柔翼无人机用于人工增雨的探索研究

2016-08-22薛富利

地球 2016年4期

关键词：固定翼播撒火箭弹

■薛富利

（襄阳宏伟航空器有限责任公司湖北襄阳441022）

柔翼无人机用于人工增雨的探索研究

■薛富利

（襄阳宏伟航空器有限责任公司湖北襄阳441022）

淡水资源的短缺已成为世界性的危机，随着中国经济规模扩大和环境的恶化，原来降水充沛的地区也面临淡水短缺的威胁。本文分析了现有人工增雨作业方式的现状，阐述了柔翼无人机有效载荷大、飞行速度低、安全可靠，操作简单、成本低廉等特点并进行了其用于人工增雨的可行性分析，用于人工增雨优势明显。

柔翼无人机人工增雨人工影响天气

1　引言

淡水资源的短缺已成为世界性的危机，随着中国经济规模扩大和环境的恶化，原来降水充沛的地区也面临淡水短缺的威胁。人工增雨作业是解决淡水短缺的有效途径。随着人工增雨技术的发展，人工增雨系统中的发射平台也处于不断更新换代当中。从最初的炮弹发射，到后来的火箭弹发射和飞机播撒，发射技术不断进步，发射高度，控制精度也得到提高高，但总体来说，各种发射方式都存在一定的缺点，显示出发射手段贫乏，成本颇高，对地面人员造成一定的风险。用柔性翼无人机作为空中平台搭载发射架飞至预定高度和位置进行人工增雨是一个好思路。

2　常用人工增雨作业方式的现状分析

2.1火箭弹

我国主要采用火箭防雹降雨系统，进行增雨作业，但仍存在以下几方面问题：

2.1.1准确性差

火箭弹在使用过程中准确度差，为击中同一目标要以增加火箭弹数量来解决完成任务，作业成本成倍增加。

2.1.2播撒高度不可调

火箭弹播撒时序由火工延期装置控制，致使火箭弹使用时不能按实际云层高度范围进行相应调整，从而影响实际使用效果。

2.1.3残骸伞降回收弊端较多

火箭弹一般采用火箭头锥与箭体“轴向开伞”的开伞技术，其结构设计复杂、易追尾缠绕残骸回收时，回收伞开伞的事故率高，对地面人员和建筑造成二次伤害，甚至已发生了气象火箭弹残骸飘出国界引起国际纠纷的案例。

目前我国每年用于增雨的火箭弹约10万发左右，并有逐年加量的趋势，在如此大的使用基数下，对操作人员以及残骸落点区的人员和建筑造成的伤害事故将大大增加。

2.2飞机或无人机播撒

利用有人固定翼飞机和无人机固定翼飞机进行播撒作业，是未来重要的发展方向，但这两种方式也存在以下局限性：

2.2.1有人固定翼飞机

飞机、机场等初期投入费用高，而且后期维持投入大，单次使用成本高，与无人机相比，其对操作人员的风险性更大，或者会因为避免风险而不进行作业，从而贻误作业时机；

2.2.2无人固定翼飞机

利用无人固定翼飞机进行播撒是目前一种新兴的作业手段，但无人机载重量小，单次携带的催化剂少，同等载荷下，投入费用高，且该类无人机更容易受天气影响，当出现飞行事故时，对地面居民和房屋的安全隐患较大。

3　柔翼无人机的特点介绍及其安全性分析

柔翼无人机是无人机家族新成员。它是一种带动力的精确导航翼伞系统，由动力装置与柔性翼相结合，借助螺旋桨发动机的推力和柔性翼的升力升空，可自主飞行，或在目标区安置超高频无线电信标，通过获取无线电信号实施自主寻迹飞行，可随时切换为手动控制模式，通过电子伺服系统操纵降落伞绳来控制其飞行方向，实现精确着陆。采用柔翼无人机作为飞行平台，按照预定航线飞行至任务目标点，到达预定地点后根据地面控制人员的指令，实施智能播撒作业。放飞后只要在地面进行监控，必要时进行人工操纵干预，整个播撒过程简单可行，安全可控。

目前，其最大有效载荷150kg；最大续航时间3h；最大飞行航程100km；最大飞行速度50km/h；最大飞行高度5000m；具有快速装载、拆卸功能；自主导航控制系统，可根据任务规划系统执行任务并自动返回；地面手控功能，并与自动控制可随意切换；用轮式车辆或拖车放飞；人员配备：“1+3”模式，专业1人，辅助3人。