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揭秘!人工影响天气飞机机载任务系统

来源:中国气象局人工影响天气中心 发布时间:2024-04-18

在人工影响天气的各种催化手段中,利用飞机在云中进行直接播撒是最佳方案。飞机作业机动性强、作业面积大、催化剂携带种类多、播撒均匀、影响面积广,可以直接将催化剂播入云中适当的部位,具有无可比拟的优势。

 

在人影飞机——人工增雨的空中作业“神器”中,已经给大家介绍了人工影响天气作业飞机。这次就以新舟60国家人工影响天气飞机为例,带大家深入了解它们的“手”、“眼”、“耳”、“脑”,也就是作业飞机搭载的催化作业、大气探测、空地通信、任务集成四大子系统。

 

图1.新舟60国家人工影响天气飞机机载任务系统

 

Part1. “云中手”-催化作业子系统

 

图2.新舟60国家人工影响天气飞机催化作业子系统

 

催化作业子系统由催化剂播撒装置、催化播撒控制器以及辅助软件组成。具备多种混合云系催化能力,可适用冷云、暖云不同作业对象和云体不同部位播撒需要,实现安全作业、科学作业、精准作业。其中,新舟60国家人工影响天气飞机搭载了自主研发的机载焰条、焰弹、液氮、吸湿性粉剂等4种催化装置。与原有增雨飞机相比,开创性的研发了液氮致冷剂催化播撒装置和吸湿性粉剂播撒设备,使新舟60国家人工影响天气飞机具备根据不同任务性质,在冷暖云系的底部、中部和顶部进行催化播撒的能力。通过新研的作业自动控制系统,可以实时监控各播撒设备的工作状态、催化剂装填与使用状态,实现对目标云的定时、定点和定量播撒作业。

 

Part2. “显微眼”-大气探测子系统

 

 

图3.大气探测子系统

 

大气探测子系统包括大气环境探测设备(AIMMS-30、D/XAS等)、气溶胶粒子探测设备(PCASP)、云凝结核探测设备(CCN-100)、云和降水粒子探测设备(CCP、FCDP、3V-CPI、HVPS、Hawkeye等)、气象数据接入设备、数据处理机等,通过自研,全链条自动化实现了气溶胶、云和降水粒子特征、云液水含量、温压湿风环境气象要素等探测数据的采集、处理、显示和存储,解决了以往人工影响天气飞机由于机载探测设备控制与数据采集平台不统一所导致的探测设备操作繁琐、探测数据使用效率低等问题,打破了国外企业在该领域的长期垄断,实现了关键技术的自主可控。

 

Part3. “顺风耳”-空地通信子系统

 

 

图4.空地通信子系统

 

空地通信子系统由机载通信综合控制设备、机载海事卫星通信系统、机载北斗卫星通信系统和综合机内通话系统等组成,创新性采用海事/北斗双星通道,具有通信保障稳定性高、传输多样性好、故障预警性强、应急切换迅捷和全国范围内全天候作业支持的突出特点。在作业任务中,实现了空地通信网络两节点之间探测资料、图像和语音信息的实时互传共享,确保每架飞机、地面指挥中心同步实时显示机载探测数据、动态提醒作业潜力和飞行安全预警,支持空地作业人员利用视频、短信息、语音、文件交换等多种交互方式开展联合研判、协同作业,直接解决人影原有指挥模式的“飞机、地面指挥中心难以方便快捷实时沟通”的技术痛点,形成“多架多地跨区域”联合指挥模式,大大提高飞机指挥作业的时效性和科学性,也为飞行及安全作业提供了重要保障。

 

Part4. “脑核心”-任务集成子系统

 

图5.任务集成子系统

 

任务集成子系统由显控计算机、集成通信控制器、局域网总线、综合集成控制软件等组成,国内首次实现对催化作业子系统、大气探测子系统、空地通信子系统所有软硬件的集成控制、各类数据的集成显示与存储、供电综合管理、数据融合、多媒体信息集成显示与通信、面向业务化决策产品制作等功能。任务集成系统所有软硬件均为自研,实现了自主可控,打破了国外壁垒的同时,大大提升了作业效率。

 

与原有机载任务系统相比,国家人工影响天气飞机机载任务系统首次具备了各个机载设备与数据的集成控制与显示、空地一体的指挥调度、面向实时业务的功能设置等能力,大大提升了人工影响天气作业的安全性、科学性与精准性,为保障粮食安全、支持防灾减灾救灾、助力生态文明建设等方面提供了重大的装备保障。

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