CN117824426A - 一种用于增雨防雹作业的乙炔爆炸发射系统 - Google Patents

一种用于增雨防雹作业的乙炔爆炸发射系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于增雨防雹作业的乙炔爆炸发射系统；包括牵引车、柴油发电机、六缸空气压缩机、空气转储罐、乙炔气转储罐、高压引燃区、爆轰室、发射导流筒、控制柜、远程遥控器、催化剂配流器和乙炔气罐；经控制的多种混合气体在爆轰室内达到饱和状态后系统触发点燃指令，爆燃的气体使爆轰室内气压爆升产生剧烈的冲击波，由导流管发射喷至作业云区，达到增雨和防雹的效果；本发明作业效果显著，运行成本低，工作中安全可靠无爆炸物或残骸产生，整体作业环保实用且操作简单便于推广。

Description

一种用于增雨防雹作业的乙炔爆炸发射系统
技术领域
本发明涉及人工影响天气技术领域，具体地说是一种用于增雨防雹作业的乙炔爆炸发射系统。
背景技术
随着人类社会活动的加剧导致全球气候不断恶化，例如水资源短缺、冰雹灾害以及水资源分布不均衡等现象。所以需要人工手段影响天气，其中增雨防雹火箭、37高炮、飞机焰条、地面焰条的应用起到了重要的作用；但是由于这些作业装备存在作业时需要申请空域，属于火工品， 有着无法克服的安全问题，且在技术应用上仍然有许多不足，例如作业效率较低，其主要表现在催化剂性能——成核率；安全性低，安全事故事故频发；经济性差等问题。因此市场对一款具有低成本、高可靠、自动化、一体化、免空域申请的地面增雨防雹作业装备的需求十分迫切。
发明内容
本发明的目的在于提出一种用于增雨防雹作业的乙炔爆炸发射系统，将乙炔炮应用到人工影响天气作业当中，以解决现有技术手段的安全性低、成本高、实用性差需要预先申请空域等问题
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种用于增雨防雹作业的乙炔爆炸发射系统，包括牵引车1、柴油发电机2、空气压缩机3、空气转储罐4、乙炔气转储罐5、高压引燃区6、爆轰室7、发射导流筒8、控制柜9、远程控制器、催化剂配流器11和乙炔气罐12，所述空气压缩机3向所述空气转储罐4传输压缩空气，所述空气转储罐4经过31空气控制阀再连接到所述高压引燃区6，所述乙炔气转储罐5经过乙炔气控制阀再连接到所述高压引燃区66；所述乙炔气罐12经过乙炔气控制阀再连接到所述高压引燃区6；所述高压引燃区6通过金属软管连接到所述爆轰室7，所述爆轰室7顶部连接有所述发射导流筒8；所述爆轰室7安装在两侧的固定架71上，所述固定架71中部安装的全方位转盘72带动所述爆轰室7调整好角度，并将产生的高压气流由发射导流筒8向高空云层产生干扰从而达到增雨防雹的功能；所述催化剂配流器11位于所述爆轰室7侧面并通过金属软管通入所述发射导流筒8，且中间设有催化剂控制阀；所述乙炔气罐12和所述空气压缩机3产生的压缩空气按一定比例充入所述高压引燃区6内，再将所述乙炔气转储罐5内的乙炔气通入所述高压引燃区6，利用所述火花塞点燃所述高压引燃区6内的混合气体产生爆燃，随后燃烧的火焰进入所述爆轰室7内，爆燃的气体使所述爆轰室7内部气压升高产生冲击波，随后从所述发射导流筒8出口喷出发射至作业区域，每次作业再从所述催化剂配流器11处吸入0.5g催化剂；所述催化剂配流器11中的催化剂采用表面活性剂与黑色草木灰草在自然燃烧下所得草木灰与稀释之表面活性剂混合，烘干，过筛即可，添加百分之四十八的碘化银α类型和百分之二十二的碘化银β类型，1g碘化银可以形成几十万亿个微粒，这些微粒会随气流运动进入云中，在冷云中产生几万亿到上百亿个冰晶从而制造人工降雨，改善增雨防雹炮的作用效果。
与现有技术相比，本发明有益效果如下：
本发明运行所需乙炔气、催化剂和电市场供应充足且价格低廉，非火工品，在工作时无爆炸物或残骸产生，因此安全型较同类产品较高；燃料燃烧后仅产生少量的CO、H2O和CO2，没有其余固体废物，相对环保；作业无需申请空域、射向可调，操作简单、集成度高，用户仅需定期观察气体压力即可，具有较强的实用性；本发明采用模块化设计，任何模块出现故障都可通过更换模块快速解决。
附图说明
图1为本发明乙炔炮整体结构主视图；
图2为本发明乙炔炮整体结构俯视图；
图3为本发明乙炔炮局部结构示意图；
图4为本发明工作原理图；
图5为本发明中催化剂风速为100m/s时燃烧粒子的分档浓度图；
图6为本发明催化剂通雾实验雾滴数浓度随时间变化图；
图7为本发明催化剂与空白雾体积中值直径随时间变化图；
图8为本发明进行试验时乙炔气炮测试场地布局图；
图9为本发明乙炔炮爆轰时雷达的强度、速度、谱宽、功率反应程度示意图之一；
图10为本发明乙炔炮爆轰时雷达的强度、速度、谱宽、功率反应程度示意图之二；
图11为本发明乙炔炮爆轰时雷达的强度、速度、谱宽、功率反应程度示意图之三；
图12为本发明乙炔炮爆轰时雷达的强度、速度、谱宽、功率反应程度示意图之四；
图13为本发明工作罐和喷管内工作压力测试测点布置示意图；
图14为本发明近场超压和远场噪声测点布置示意图；
图15为本发明工作压力曲线；
图16为本发明近场超压曲线；
图17为本发明声压曲线；
图18为本发明冲击波声波流场仿真示意图；
图19为本发明同向团聚效应示意图；
图20为本发明共辐射压作用示意图；
图21为本发明声波尾流效应示意图；
图22为本发明声波凝并效果示意图；
图23为本发明测点布置图；
图24为本发明观测点10m、20m、30m处示意图；
图25为本发明观测点5m、40m、50m处示意图；
图26为本发明10m处乙炔气炮作业前、中、后的优势风向分布示意图；
图27为本发明 20m处乙炔气炮作业前、中、后的优势风向分布示意图；
图28为本发明30m处作业前、中、后的优势风向分布示意图；
图29为本发明乙炔气炮作业效果图；
图30为本发明降水量观测布局图；
图31为本发明作业期间天顶变化情况；
图中：1-牵引车；2-柴油发电机、3-空气压缩机；4-空气转储罐；5-乙炔气转储罐；6-高压引燃区；7-爆轰室；71-固定架；72-全方位转盘；8-发射导流筒；9-只能控制柜；11-催化剂配流器；12-乙炔气罐。
具体实施方式
为阐明技术问题、技术方案、实施过程及性能展示，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释。本发明，并不用于限定本发明。以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
实施例1
如图1和图2所示，一种用于增雨防雹作业的乙炔爆炸发射系统，包括牵引车1、柴油发电机2、空气压缩机3、空气转储罐4、乙炔气转储罐5、高压引燃区6、爆轰室7、发射导流筒8、控制柜9、远程遥控器、催化剂配流器11和乙炔气罐12，所述空气压缩机3向所述空气转储罐4传输压缩空气，所述空气转储罐4经过空气控制阀再连接到所述高压引燃区6，所述乙炔气转储罐5经过乙炔气转储罐控制阀再连接到所述高压引燃区6；所述乙炔气罐12经过乙炔气罐12控制阀再连接到所述高压引燃区6；所述高压引燃区6通过金属软管连接到所述爆轰室7，所述爆轰室7顶部连接有所述发射导流筒8；所述爆轰室7安装在两侧的固定架71上，所述固定架71中部安装的全方位转盘72带动所述爆轰室7调整好角度，并将产生的高压气流由发射导流筒8向高空云层产生干扰从而达到增雨防雹的功能；所述催化剂配流器11位于所述爆轰室7侧面并通过金属软管通入所述发射导流筒8，且中间设有催化剂控制阀；所述乙炔气罐12和所述空气压缩机3产生的压缩空气按一定比例充入所述高压引燃区6内，再将所述乙炔气转储罐5内的乙炔气通入所述高压引燃区6，利用所述火花塞点燃所述高压引燃区6内的混合气体产生爆燃，随后燃烧的火焰进入所述爆轰室7内，爆燃的气体使所述爆轰室7内部气压升高产生冲击波，随后从所述发射导流筒8出口喷出发射至作业区域，每次作业再从所述催化剂配流器11处吸入0.5g催化剂；所述催化剂配流器11中的催化剂采用表面活性剂与黑色草木灰，草在自然燃烧下所得草木灰与稀释之表面活性剂混合，烘干，过筛即可，添加百分之四十八的碘化银α类型和百分之二十二的碘化银β类型，1g碘化银可以形成几十万亿个微粒，这些微粒会随气流运动进入云中，在冷云中产生几万亿到上百亿个冰晶从而制造人工降雨，改善增雨防雹炮的作用效果。
本发明运行所需乙炔气、催化剂和电市场供应充足且价格低廉，非火工品，在工作时无爆炸物或残骸产生，因此安全型较同类产品较高；燃料燃烧后仅产生少量的CO、H2O和CO2，没有其余固体废物，相对环保；作业无需申请空域、射向可调，操作简单、集成度高，用户仅需定期观察气体压力即可，具有较强的实用性；本发明采用模块化设计，任何模块出现故障都可通过更换模块快速解决。
本发明采用的催化剂催化效率高，对本发明催化剂进行了粒子谱的检测，以及燃烧后通入云室，进行滴谱变化的相关检测。PMS测量系统中FSSP-ER的测量粒子尺度范围为0.5-8m。风速越大，粒子的分散越充分，因此峰值浓度随风速降低而增高，由100m/s时100个/cm-3,70m/s时400个/cm-3，到50m/s时的700个/cm-3。其他尺度的粒子浓度也有相应变化。在三个速度下，大于2m的粒子浓度均可达到101量级。
如图5给出的是100m/s风速下PCASP的结果情况。可以发现，在整个燃烧时间段内，0.4-0.8m范围内粒子浓度最大，平均达到6*105左右，大于0.8m的粒子平均浓度为2.5*105左右，小于0.2m 的粒子浓度在1*105左右，0.2-0.4m之间的粒子浓度最小，在103左右。
雾滴谱的检测表明，本催化剂通过吸湿作用使云滴增大的效用明显。如图2雾滴浓度随时间的变化，黑色实线为不燃烧任何焰剂，本底雾从停止通雾后，雾滴浓度随时间的变化，可以看出，雾滴经过500秒左右自然消散；红色实线为雾室充满雾后，停止通雾，同时将对比配方焰剂药柱燃烧后产生的烟通入雾室，雾室中雾滴浓度的变化。可以看出，对比配方焰剂使得雾滴浓度产生了一个跃升，同时延长了雾的维持时间，雾滴经过700秒逐渐消散。绿色实线为雾室充满雾后，停止通雾，同时将催化剂焰剂药柱燃烧后产生的烟通入雾室，雾室中雾滴浓度的变化。
图3与图2对应时间内，通本发明催化剂和原配方催化剂时，雾滴中值直径的分布，黑色实线为对比配方，绿色实线为本发明催化剂。可以看出，新配方催化剂通入后雾滴的平均中值直径略大于原配方，因此，产生的较大雾滴更容易沉降下落，从而消散，而小雾滴使得雾维持的时间延长。
对本发明的一种用于增雨防雹作业的乙炔爆炸发射系统，全部单项和综合测试，测试项目及试验情况见下表。
序号 试验项目 技术要求 试验结果 评判结果
1 冲击波强度及速度 强度≮5kpa速度≮1000m/s 强度：10--20kpa速度：1000--1200m/s 通过
2 声波强度 炮口120db 在炮口法向50米处135db 通过
3 射流 ≮200m/s 250--300m/s 通过
4 影响高度 炮口上方5km 炮口上方6km 通过
5 罐体散热 4个时间点进行测量，每次测5各点混合点火罐体温度小于100℃ 罐体温度在70℃附近 通过
6 无线传输距离 在500m、750m、1000m、1500m处进行测量不小于1000m 大于1000m 通过
7 管路监测 具备管路压力实时监测和乙炔气泄漏监测功能 具备管路压力实时监测和乙炔气泄漏监测功能 通过
8 可靠性 5次联试，每次1小时，爆轰率达到95%以上，且中途不更换气源及添加催化剂 爆轰率达到95%以上；中途不需要更换气源或添加催化剂 通过
对本发明乙炔炮产品进行以下试验，
1.连续波雷达测试：某年某月某公司在某县气候观象台对本发明乙炔气炮产生的冲击波、声波对大气产生的效应进行了测试，其中测试目的为验证乙炔气炮在人工影响天气方面的效果。根据乙炔气炮工作原理与C波段调频连续波雷达（C-MFCW雷达）工作原理，测试的内容包括：①乙炔气炮动力扰动的强度；②强度随距离的衰减。
测试天气为阴转多云，测试地点为在某县气候观象台，乙炔气炮测试场地布局如图8所示，图中2个炮字代表乙炔气炮测试时依次放置的2个位置，分别把乙炔气炮放置在距离C-MFCW雷达8m和38m位置处，每个位置乙炔气炮连续进行爆轰，记录点火期间的C-MFCW雷达数据，从C-MFCW雷达数据中考察乙炔气炮的动力扰动的强度和强度随距离的衰减，在不同时间段，进行多次点火试验，测试对天空云盖的影响。
测试结果包括：
①强度及其随距离的衰减测试
第一次试验，乙炔气炮距离连续波雷达8m，燃烧气体：乙炔气，调频连续波雷达观测到，在乙炔气炮爆轰时刻，雷达四种产品均有不同程度的反应，影响高度最高达8km,见图9—图12。可以看出炮响时，雷达捕捉到垂直速度有大幅变化，在炮响前和炮响后均没有此现象。
②天顶云盖影响测试
第一次试验：某年某月某日，11:15—11:19，点火20次，燃烧气体：乙炔气，期间天顶逐渐变亮，见太阳，后再闭合；
第二次试验：某年某月某日，13:45—13:53，点火55次，燃烧气体：乙炔气，期间天顶变亮，天顶周边云系增多变黑，形成黑圈。由于云较厚，未见太阳。14:10后天顶云闭合成黑云，与周边云一样。
第三次试验：某年某月某日，6:20—，点火59次，燃烧气体：乙炔气，期间天顶变亮，对比17日的中午第一、二次试验，可排除太阳角度的明亮影响。
测试结论为：从4种不同距离得出的试验结果可以看出，乙炔气炮造成的动力扰动效可以被C-MFCW探测到。同时在不同距离，调频连续波探测到信号高度范围为1-11km,最高信号高度是在8m时探测到，最低信号高度不同距离都能产生。乙炔气炮的产物是爆炸气体射流、冲击波、声波，这都是压力或气流信号，它们应该通过气流扰动、或介质密度来影响电磁波的传播被C-MFCW雷达检测到。扰动场的强度随距离的衰减也检测到了。而且与以往的爆炸冲击波的衰减趋势一致，“37”弹爆炸冲击波的衰减半径也是100m左右。
从天顶云盖影响测试可以看出，乙炔气炮点火时的炮轰效应可以影响云盖，在正对着炮轰击的方向，云系会被逐渐打散削弱，天顶逐渐变亮，通过三次不同时间的试验，可排除太阳角度的明亮影响。
在后续的产品应用中，云盖变亮现象在不同环境，不同地域得到了多次复现，普遍得倒用户认可。
2.乙炔气炮产品性能测试：某年某月某日，某公司委托某高校在某市对乙炔气炮内工作过程、作用时近场压力和远场的声压进行进行测量，并对乙炔气炮的作用过程和作用时周边的流场进行理论分析和试验研究。
测试方案：试验共布置9个测点，分别为工作罐和喷管内工作压力测试测点3个、近场超压3个和远场噪声测点3个。实际试验时，临时在混合点火管上增加了一根测压点，实际共布置了10个测点，分别为工作罐和喷管内工作压力测试测点4个、近场超压3个和远场噪声测点3个，具体见图13和图14。图13为工作罐和喷管内工作压力测试测点布置示意图，图14为近场超压和远场噪声测点布置示意图，其中8、9和10号为远场噪声测点，试验时根据现场情况确定D1=50m、D2=70m和D3=90m；1～７号测点为近场超压测点，实际测试时安装3个超压传感器，4月18日分别为3#、5#和7#测点，4月19日分别为1#、3#和5#测点。
测试结果：试验对液化气为燃料、工作间隔为5S、6S、7S和10S的3连发和4连发的工作参数进行了系统测量，测量时发现，乙炔气炮混合点火管、爆轰罐和喷管内的工作压力基本相同，都在0.2～0.6MPa左右，近场超压基本在10kPa～20kPa左右，50～90m处的声压基本在0.1～0.2kPa左右。关于各个测点的详细数据下列各表，典型的工作曲线见图15至图17。根据测得的乙炔气炮工作产生的冲击波、声波强度数据对流场进行了分析，见图18 。
测试结论：①混合点火管、爆轰罐和喷管内的工作压力是乙炔气炮的重要工作参数，从测试结果来看，这三处的压力都在0.2～0.6MPa左右，根据这一测试结果和乙炔气炮的工作机理分析，混合点火罐内工作压力小于2MPa，爆轰罐和喷管内工作压力小于1MPa，结合乙炔气炮强度5MPa设计和热疲劳强度设10万次计参数，爆轰罐设计参数优于测试值，较为安全可靠；
②爆轰罐和点火管内工作压力峰之间相差约20ms，结合乙炔气炮具体结构参数分析，乙炔气炮喷管内气流速度大于1000m/s，结合在喷口附近的超压约为10～20kPa来分析，可以认为乙炔气炮工作气流在离开喷管后迅速衰减，但在喷口附近仍有250～300m/s的速度，可将一定量的催化剂射入炮口上方约200米的区域，且对炮口上方100米外的飞行物不会产生影响；
③ 在3#测点附近近场超压 10～20kPa之间，换算为声强约为174～180dB左右，这说明在乙炔气炮炮口附近是冲击波和强声波；1#测点的超压小于3#测点，说明在乙炔气炮周围的等压线是一个椭圆形，椭圆的长轴为乙炔气炮喷管轴线；
④ 50m、70m和90m处的声压大多在0.1～0.2kPa，说明在50m处法向依然是135dB以上的弱冲击型强声波，即使到了90m处，其声强依然在130dB以上。结合声波和冲击波衰减规律，乙炔气炮的100dB以上强声波的影响范围大于3000m，尤其在高空方向没有障碍物遮挡，其影响方位应该大于5000m，与连续波雷达测得数据相互映证；
⑤ 从50m、70m和90m处声压曲线看，冲击持续时间约10ms，由此可以认为乙炔气炮同一时刻，单次作用面宽度约为2～4米；
⑥现行乙炔气炮采用直喷管，这一设计比较简单，但不易于将影响范围向更高的区域发展，建议采用喇叭口式喷管。
声波降水试验，某年某月某公司与某市气象局在实验室开展了声波对水汽影响的试验测试。
理论依据：气溶胶粒子间的声凝并（碰并）。波在空气中传播会使场中空气进行有序往复运动，使空气质点周期性的压缩和稀疏，使大气粒子振动位移。
同向团聚效应：在不可压粘性流体中，流体会裹挟其中的粒子进行同向运动。不同的粒径，产生不同大小的同向运动速度，使得粒子间形成相对速度差，增加碰撞融合几率，导致粒子间发生团聚，见图19。
共辐射压作用：辐射压力是动量从流动介质转移到粒子上所产生的一种二次效应力。共辐射压力作用是指在原声场和粒子间散射声场的共同作用下粒子所受到的作用力，见图20。
声波尾流效应：前方的粒子将扰乱当地流畅，在粒子后部形成尾迹区。后方粒子会进入上述尾迹区，其受到的来流压力减小，来流拖拽力也减小，后方粒子将以一定的相对加速度接近前方粒子，见图21。
试验方案：在直径为500mm，长2m的有机玻璃罐中充入水汽，每次持续打气5分钟，然后从玻璃罐的上端施加一定强度、频率的声波，观察水粒子大小变化及声波作用下水汽沉降消散与水汽自然沉降消散的变化。
试验结果：试验前向有机玻璃罐中充水汽5min，使用雾滴谱仪测量稳定状态下的雾滴谱分布1min。停止向有机玻璃罐中充入水汽，并施加一定强度、频率的声波作用，在较短的时间内，各个尺度的粒子有了不同程度的数量增长，尤其以3～8μ增长最为明显，滴谱变宽。1-2分钟后，罐中水汽全部沉降。
声波作用初期，罐内粒子平均粒径出现了减少，这是由于粒径在3～8μ之间的粒子增长过快而造成的，但由于粒径在3～8μ的粒子减少速度相对于更大粒子速度更快，所以在作用一段时间后，平均粒径又呈现了增大的趋势，随着水汽的不断沉降，平均粒径又开始减小，直至水汽全部沉降。
通过试验对比，同环境下没有施加声波作用的一罐水汽沉降基本需要5min；施加声波作用的，水汽浓度越大，声波对其凝并（碰并）促进作用越快，越明显。试验效果对比见图22。
4.超声风试验，某年某月某公司与某科学院在某市对乙炔气炮的产物对大气运动的影响进行测量，对取得的超声风速仪探测数据进行了分割处理。
试验方案：3D超声风速仪观测数据包括Ux、Uy、Uz三个方向的风速分量，分别是自南向北为正，自东向西为正，自下向上为正，见图23。
试验结果：① 风速
根据乙炔气炮位置选择距其10m、20m、30m的观测点分别安装三台超声风速仪，分别对距离乙炔气炮10m、20m、30m设置的超声风速仪作业前（自然背景值）、乙炔气炮作业时和作业后的Ux、Uy、Uz三个方向的风速分量以及总的风速（只考虑风速大小）进行记录。13:06-13:26超声风速仪记录未作业情况下的大气自然背景风速值；13:27启动乙炔气炮，13:28-13:43共发射113次冲击波；13:44-13:58超声风速仪记录作业结束后的衰减情况。通过求算术平均值和方差，进行初步统计分析。试验现场见图24。测试数据如下表所示。
10m、20m、30m作业前、中、后总风速对比
统计量 距离10m处|U| 距离20m处|U| 距离30m处|U|
作业前(13:00-13:27) mean 0.8149 0.7879 0.7464
var 0.2075 0.1719 0.1181
作业中(13:28-13:43) mean 0.75 0.7228 0.6889
var 0.0904 0.0881 0.0831
作业后(13:44-13:59) mean 0.8099 0.9173 0.8155
var 0.1139 0.1432 0.1381
综合对比距离乙炔气炮不同距离处的超声风速仪观测总风速的大小，均呈作业时较作业前减小，作业后较作业时增大，其中距离10m观测到总风速增加不明显（与作业前相比），但距离20m、30m出观测到的总风速增加较明显（较作业前、较作业时）。
根据乙炔气炮位置再次选择距其5m、40m、50m的观测点分别安装超声风速仪。16:34在新的观测点开始背景值的观测，16:54-17:09乙炔气炮作业，共发射116次冲击波，之后17:10-17:26超声风速仪记录作业结束后的衰减情况。试验现场见图25。测试数据如下表所示。
5m、40m、50m作业前、中、后总风速对比
统计量 距离5m处|U| 距离40m处|U| 距离50m处|U|
作业前(16:34-16:54) mean 0.452 0.5 0.4937
var 0.0449 0.031 0.0352
作业中(16:55-17:09) mean 0.6964 0.594 0.6608
var 0.06 0.0664 0.072
作业后(17:10-17:26) mean 0.58 0.6258 0.35
var 0.04 0.1016 0.1331
综合对比距离乙炔气炮不距离处的超声风速仪观测总风速的大小，均呈作业时较作业前增大，作业后较作业时减小（除距离40m处的观测，作业后较作业时继续增加），但较作业前仍属增大趋势。
对比第一次作业时，距离乙炔气炮10m、20m、30m观测的风速资料，呈现出作业时较作业前风速减小，而作业后较作业时、作业前明显增大的现象。
② 风向
将0°-360°平均分成72个区间，分别统计乙炔气炮作业前、作业过程中、作业后出现在各区间的样本数量，即频数分布直方图，横坐标表示的风向方位角（表示风的去向），如0°表示南风，90°表示西风，180°表示北风，270°表示东风。，纵坐标表示各区间段内的频数。
对比作业前、中、后距乙炔气炮点10m、20m、30m处的优势风向（风的去向）的分布，风的去向方位角左移，即风的去向角减小；同时结合观测时超声风速仪相对乙炔气炮的布设位置，分析认为乙炔气炮作业对周围局地尺度气流运动产生了一定影响，有利于催化剂上升，见图26-28。
5.降水作业统计试验，某年某月某公司在某市进行了乙炔气炮系统可靠性测试，并对增雨效果进行了记录，由于试验最初目的并非验证设备增雨效果，因此并没有使用一些必要的观测设备与计量设备，仅通过视频记录了当时的雨量、雨强变化。
试验背景环境：阴天，无风，无降水。10：47分时设备开机，此时天空阴沉，无降水现象；当设备工作10分钟后，现场开始出现明显降水；当设备工作30分钟时，现场降水更加明显，并且雨强、雨量都得到了大幅增加；设备关机15分钟后，现场降水停止。
在整个作业过程中，可以直观的观察到雨量、雨强、云顶亮度伴随着设备开机、关机的变化。设备作业过程中，天顶云盖慢慢变亮，我们分析是由于团聚在上方的水汽逐渐减少（以降水形式沉降）造成的。在产品后续的实际应用中，这种云盖变亮的现象在不同环境，不同地域得到了多次复现，普遍得倒用户认可，乙炔气炮作业效果见图29。
在某市作业点进行了两次增雨作业，并对当地及周边的降水量进行了统计；
作业背景环境：
5月22日
天气情况：阴天 南风3级
湿度：87%
云高：4000m
天气过程：西南向东北
降水情况：有降水
6月6日：
天气情况：阴天 微风
湿度：/
云高：4000m
天气过程：西南向东北
降水情况：无降水
通过雨量筒，分别对两次增雨作业的作业点及距离作业点西南6.7km、东南3.5km、东北8.8km的3个气象观测站测得的雨量进行了统计。作业点每次利用乙炔气炮作业1个小时，经过统计发现，5月22日乙炔气炮作业点降水量较其余3个点降水量高出最多4.6mm，最低1.3mm；6月6日乙炔气炮作业点降水量，较东北方距离8.8km的观测点多出了0.5mm，西南和东南两个观测点均无降水。观测布局见图30。
6月6日作业过程中，利用全天照相机观察到了天顶云状的变化。可以看出，云盖随着乙炔气炮作业逐渐变亮，图片上的凹点为雨滴落在相机镜头表面上形成的，见图31。
经过上述试验认为，本发明增雨防雹乙炔炮完成了多项试验和综合资料分析，系统工作正常、安全可靠、性能先进，操作简便，基本满足设计要求。乙炔气炮造成的动力扰动效应可以被C波段调频连续波雷达探测到。在不同距离C波段调频连续波雷达探测到的信号高度范围为1-11km。可以推断乙炔气炮能作用到一定高度云层并对其产生影响，可用于增雨防雹作业，在射流、冲击波、强声波等方面能够对目标云产生一定影响；产品性能测试方案合理可行，提出的性能指标考虑了产品制造和使用方面的安全要求。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种用于增雨防雹作业的乙炔爆炸发射系统，具体特征在于，包括以下内容：牵引车（1）、柴油发电机（2）、空气压缩机（3）、空气转储罐（4）、乙炔气转储罐（5）、高压引燃区（6）、爆轰室（7）、发射导流筒（8）、控制柜（9）、远程遥控器、催化剂配流器（11）和乙炔气罐（12）；由空气压缩机（3）向所述空气转储罐（4）输送压缩空气，所述空气转储罐（4）中经双重过滤的高压气源经过空气调控阀协同自动配比的燃爆气体送至高压引燃区（6），乙炔气转储罐（5）经过乙炔气调控阀将可乙炔气体输送到混气筒通过管道输送到所述爆轰室（7），所述爆轰室（7）顶部装有所述发射导流筒(8)；所述催化剂配流器（11）位于所述爆轰室（7）侧面并通过金属软管通入所述发射导流筒（8），且中间设有催化剂控制阀；所述乙炔气罐（12）和所述空气压缩机（3）产生的压缩空气按一定比例充入所述高压引燃区（6）内，再将所述乙炔气转储罐（5）内的乙炔气通入所述高压引燃区（6），利用火花塞点燃所述高压引燃区（6）内的混合气体产生爆燃引爆爆轰室（7）内的燃爆气体，内部气压升高产生冲击波，随后从所述发射导流筒（8）出口喷出发射至作业区域，每次作业再从所述催化剂配流器（11）处吸入0.5g催化剂；所述催化剂配流器（11）中的催化剂采用表面活性剂与黑色草木灰，添加百分之四十八的碘化银α类型和百分之二十二的碘化银β类型，1g碘化银可以形成几十万亿个微粒，这些微粒会随气流运动进入云中，在冷云中产生几万亿到上百亿个冰晶从而制造人工降雨，改善增雨防雹炮的作用效果。
2.根据权利要求1所述的一种用于增雨防雹作业的乙炔爆炸发射系统，其特征在于，所述空气压缩机（3）、所述空气转储罐（4）、所述乙炔气转储罐（5）、所述控制柜（9）、所述催化剂配流器（11）和所述乙炔气罐（12）都直接固定在所述牵引车（1）上，所述高压引燃区（6）内设有火花塞，外壳设有散热片。
3.根据权利要求1所述的一种用于增雨防雹作业的乙炔爆炸发射系统，其特征在于，所述爆轰室（7）安装在两侧的固定架（71）上，所述固定架（71）中部安装的全方位转盘（72）带动所述爆轰室（7）调整好角度，并将产生的高压气流由发射导流筒（8）向高空云层产生干扰从而达到增雨防雹的功能。
4.根据权利要求1所述的一种用于增雨防雹作业的乙炔爆炸发射系统，其特征在于，所述乙炔气转储罐（5）与所述高压引燃区（6）之间设有阻火器，防止乙炔气转储罐（5）爆燃。
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