運用多管火箭技術　中科院研製射高400公尺增雨火焰彈成抗旱利器

中科院協助經濟部水利署開發的人工增雨技術，經過7年不斷努力整合多項軍用科技轉化民用，並運用多管火箭發射管與飛彈推進劑拌藥機的技術，終於研製出射高超過400公尺以上的增雨火焰彈，有效的把增雨劑打入雲層中，增加降雨機率；近兩年抗旱期間，中科院共進行了28次火焰彈增雨來克服旱象。

中科院表示，傳統人工增雨方式是以低於雲底的地面燃燒焰劑和於高於雲頂的平流層用飛機播撒清水來執行人工增雨，缺少將增雨劑送入雲裡直接作用的手段。水利署為強化氣候調適能力及韌性、增加集水區降雨量，自105年起與中科院合作開發人工增雨焰彈及無人機增雨技術，因應不同發射地點的海拔高度，整合多項軍用科技轉化民用，開發不同的施作方式，期能確實將增雨劑送入雲層之中，讓增雨劑直接與雲內小水滴接觸反應，增加降雨機率。

傳統人工增雨方式是以低於雲底的地面燃燒焰劑和於高於雲頂的平流層用飛機播撒清水來執行人工增雨。（取自水利署網站）

運用高空煙火概念　將增雨劑發射至200公尺空中

中科院先以高空煙火的概念，將增雨劑攜帶至距地超過200公尺的空中散撒，藉由爆炸所產生的推力與上升氣流的帶動下，提升增雨劑與雲中水氣的交互作用，增加降雨的機會。105-106年中科院以化學成分實驗設備分析水利署現有增雨焰劑燃燒後的粒徑大小與吸濕能力，以及成分須對人體及農作物無有害影響，最後利用飛彈推進劑拌藥機成功製作出增雨劑配方問題。

但測試過程中，發現增雨焰彈在寶二水庫與曾文水庫的射程高度仍遠遠低於雲底高度，才發現現有高空煙火標準200公尺的射高不符合許多水利署預先設定發射地點的需求。後續分析會下雨的雲層大多在海拔5、6百公尺以上，而國內許多水庫的中、上游集水區並未開闢道路，尋找海拔高度夠高且適合進行增雨焰彈施放位置非常困難。在機動性與時效性的考量下，僅能選擇水庫集水區地勢較低的地方（海拔1、2百公尺）進行人工增雨作業。

中科院運用多管火箭發射管技術，將增雨火焰彈成功發射到400公尺以上的雲層中，圖為增雨焰彈作業實況。（中科院提供）

火藥+飛彈動力合製雨焰彈　高射400公尺成增雨利器

為因應不同施放地點的海拔高度，107-109年能進一步提升增雨焰彈的發射高度，中科院想到的是提高發射藥量並強化高空煙火發射管。強化高空煙火發射管方面，由於中科院具備多管火箭發射管的研發經驗，確認複合材料強度與高強度發射管製作並沒有問題。但問題在需要放多少發射藥才能到達理想距發射地點400公尺以上的發射高度？還有軍規火藥和民用高空煙火火藥的純度與特性不同。為了解決發射藥的問題，中科院取得民間火藥樣品進行爆壓測試，並整合飛彈外型氣動力計算單位計算不同爆壓下球形物體理論飛行高度，最終取得理論發射藥量，進行後續測試。

在強化高空煙火發射管方面，中科院具備多管火箭發射管的研發經驗，確認複合材料強度與高強度發射管製作並沒有問題。圖為雷霆2000多管火箭砲車。（資料照片／國防部提供、張哲偉攝）

110-111年中科院出動測量裝備觀測增雨焰彈的砲口初速及焰彈發射軌跡，最終成功將增雨焰彈的作業高度提升到距發射地點400公尺以上，更能夠因地制宜的把增雨劑有效地打入雲中。

在成功研製出射高400公尺增雨火焰彈，近兩年抗旱期間，中科院共進行了28次焰彈增雨， 其中112年上半年旱情仍相當嚴峻，增雨焰彈持續投入石門水庫、寶山第二水庫、曾文水庫、南化水庫與甲仙堰等國內重點水庫集水區進行人工增雨作業，共計13次焰彈增雨，增雨焰彈已成為我國人工增雨的抗旱利器！

無人機克服載重限制　2年6次投入增雨行列

另外，在無人機增雨部分，雖一般無人機均可飛行1000公尺高，更可以大幅提升增雨劑的施放高度，但無人機首先要克服在有限的酬載重量，納入更多的增雨焰劑，這是中科院在無人機增雨技術上最重要的議題。執行人工增雨的問題是酬載重量有限，如何在單位體積內納入更多的增雨焰劑為中科院克服的主要議題；此外，增雨焰劑的燃燒速率也須滿足中科院藉由研發無人機的經驗找出酬載與續航的匹配公式，如此才能有效的運用無人機執行人工增雨作業。

中科院所開發搭載增雨焰柱的增雨無人機，已正式投入人工增雨作業行列，上圖為增雨無人機作業實況。（中科院提供）

近2年已出動6次無人機幫助增雨。（取自經濟部官網）

經過科研人員在山區不眠不休測試場地，模擬增雨劑在雲裡燃燒的情況，提高研發測試效率，獲得參數都驗證中科院研發增雨焰柱中的增雨劑確實對於水氣的凝結是有幫助。目前搭載中科院所開發的增雨焰柱的增雨無人機，已正式投入人工增雨作業行列，近兩年已出動6次無人機增雨，其中112年上半年也出動4次無人機增雨。射高在400公尺以上的增雨火焰彈與增雨無人機，在循序漸進擴充作業量能後，可成為人工增雨的最新利器。