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“十三五”优秀成果展示——人工影响天气飞机综合大气参数采集处理系统

发布者:   来源:   发布时间:2024/2/29 0:00:00   标签:   浏览次数:290

成果评价编号: 中气科成评[2022]189
评价结果: 良好
成果名称: 人工影响天气飞机综合大气参数采集处理系统
完成单位: 山西省人工增雨防雷技术中心、太原航空仪表有限公司
成果形式: 应用研究和技术开发类-系统
研究领域: 综合气象观测
评价年份: 2016
完成人: 李培仁、孙鸿娉、李军霞、李义宇、封秋娟、任刚、杨俊梅、尚倩、孔宪书、罗小虎、杨晓、董亚宁、杨永龙、申东东、刘璞
成果简介: (1)成果的支撑计划来源、形成过程 传统的人工影响天气手段不具备对预定作业区判断人影作业条件的探测手段,无法对作业过程进行实时监控评估,属于盲目作业手段,严重影响了人影作业的效率。面对上述需求,山西省人工增雨防雷技术中心联合太原航空仪表有限公司,响应国家“军民融合、协同发展”的战略号召,联合成立课题组,自行立项,进行技术攻关,研发了人工影响天气飞机综合大气参数采集处理系统。 (2)解决的关键科技问题 本系统主要解决了机载三维风场定量实时测量、机载过冷水含量定量实时测量、机载总水成物含量实时定量测量、机载作业催化潜力值实时解算等关键技术,促使飞机人工影响天气作业科学化、规范化。
(1)成果的创新程度和技术进步 本系统由云总水成物含量吊舱、大气数据采集吊舱、航姿系统、人影舱内设备及用户终端软件组成,应用于飞机人工影响天气领域,可实时探测飞行环境的大气温度、气压、相对湿度、水平风速、水平风向、垂直风速、过冷水含量、大气总水含量等气象参数,用户终端软件根据以上气象参数可实时解算得到飞行环境的催化潜力值。主要具有以下创新点: ①发展了利用谐振频率下降速率、飞行速度、大气温度解算过冷水含量的方法,突破了传统谐振式传感器难以定量测量过冷水的难题,研制了机载过冷水测量分系统,实现了云中过冷水的实时定量测量; ②首次提出云中液/固水凝物多相态汽化激光谱实时在线测量方法,实现了云中冰水、液水及水汽总量的精确测量。成功研制了适应飞机机载环境的总水含量测量吊舱; ③发展了高湿多相变复杂环境三维风实时测量技术,解决了人影作业对云中垂直速度的需求,研制了不依赖地面和载机信息资源的三维风测量的大气数据独立吊舱; ④结合多年人影增雨作业实践研制的机载实时催化潜力指示系统,有效提升了降水云系作业指挥效率,整套装备经广东、山西使用,满足了人工增雨作业指挥的急需,应用效果良好。 (2)与同类相比的先进性 与国内外其他人影采集处理系统相比,该委托项目采用了利用谐振频率等解算过冷水含量的方法、云中液/固水凝物多相态汽化激光谱实时在线测量方法和高湿多相变复杂环境三维风实时测量技术,实时探测飞行环境的气温、相对湿度、气压、三维风、过冷水含量、总水含量等,解算出目标环境的作业催化潜力值,供作业人员参考决定催化剂的播撒时机和播撒量,提高人工影响天气催化作业效率。 以国家气象中心李泽椿院士为组长的审查组认为该系统具有完全自主知识产权、填补了国内空白,整体水平处于国内领先,在探测数据的全面性方面达到国际先进水平,并通过了以第一飞机设计研究院唐长红院士为主任委员的中国航空学会科学技术成果鉴定。
本系统会降低人影作业的盲目性,使得作业更加规范和科学,提高作业效率,减小对高水平人才的依赖。目前我国机载气象探测设备为国外垄断,本系统的成功研发打破了国外公司的垄断,建立机载气象探测设备方面的相关标准,此外无人机配套本系统可提高海洋气象探测能力和台风探测能力,在防灾减灾方面具有重要意义。 本系统可推广在国家各区域中心、各省人影办的人影飞机上改装,成为我国人影飞机的标配任务设备,提高人工影响天气作业效率。未来我国仅人影飞机数量就在八十架以上,若能全部加装本系统,会为国家至少节省上亿的进口设备资金。也可与运12主机厂哈飞、新舟60主机厂西飞等公司合作,在其出口的特种人影飞机上直接加装本系统进军国外市场,走向世界。 目前人工影响天气飞机综合大气参数采集处理系统已投入业务运行,并在广州、吉林、陕西、青海等省人工影响天气作业飞机上使用,在中部区域、西北人影工程购置的国家人影飞机列装。
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