[发明专利]人工增雨飞机焰弹作业系统

说明书

技术领域

本发明属于人工影响天气作业装备领域，涉及一种人工增雨新型作业装备的研发。

背景技术

随着全球气候变暖，气象灾害及其衍生次生灾害明显增多，深度触及粮食安全、水资源保护、生态平衡和公共环境维持等诸多方面，防灾减灾需求不断上升。特别是近年来我国旱情的不断扩大，抗旱增雨任务日益紧迫。利用飞机进行播散催化剂的方式，可有效缓解旱情，提高土壤含水量，降低森林防火等级，缓解灾区旱情，改善灾区民生具有重要意义。

当前飞机作业系统设备落后，运行性能不稳定，在一定程度上影响了增雨效能的发挥，为更好地人工增雨作业，急需加快人工增雨飞机焰弹作业系统设计，完成装备定型，并及时投入试验应用，为保护国内经济生产提供精良装备保障。

我国人工增雨机载作业装备按工作原理分类主要有成冰剂(人工冰核)作业装置，包括机载AgI末端燃烧器、机载AgI焰弹发射器、机载AgI发生器、液态CO2播撒器等；致冷剂作业装置，包括液氮发生器、干冰播撒器等；吸湿性巨核作业装置，包括盐粉播撒器、水泥播撒器等。主要采用成冰剂作业装置，包括发射架、点火器、焰条。发射架主要由导流部分、电路板、支管和电路组件等组成；点火器主要由控制器、电缆线和外电源组成；焰条主要由壳体、催化剂药柱和喷管电路等组成。

本发明由焰弹、发射器、执行控制器、手动面板控制器、总线控制器、综合面板等部件组成。发射器挂载机体外部是人工增雨焰弹的载体；执行控制器安装在机体内部通过电缆与播撒器交联负责人工增雨焰弹点火控制与状态监测，通过总线与手动面板控制器通讯；手动面板控制器通过LCD提供人机交互界面，通过总线与执行控制器通讯。伺服系统挂载焰弹发射器，接收来自伺服控制器控制指令，通过电动缸连杆组件，推动发射器完成反方向转动。

发明内容

本发明的目的是研制一套新型人工增雨飞机携行装备，在保证人工增雨效果的前提下，更好的适应于飞机作业任务，在原有人工增雨飞机增雨焰弹设备的基础上，重新设计并实现了适于飞机装备的新型发射器、焰弹手动面板控制器、焰弹执行控制器、伺服系统以及焰弹点火控制软件。

为实现上述目的，本发明提供的设计方案包括以下几个方面：

1.发射器设计方案

发射器可装载飞机焰弹400发。发射器采用半圆形结构，焰弹仓布局由原来的矩形改为蜂窝形，焰弹间距为45mm，上部触头固定板与下部焰弹仓铝板间距为9mm，焰弹仓铝板与触头固定板的转动角度大于78°，保证焰弹从焰弹仓上面顺利装入、取出。

2.焰弹执行控制器设计方案

焰弹手动面板控制器采用嵌入式控制系统，由CPU模块、28V电源模块、AD转换模块、继电器驱动模块、点火电路、检测模块、RS485通讯模块组成。通过对执行控制器的一体化设计，满足飞机改装的电磁兼容性、加固可靠性等需要。

3.伺服系统设计方案

伺服系统由发射器挂架、伺服电动缸、伺服执行机构、伺服控制器等组成。伺服系统的功能是挂载焰弹发射器，且当伺服电动缸接收来自伺服控制器的控制指令之后，通过电动缸后端连杆组件，推动两个发射器同时完成0°～60°范围的反方向转动。

4.焰弹手动面板控制器设计方案。

手动面板控制器采用前面板安装，嵌入式控制系统，主芯片采用ATMEGA128单片机，此芯片运算速度快，功耗低，性能稳定，其余芯片均为军品级。控制器设计MTBF值不小于2000小时，电磁兼容及环境、耐冲击、震动、过载等指标均符合国军标要求。控制器采用28V供电，可完成400路子焰弹的点火要求，可进行手动自动点火的控制，以及通道的设置。

5.焰弹点火控制软件

焰弹点火控制软件采用VB.NET语言开发，可运行于Windows XP，Windows7等Windows平台，运行环境为Microsoft.NET Framework，1920×1080像素分辨率。

该软件具备焰弹检测、手动/自动切换、软件设置、系统复位、焰弹发射功能等功能。其中焰弹检测实现某一特定组或所有组的焰弹检测功能；手动/自动切换实现默认手动发射，点击一次按钮，变成自动发射，再次点击按钮，变成手动发射功能；软件设置完成自动发射设置；系统复位完成复位回馈信息返回时，读取数据，在提示信息栏中完成信息提示功能；焰弹发射完成按照设置的发射焰弹枚数、间隔时长、方位角度顺次自动发射焰弹功能。

附图说明

图1为本发明机发射器结构示意图；

图2为本发明第II重量级悬挂物间距与吊耳图；

图3为本发明执行控制器设计图；