箭发射系统的效率，要着重分析方位角、仰角调整、电阻检测、火箭弹发射、重复发射等方面的差别。
3.1 方位角、仰角调整
从前述发射架结构和控制器结构的分析可以看出，BL系列在方位角、仰角的调整中，无论是速度、精准度、方便程度上均不及自动发射系统。尤其是在作业空域不足、需精准配合雷达指挥上，自动发射系统的优越性更为明显。
2005年冬季在博爱县进行的一次火箭人工增雨作业中，由于BL型火箭发射架仰角刻度盘锈蚀，角度指示有误（图5），发射仰角设定低于60°安全发射角度，火箭弹在飞行过程中发生掉弹事故，造成3.5 km之外一间空置民房受损。从该案例中可以清晰看出，仰角调整的精准程度直接关系到作业安全。
3.2 电阻检测
火箭操作标准中，安全的电阻检测是使用发射控制器进行电阻火箭弹的电阻检测。2款控制器的主要区别在于手动系统使用的是机械按钮，自动系统使用的是触摸按钮。在火箭发射架可靠、火箭弹安全可靠、线路、点火脚线、点火线夹连接可靠的情况下，影响电阻检测准确性的关键则为按键的灵敏性。YD-1型发射控制器，以及包括后期开发的YD-2型发射控制器，在实际使用过程中，会出现按键老化、接触不良现象，从而导致电阻检测数值偏大，影响作业人员的准确判断，造成空域浪费，贻误作业时机[10]。而自动发射系统由于是液晶触摸按键，不存在按键老化，不存在因按键接触不灵敏出现电阻测试误差问题，工作状态中，电阻检测更为准确和快速，确保火箭的安全、快速发射。
3.3 火箭发射
YD-1采用指针加刻度盘指示电压，自动控制器采用数字指示电压。前者在发射火箭弹时，因为指示异常造成低电压发射，从而导致不能点火，甚至发生炸架、掉弹等严重事故。自动发控器由于采用数字指示，自动判断发射参数是否符合发射条件，则不会出现BL系列火箭发射系统出现的故障现象。
3.4 重复发射
重复发射是指在空域足够的情况下重复装弹、检测、发射等一系列步骤。实际操作中，由于发射导轨与发射架托架（拖车）之间夹角问题，安装火箭弹时必须降低发射仰角，装弹后恢复发射仰角。此时自动发射系统的方位角、仰角记忆功能的优势凸显；装弹完毕后，一键即可完成火箭发射架的发射状态恢复。而手动发射系统则需要作业人员人工设定方位角和仰角，浪费时间，并且角度精准度不够，影响作业效果。
4 作业效率
为了对比手动和自动火箭发射系统作业效率，分别记录2种发射系统在相同作业量情况下的作业时间。从2012—2016年河南焦作市博爱县大堂林场作业点火箭增雨作业用时情况（表1）可以看出，采用4管火箭发射架，连续进行3轮作业（可以视为2轮作业，因为第1轮均是在空域批复之前即准备完毕），2012—2014年最短用时8 min，最长用时10 min。2015—2016年使用56 mm 4管自动火箭发射架作业，同样连续3轮作业，最长用时8 min，最短用时仅有2 min。从作业用时来看，自动火箭发射架的作业效率更高。
5 结论
（1）从火箭发射架结构上分析，自动火箭发射系统的可操作性和作业人员配备上优于手动火箭发射系统。
（2）从控制器结构和使用上分析，自动火箭发射架控制系统的灵敏性、直观性、便捷性和安全性均优于手动火箭发射系统。
（3）从操作安全规范上分析，自动火箭发射系统安全性、电阻检测、火箭发射和重复发射均优于手动火箭发射系统。
（4）从作业效率上分析，自动火箭发射系统发射相同的火箭弹时，用时更少，空域利用率更高。尤其是在保障重大活动的消雨作业中，需发射过量火箭弹时，优势更加明显。
（5）自动火箭作业系统作业信息上报更准确、更及时，自动化、信息化程度更高。自动火箭发射系统在人工影响天气工作中能够发挥更大的作用，更适宜未来人工影响天气的发展方向。
参考文献
[1] 马官起.增雨防雹火箭作业系统实用教材[M].北京：气象出版社，2008.
[2] 国营9394厂.BL系列防雹增雨火箭系統安全操作知识[M].[出版地不详]：[出版者不详]，2004.
[3] 李云川，张文宗，王建峰，等.数字化雷达人工影响天气作业指挥系统[J].气象科技，2005，33（3）：264-267.
[4] 马官起.人工影响天气安全管理[M].西安：西北工业大学出版社，2016.
[5] 卢培玉，孙建东，盛日锋，等.BL-1A增雨防雹火箭系统安全使用探讨[J].山东气象，2010，30（1）：33-34.
[6] 王以琳，李德生，李昌义，等.远程控制人工影响天气火箭自动化作业系统[J].气象，2008，34（1）：107-113.
[7] 毛以伟，成章纲，付晓辉，等.宜昌市人工影响天气管理指挥系统的研制及应用[J].成都气象学院学报，2000，15（4）：332-337.
[8] 宋建予.市级人影作业地理沙盘辅助指挥调度系统设计与应用[J].气象与环境科学，2013，36（3）：75-79.
[9] 张芳钧，刘国强，张萍，等.人工影响天气作业指挥系统调度及安全监控系统[C]//第十五届全国云降水与人工影响天气科学会议论文集Ⅱ.北京：气象出版社，2008：1077-1080.
[10] 张怡.新一代3D GIS跨区域人影作业系统的应用个例分析[J].气象与环境科学，2013，36（1）：79-83.