多种弹型防雹增水火箭发射控制器电路分析

多种弹型防雹增水火箭发射装置简介摘要：多种弹型防雹增水火箭发射装置是用来装填不同型号火箭弹并与发射控制器一起检测火箭的点火电路，保证火箭稳定飞行。

本文就多种弹型防雹增水火箭发射装置的结构、特点、关键技术、创新点等方面进行简要介绍。

关键词：火箭；发射装置中图分类号：V553 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2010）11-0117-021 结构多种弹型防雹增水火箭发射装置由火箭发射架和火箭发射控制器两部分组成。

其实物外型如图1所示。

火箭发射架由定向器、主支撑机构（上筒体和下筒体）、回转盘、车载道轨和地面固定基架组成。

定向器采用铝合金材料一次成型工艺制做。

上下筒体由2mm铁板卷焊而成，回转盘用模具浇铸成型加工。

车载滑轨和地面固定基架用钢、铁等材料加工组装。

火箭发射控制器由电源电路、通道选择电路、指示电路、检测电路、升压电路和点火电路组成。

通过电缆线与发射架相连。

实物外型如图2所示，其工作流程框图如图3所示。

2 特点2.1 定向器的发射导轨和导轨活动垫块均采用铝合金材料制做，导轨撑架用特制铝合金条加工成型，不锈钢螺丝连接组合，具有轻便、美观、防锈的特性。

2.2 采用不同大小的导轨活动垫块更换的方式，调整定向器装载不同火箭弹的装载容量。

2.3 发射控制器采用DC/DC模块升压、大电容储能、无触点固态继电器点火电路设计，保证了WR－98型、HJD－82A型、RYI－6300型、BL－1型火箭弹的回路阻值检测和点火发射能量的供给。

2.4 发射控制器及随机附件放置于带锁的包装箱内，该箱具有携带方便、安全防损的作用。

3 主要技术指标4 火箭发射时火箭架受力分析4.1 基本数据Φ82mm火箭全弹质量8.3kg，火箭离轨速度40m/s，箭轨长度1.74m。

火箭由静止状态经过0.05s时间发射出轨，其加速度为800 m/s2。

4.2受力分析火箭发射时高低射角为７０°～４５°。

根据作用力与反作用力原理，火箭发射时产生的推力既为发射架受到的外力：F=ma=8.3kg×800m/s2 =6640NF分为垂直向上的力（F上）和水平方向的力（F平）。

多种弹型防雹增水火箭发射控制器电路分析朱思华 ZHU Si-hua（新疆维吾尔自治区人工影响天气办公室，乌鲁木齐 830002）（Xinjiang Weather Modification Office，Urumqi 830002，China）摘要：火箭发射控制器是火箭发射装置的重要组成部分，起到完成发射轨道回路阻值检测和提供火箭点火发射电能量的作用。

本文根据多种弹型防雹增水火箭发射控制器的电路特点，将整体电路分解成充电电路、电源电路、测试电路、升压电路、发射电路五个部分，从电路结构和工作原理两个方面入手，对这五个电路进行了详实的分析，便于用户使用和维护。

Abstract： Rocket launch controller is an important part of the rocket launcher， and it has the effect of completing launch rail loop resistance testing and providing rocket ignition electric energy. Based on the circuit characteristics of multi-type hail proof and artificial rainfall， this paper decomposed the whole circuit into charging circuit， power circuit， testing circuit， boost circuit and firing circuit five parts， and analyzed the five parts of circuits from two aspects of circuit structure and working principle， making it easy for users to use and maintain.关键词：多种弹型防雹增水；火箭发射控制器；电路分析Key words： multi-type hail proof and artificial rainfall；rocket launch controller；circuit analysis中图分类号：V553.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2021）19-0252-03基金项目：天山山区人工增雨雪关键技术研发与应用（国家科技支撑计划2021BAC23BD01）资助。

XR-05型防雹、增雨火箭发射控制器电路原理介绍
林俊宏;张清;魏旭辉
【期刊名称】《沙漠与绿洲气象》
【年(卷),期】2009(003)B08
【摘要】介绍了XR-05型防雹增雨火箭发射控制系统控制器电路的工作原理和技术特点，并给出了电路原理图及性能检测方法。

为XR-05型防雹增雨火箭发射控制系统的用户提供一些帮助。

【总页数】0页(P212-214)
【作者】林俊宏;张清;魏旭辉
【作者单位】新疆维吾尔自治区人工影响天气办公室,新疆乌鲁木齐830002
【正文语种】中文
【中图分类】P48
【相关文献】
1.增雨防雹火箭发射控制器研制 [J], 陈轶敏
2.XR-05型人工影响天气火箭发射控制器常见故障及排除方法 [J], 王存亮;魏勇;陈建民;于志明
3.XR-05型防雹、增雨火箭发射控制器电路原理介绍 [J], 林俊宏;张清;魏旭辉
4.XR-05型多种弹型火箭发射控制器改进设计方案 [J], 喻箭;晏军;郝雷
5.XR-05型人工防雹、增雨火箭发射控制器工作原理及故障排除 [J], 晏军;杨炳华;马官起
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可以任意角度发射的水火箭
梁法库;梁帅
【期刊名称】《物理实验》
【年(卷),期】2010(030)010
【摘要】通过在水火箭体内放置一个带小孔的活塞,改变了以往水火箭只能竖直或斜向上发射,不能水平、斜向下或竖直向下发射的不足,使水火箭可以在任意角度发射.
【总页数】2页(P31-32)
【作者】梁法库;梁帅
【作者单位】齐齐哈尔大学,理学院,黑龙江,齐齐哈尔,161006;东北林业大学,土木工程学院,黑龙江,哈尔滨,150040
【正文语种】中文
【中图分类】O313.2
【相关文献】
1.水火箭发射的影响因素 [J], 胡宸然
2.多种弹型防雹增水火箭发射架电机的改进安装设计 [J], 王星钧
3.带延时降落伞的二级分离水火箭的制作与发射 [J], 李江; 尹红
4.水火箭的制作与发射——初中物理教学课外活动拓展 [J], 李诗琴
5.核心素养下高中物理校本课程研究——以“新型三助推水火箭的制作发射”为例[J], 霍依然
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专利名称：多种弹型防雹增水火箭发射控制器
专利类型：实用新型专利
发明人：杨炳华,阿地里,魏旭辉,张清,黄刚,刘国进,王金民,杨常新,喻箭
申请号：CN200820300002.2
申请日：20061023
公开号：CN201087819Y
公开日：
20080716
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及人工防雹增雨火箭发射控制的技术领域，是一种多种弹型防雹增水火箭发射控制器，其包括比较和显示电路、测试/发射转换电路、发射电路及电源；比较和显示电路包括比较器、第二电阻至第十一电阻、第十三电阻、第十四电阻、电位器、第二三极管、第一发光二极管至第三发光二极管，第三电阻、电位器分别与比较器的第一脚、第二脚、第五脚、第九脚相接。

本实用新型既方便操作又具有较强适用性，还可适用于不同厂家不同规格的火箭弹发射，单套就能适应不同天气条件、不同目标云系和不同海拔高度下的人工影响天气作业需要，从而使人工影响天气作业成本有了较大幅度的降低。

申请人：新疆维吾尔自治区人工影响天气办公室
地址：830002 新疆乌鲁木齐市建国路46号
国籍：CN
代理机构：乌鲁木齐合纵专利商标事务所
代理人：汤建武
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水火箭运动原理及制作分析摘要：水火箭制作较简单，取材较方便。

深受各阶段学生的喜爱，是青少年科技竞赛的常见项目。

当代青少年应具备良好的科学素养，正如水火箭比赛成绩差异，这一项科学活动中蕴藏的知识应该着重来探讨，以达到更好的比赛结果，提升参与者科学素养的体现。

文章有助于加深对水火箭运动的认识。

关键词：水火箭科学素养反冲作用作为一名准全科教师。

随着国家对全科教师的培养，要求培养小学全科教师严谨的思维习惯的科学态度以及勇于探索的科学精神要求，增强教学的实用性以及自身探索科学的欲望。

其中科学素养的体现显得尤为重要，全科教师作为学生的启蒙者，应具有良好科学素养才能够教育出具有创新精神的学生。

在教学的要求下，水火箭其中的科学就是值得深入研究的，探究实践学习就是取得良好结果最好办法。

在水火箭比赛中，发现这活动不仅是游戏，也是“STEM理念”灵活运用的介质，要想得出良好的成绩，离不开对其中蕴含知识的探索。

水火箭的工作原理水火箭主要由整流罩、导流板、推进器等部分组成。

发射时，首先在推进器里装入适量水并按要求放置，然后利用充气泵向推进器内部充气，当推进器内压强足够大时候，启动装置，水被高速喷出，同时火箭在反冲作用下开始飞行。

该装置主要运用牛顿第三定律：相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。

该定律是牛顿在1687年《自然哲学的数学原理》一书中提出的。

比赛中主要就通过朝装有水的瓶里充入气体增强瓶内的气压后在一瞬间释放，使气体膨胀挤压出瓶中水达到反冲推进装置飞上天空。

水火箭整个飞行过程可分为两个阶段，即初期的喷水阶段和后期惯性飞行阶段。

在初期喷水阶段，推进器内的空气压强大于外界大气压使推进器内的水不断地喷出，火箭因此受到反冲作用而获得驱动力，并在短时间内获得较大的运动速度。

在后期惯性飞行阶段，火箭停止喷水，在只受重力和空气阻力的作用下继续飞行一段距离，最后到达临界点。

水火箭降落伞开伞原理是采用阻力落差分离：重物体和轻物体同时下落，由于空气阻力的不同，导致速度不同，由此实现降落伞自动打开。

多弹型防雹增雨火箭架控制系统的安装设计王星钧【摘要】Gave an introduction on installation design of the control system for multi-shell anti-hail and rainfall rocket rack,including the launch control set,lithium battery pack,stepping motor driver for orientation & pitching,information collector,conductive slip ring,communication antenna,power switch as well as the wiring and connection between various parts.%对多弹型防雹增雨火箭架控制系统的安装设计进行了介绍,具体包括发射控制器、锂电池组、方位俯仰步进电机驱动器、信息采集器、导电滑环、通信天线、电源开关,以及各部件之间线路布设与连接等.【期刊名称】《机械制造》【年(卷),期】2017(055)010【总页数】4页(P85-88)【关键词】火箭架;控制系统;安装;设计【作者】王星钧【作者单位】新疆维吾尔自治区人工影响天气办公室乌鲁木齐830002【正文语种】中文【中图分类】TH122;TP231 研究背景新疆远离海洋，属于干旱和半干旱地区，在全球变暖的情况下，新疆的干旱和冰雹天气发生频率与强度增大，给农业生产带来严重影响。

因此，新疆各地州陆续开展火箭防冰雹增雨作业，在农业防灾减灾和增加水资源方面发挥了重要作用，得到了自治区人民政府的大力支持，作业规模处于全国前列。

目前，我国人工防雹增雨作业中使用的火箭发射装置大多是20世纪90年代末投入使用的，火箭发射装置均为手动工作模式，存在装载量少、作业时间长、作业准确率低等缺陷，远远滞后于科技水平的发展，作业装备亟待提高。

WR-9821型增雨防雹火箭发射系统的检测和日常维护彭尚永;潘艳;李恒宇【摘要】根据WR-9821型火箭发射系统在梅州市人工增雨作业的使用情况,结合该系统的特点和性能重点介绍了WR-9821型火箭发射系统的检测和日常维护方法,为人工增雨作业做好设备保障、杜绝安全隐患提供参考.【期刊名称】《气象水文海洋仪器》【年(卷),期】2010(027)002【总页数】3页(P111-113)【关键词】增雨防雹火箭作业系统;火箭发射系统;检测;维护【作者】彭尚永;潘艳;李恒宇【作者单位】广东省大埔县气象局,大埔,514200;广东省大埔县气象局,大埔,514200;广东省大埔县气象局,大埔,514200【正文语种】中文【中图分类】P414.30 引言增雨防雹火箭作业系统是人工影响天气的新一代作业工具,它在气象监测系统的指导和配合下,可大规模的实施人工增雨(雪)、防雹等作业。

该系统由火箭弹和发射系统两大部分组成。

发射系统在使用一定时间后,必须进行检测和维护,以便及时发现问题,消除作业安全隐患。

1 火箭发射系统的构成目前,梅州市人工增雨作业使用的是由陕西中天火箭技术有限公司生产的WR-9821型火箭发射系统,它主要由车载式发射架和火箭发射控制器两大部分组成。

车载式发射架由支架、发射器和其它控件组成。

支架位于发射器下部,由底架(或圆台)、车体、立柱等构件组成,起支撑发射器和调整射角后紧缩发射器的作用;发射器由导轨及相应位置控制机构组成,用于安装火箭弹并起定向作用,在导轨中装有电接触头(触片),用于连接电控发射点火装置。

发射控制器是提供火箭发射指令及火箭点火能量的控制中心,它能正确识别火箭外线路的通断和检测火箭外线路电阻及控制火箭的发射操作。

它由电控箱、连接电缆线和插头组成,其操作简便,指示明确,外置交、直流电源接口,备有干电池电源盒,便于野外作业。

图1 WR-9821型车载火箭发射系统2 火箭发射系统的检测和日常维护2.1 发射架每次作业后必须进行擦拭,发射架应擦拭、涂油,以防生锈,并进行以下各个环节的检查。

运载火箭控制系统电磁继电器消反峰电路分析与MULTISIM仿真余力凡;马红梅【摘要】A large number of electromagnetic relays are used in Launch vehicle control system.When the relay coil power off it will generate a peak inverse voltage,forming a strong electromagnetic interference.On the one hand this kind of interference easy to breakdown the transistor,resulting in damage to the system function,on the other hand may affect the normal operation of the precision instruments.In order to eliminate this peak inverse voltage,two kinds of Anti-PIV (Peak Inverse Voltage) circuits are often used in the control system.The design and calculation of the Anti-PIV circuit of the two kinds of electromagnetic relays are compared and calculated.The "diode+ resistance" circuit is compared with the "resistor+diode+zener diode" circuit of the Anti-PIV effect,and the use of MULTISIM simulation,found that "resistance+diode+Zener diode" circuit is better.For the rapid release of Peak Inverse Voltage the "Resistance+diode+Zener diode" Anti-PIV circuit should be chosen.%运载火箭控制系统中大量使用了电磁继电器,继电器线圈断电时会产生反峰电压,形成很强的电磁干扰;这种干扰一方面很容易击穿驱动继电器工作的晶体管,造成系统功能的损坏,另一方面可能影响运载火箭精密仪器的正常工作;为了消除这种反峰电压,控制系统中经常采用两种消反峰电路;对两种电磁继电器消反峰电路设计进行了理论分析与计算,比较了“二极管+电阻”电路与“电阻+二极管+稳压二极管”电路的消反峰效果,并使用MULTISIM进行了仿真,发现“电阻+二极管+稳压二极管”电路消反峰效果更好,对于要求快速泄放反峰电流的电路应采用“电阻+二极管+稳压二极管”的消反峰电路.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2017(025)011【总页数】4页(P55-57,182)【关键词】运载火箭;电磁继电器;反峰电压;MULTISIM【作者】余力凡;马红梅【作者单位】北京航天自动控制研究所,北京 100854;航天恒星科技有限公司,北京100086【正文语种】中文【中图分类】TP3电磁继电器在控制电路中有独特的电气、物理特性，其断态的高绝缘电阻和通态的低导通电阻，使得其它任何电子元器件无法与其相比，加上继电器标准化程度高、通用性好、可简化电路等优点，所以继电器广泛应用在航天、航空、军用电子装备、信息产业及国民经济的各种电子设备中。

第一章方案的选择与论证本设计介绍的是火箭发射模拟器，能模拟演示出火箭发射时其发射速度逐渐加快的情形根据任务书的设计要求有以下二个方案符合设计的要求。

方案的选择：方案一是由控制电路、多谐振荡器和LED显示电路组成。

该设计的方框图如下：图1（1）控制电路：主要功能是控制电路多谐振荡器的输出使其输出的工作频率改变的脉冲信号，从而使LED显示电路呈现火箭发射升空瞬间显示和火箭升空加速显示的现象（2）多谐振荡器：经过控制电路使多谐振荡器生成矩形脉冲来驱动LED显示模拟出火箭发射的现象。

（3）LED显示电路：经过多谐振荡器输出的频率的不同，使其LED显示出不同的现象，来模拟火箭发射的现象。

方案二由十进制计数／分配器CD4017、四2输入端与非门CD4011、双4位串入－并出移位寄存器CD4015以及发光二极管等组成的火箭发射模拟电路，该电路能模拟出火箭发射的全过程。

图2 火箭发射模拟器电路该电路由倒计时及显示电路、火箭升空瞬间显示电路和火箭升空后加速显示电路三部分组成。

（1）倒计时及显示电路。

主要包括秒信号发生器、显示驱动电路、发光管显示电路三部分。

其中，CD4011的G1、G2构成多谐振荡器，显示驱动电路主要由CD4017组成，倒计时结果由发光二极管VD1～V10显示出来。

（2）火箭升空瞬间显示电路。

主要包括第一时钟脉冲发生电路、移位寄存器IC2、显示发光管VD11～VD18三部分。

其中，G3、G4等组成可控多谐振荡器，即第一时钟脉冲发生器，它用来为IC2提供移位脉冲。

两个移位寄存器接成16位移位寄存器。

（3）火箭升空加速显示电路。

主要包括第二时钟脉冲发生电路、移位寄存器IC3、显示发光管LED19～LED26三部分。

其中，G5、G6等组成可控多谐振荡器，即第二时钟脉冲发生器，它用来为IC3提供移位脉冲。

方案的论证：上面两种方案都符合该设计的要求，其中方案一电路的设计并不能很明显的模拟火箭发射的现象，但是方案二却能直观的模拟出火箭发射的三个过程，也满足任务书上所要求的，所以选择方案二第二章单元电路的设计与分析2.1火箭发射模拟器电路方框图图3整个电路工作过程如下：当按下按钮SA后，多谐振荡器产生一个秒脉冲信号加至CD4017的CL端，计数器开始工作，其输出端Y1～Y10依次输出高电平，该高电平状态使与其对应的发光二极管VD1～VD101导通，依次发光。

二级水火箭的触发原理和设计二级水火箭是一种常见的火箭模型，其触发原理和设计是制作这种火箭的关键。

本文将从触发原理和设计两个方面来介绍二级水火箭。

一、触发原理触发原理是指二级水火箭发射的方式和机制。

在二级水火箭中，触发原理一般包括两个部分：引爆和推力产生。

1. 引爆：引爆是指火箭发射前的引燃过程。

通常情况下，二级水火箭使用电火花点火装置来完成引爆。

电火花点火装置通过一定的电路连接，当电流通过电火花点火装置时，会产生电火花点燃火箭燃料，从而引爆火箭。

2. 推力产生：推力产生是指火箭发射时产生的向上推力。

二级水火箭通常采用水和压缩空气作为推进剂。

在火箭发射前，将一定量的水倒入火箭的燃料室，然后通过压缩空气将水推入燃料室，并在燃料室底部设置喷嘴。

当火箭引爆后，点燃燃料，产生高温高压气体，气体经过喷嘴时，由于喷嘴的收缩使气体加速，产生反作用力，从而产生向上的推力，使火箭获得垂直升空的动力。

二、设计设计是指二级水火箭的外形和内部结构。

二级水火箭的设计需要考虑以下几个方面：外形设计、材料选择、结构设计和稳定性设计。

1. 外形设计：二级水火箭的外形设计应该符合空气动力学原理，减小空气阻力，提高火箭的飞行速度和稳定性。

通常情况下，二级水火箭采用圆柱形状的外壳，底部设置喷嘴，顶部设置稳定翼或降落伞。

2. 材料选择：二级水火箭的材料选择需要考虑火箭的重量和强度。

通常情况下，火箭外壳采用轻质材料，如塑料或复合材料，以减轻火箭的重量。

而火箭的内部结构需要选择强度高的材料，如金属或碳纤维复合材料，以提供足够的支撑和保护。

3. 结构设计：二级水火箭的结构设计需要考虑火箭的稳定性和可靠性。

通常情况下，火箭内部设置两个舱室，一个用于存放燃料和推进剂，另一个用于存放电火花点火装置和电路。

火箭的外部需要设置稳定翼或降落伞，以提供稳定性和安全性。

4. 稳定性设计：二级水火箭的稳定性设计是保证火箭飞行过程中保持稳定的关键。

通常情况下，火箭设置稳定翼或降落伞来实现稳定性。

水火箭发射原理 Hessen was revised in January 2021发射原理水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭。

是利用废弃的饮料瓶制作成动力舱、箭体、箭头、尾翼、降落伞。

灌入三分之一的水，利用打气筒充入空气到达一定的压力后发射。

是利用水和空气的质量之比（水的密度是空气的771倍），压力空气把水从火箭尾部的喷嘴向下高速喷出，在反作用下，水火箭快速上升，加速度、惯性滑翔在空中飞行，像导弹一样有一个飞行轨迹，最后达到一定高度,在空中打开降落伞徐徐降落的火箭模型。

用橡皮塞紧的可乐瓶，形成一个密闭的空间．把气体打入密闭的容器内，使得容器内空气的气压增大，当超过橡皮塞与瓶口接合的最大程度时，瓶口与橡皮塞自由脱离，箭内水向后喷出，获得反作用力射出．水火箭和火箭最大的不同，在於其推进的媒介由高温空气变成水而已。

在发射水火箭前会灌入空气达一定压力，由於高压会自然向低压流去，故在喷嘴被打开时，空气自然向喷嘴流去，但由于水挡在前方，故水会被空气推出火箭，而火箭也藉此获得向前的速度。

水火箭的制作1.材料准备：3~6个2.25L的可乐瓶、剪刀、单面刀片、木塞、球类气针、圆珠笔芯、订书机、双面胶、彩色装饰纸．桌布等轻便不透风的材质2.制作过程：1机翼制作。

用剪刀将X光片裁成大小相同的直角梯形28块，梯形长12cm，高6cm，斜腰和长底夹角约45度。

另裁4个同上规格但高为8cm，短底相连接两面重叠的梯形（用作机翼的表面）。

用双面胶将7小块梯形紧密粘成一个厚的梯形，使之平直平坦，然后用一个大的双面梯形将其紧密包住并粘紧。

为使机翼的厚面平整，可用剪刀或小刀修平修直，然后将机翼的厚面用绝缘胶封住。

最后，将机翼两边长出的部分向外折成90度。

这样，按上述方法将其余的X光片做成三个机翼。

2 机身制作。

取一个健力宝瓶（瓶头弧线过度比较自然，作火箭头利于减小空气阻力）在离下端11cm处将其横截剪开,用绝缘胶将带瓶口的部分粘紧在另一个瓶子的底部，用绝缘胶在接口处多缠绕几圈以牢固。