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模型火箭制作
第一节概述
模型火箭的设计和制作是研制模型火箭的两大支柱。模型火箭制作分单件制作和批量制
作,前者多为个人行为的手工制作,后者那么由厂家采取模具和机械加工;前者用料多为纸
板、木料和塑料板;后者主要使用纸张和塑料制品。
一枚制作精良的模型火箭,不仅是一件得心应手的体育用品或科普器材,而且也应是一
件可供欣赏的精美工艺品。这就要求制作者除具备有关模型火箭的设计和制作工艺知识外,
还应具有艺术鉴赏、艺术创作和实际操作能力。
上一章,我们在讲解模型火箭飞行原理的根底上,介绍了模型火箭的零部件设计方法;
本章将着重介绍手工制作单件模型火箭的材料、工具和具体零部件的加工方法。
第二节材料和工具
一、模型火箭的常用材料
根据?FAI运动规那么,4d局部,航天模型?规定,用作模型火箭的材料必须是非金属,
除发动机的卡钩外,不得使用任何金属材料及其制品。
(一)纸和纸板
纸是一种由植物纤维、矿物纤维、动物纤维、化学纤维或它们的混合物组成的均匀柔软
薄片;具有较高挺度的某些纸那么叫做纸板。
用来零星制做模型火箭的主要是折叠盒纸板,它具有良好的耐划性和折叠性能;此外还
有折叠盒白纸板和涂布折叠盒纸板,这两种纸板都有良好的印刷性能,并可以刷涂料。纸板
可以制做头锥、箭体筒段和尾翼,尤适宜于制做箭体筒段(纸管)。纸适宜于用卷管机进行批
量生产,常用的纸有铜版纸和牛皮纸。
(二)轻木
轻木是一种具备轻质量和高强度的木材,尽管其密度不是最低,但其强度却相当高,即
具有较高的比强度(物质的强度与其密度之比,单位:焦耳/千克)。轻木有良好的加工性能。
因此,长期以来,轻木一直是制做模具(木模)的根本材料。同样,轻木也是制作模型火箭尾
翼和头锥的好材料。
国内用作模型火箭的轻木主要有泡桐、杉和红白松等。商家通常将木料裁成不同厚度的
板材供给。
(三)塑料
塑料是具有可塑性高分子的化合物。工程上常用的塑料有热塑性和热固性两类,热塑性
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塑料具有遇热熔融、冷后变硬的特点,并且这一过程可以反复屡次,因此很适合用来制做模
型火箭。ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、聚氯乙烯、聚苯乙烯等都是热塑性塑料,商
家有板材供给。其中,ABS塑料具有良好的综合性能、容易加工、尺寸稳定,是制作模型
火箭的常用材料。而ABS板那么是手工制作箭体筒段和尾翼的好材料。
(四)复合材料
最常用的复合材料是玻璃钢,它是以玻璃纤维或玻璃布浸渍环氧树脂缠绕或敷设而成的
制品。大尺寸的模型火箭常采用玻璃纤维或玻璃布浸渍环氧树脂缠绕而成。另一种复合材料
是碳纤维(布)/树脂,即以碳纤维或碳布浸渍树脂缠绕或敷设成的制品。
二、制作模型火箭的常用工具
工业上制做模型火箭有专用机器和工具。
对于手工制做模型火箭的爱好者来说,可以参照航空模型选用加工工具。常用工具有:
工作台板、30模型刀、45模型刀、折断式壁纸刀、手锯、钢丝锯、什锦锉、微型台钻或
手钻、直尺、圆规、砂纸、胶纸带、502胶、毛刷等。
上述工具可以根据需要选用。
第三节模型火箭结构和制作
图4.1所示为典型的模型火箭结构,它的特点是结构简单,而且飞行速度较快(相对于航
空模型)。因此制作模型火箭必须认真细致,火箭总体必须做到轴对称,外表光滑。为此,
模型火箭的各零部件必须精细加工,例如4片尾翼应做到形状、大小、厚薄一样,而且必须
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相对火箭轴线对称均布。否那么,火箭飞行轨迹会发生偏离。另外火箭的质心位置应尽可能
地靠前,以便使压心在质心的后面,保证火箭稳定飞行。所以,对于头锥,可以选用密度大
一点的材料;对于尾段和尾翼,那么应选用密度小一些的材料,且厚度要尽可能地薄。
图4.1典型的模型火箭结构
一、箭体筒段
箭体筒段(筒体)是模型火箭的主要零件,它支撑、装载着模型火箭的其它零部件,其外
径即模型火箭的直径。通常使用铜版纸或纸板制做箭体筒段。工业生产箭体筒段以纸为原料,
用卷管机卷压成型,或螺旋卷绕,或平行卷绕;手工生产那么多通过芯模将纸或纸板卷制成
型(图4.2)。此外,也可用轻木片卷压成型、用玻璃布或玻璃纤维缠绕/浸渍环氧树脂成型。
但目前市场上大量销售的箭体筒段多采用薄壁塑料管材,直径较大的箭体筒段那么采用玻璃
纤维/环氧树脂管。
图4.2纸管成型工艺
正式比赛用模型的箭体筒段常采用玻璃钢或碳纤维/树脂制品。
四凯模型火箭公司生产的箭体筒段外径有以下几个规格:φ19、φ22、φ35、φ90毫
米等。
二、头锥
工业生产头锥,通常采用塑料,以注塑或吹塑成型法制造,其尺寸精确,外表光洁。手
工制作头锥可采用轻木块车旋或削制而成,或以纸板制作。用纸板制作,型面难以做到卵形,
通常只能做成圆锥形。头锥应有一段圆柱,圆柱外径略小于箭体内径,以便将头锥的圆柱插
入箭体筒段的前端(参见图4.1)。木制头锥应以砂纸打磨光滑,以利减小气动阻力和便于喷涂
涂料。
三、尾段
尾段是用来安装发动机和尾翼的。但手工制做模型火箭时,最好将尾段与箭体筒段做成
一体。尾段一般采用塑料,以注塑方法制造,但应设法使壁厚尽量减薄,以免尾段质量过大,
使模型火箭质心后移。工业生产的尾段可以做成船形,即其底部直径小于箭体筒段直径,这
样有利于减小底部阻力。
四、尾翼
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尾翼是用来稳定模型火箭飞行的,一般采用3或4片尾翼,且其中性平面应通过火箭轴
线,并对称、均匀分布于尾段周围。工业生产尾翼一般采用塑料压制或注塑成型。手工制作
尾翼可以采用轻木片、纸板或ABS塑料片,划线后用模型刀或壁纸刀切割,注意:各尾翼
大小、厚薄应一致。由于希望模型火箭的质心在压心之前,因此要求尾翼尽可能轻。而纸板
的密度较低,但刚性小;轻木密度也低,刚性比纸板好,而且可以削制得很薄,气动阻力
小,因此以轻木制做尾翼最正确。木制尾翼应注意木纹方向与尾翼前缘平行,以便增加尾翼
强度,延长使用寿命(图4.3)。除纸尾翼和光滑塑料外,尾翼外表应以砂纸磨光,并使其前缘
打磨成圆弧形,后缘打磨成刀口状(即机翼横剖面呈流线形),以利减小气动阻力,参见图4.4。
图4.3尾翼木纹方向图4.4尾翼剖面
五、发动机固定架
图4.5发动机固定架
发动机固定架的作用,是使安装在箭体筒段内的模型火箭发动机得以固定,确保模型火
箭在发射、飞行和回收过程中,发动机不会脱离箭体。由于常用模型火箭发动机的外形根本
相同,而模型火箭直径各不相同,为便于更换发动机,所以需要采用发动机固定架。固定架
通常由套管、固定环和卡钩组成(图4.5)。套管和固定环一般采用纸板制作,套管长度通常为
发动机长度的70%左右,视发动机后端伸出套管的长度而定。一般地,发动机安装后应露
出10~20毫米,以便更换。固定环的宽度应尽量小,以减轻其质量。采用尾段的模型火箭,
尾段本身就含有套管和固定环。如果没有尾段,而箭体筒段内径大于18毫米,将套管(视情
况带或不带固定环)以502胶固定在筒段后端,注意筒段端面与套管端面平齐。如果筒段内
径为18毫米,等于发动机名义外径,那么可在筒段后段两尾翼间的侧面安上卡钩,发动机
即可直接置于筒段内。卡钩一般做成两端折成90°的小钩,钩长约4毫米,卡钩的两钩之
间的长度等于发动机的长度加1~2毫米,参见图4.5。
六、导向管
导向管又叫做发射管,通常采用纸管制做,其尺寸见第三章第三节五小节。粘接导向管
时,一定要注意导向管与箭体平行;如果采用两个导向管,那么一定要保证两个导向管位于
同一直线上,粘接时可以用一根平直的导向杆定位。这一点非常重要,否那么,可能发生一
个导向管套上了,另一个套不上;或者,虽然都套上了,但火箭在导向杆上运动时会因二导
向管稍许错位而发生颤振,火箭出杆后会发生翻滚现象。发射架的导向杆的平直度也至关重
要,它也会影响火箭起飞和飞行的稳定性。
对于如图3.26所示的带有大直径载荷舱的模型火箭,其导向管不能直接粘接在箭体筒
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段上,在筒段与导向管之间应增加一个矩形支座,以便导向管内侧面与载荷舱外柱面相切,
确保火箭在导向杆上自由运动。
如果采取导轨式发射架,那么不需要导向管。
七、回收装置
常用的回收装置是降落伞,是用来使模型火箭缓慢降落的装置,以减轻火箭接触地面时
的撞击力,延长火箭的使用寿命。降落伞由伞布、伞绳和弹性绳组成。一般的高度和留空模
型采用塑料薄膜〔如一次性餐桌布〕制做伞布,按设计要求剪裁;然后以压敏胶纸粘接伞绳;
最后按设计要求将伞绳与弹性绳连接在一起。对于大型模型火箭,最好用薄丝绸或尼龙绸做
伞布,伞绳与伞布以针线缝合牢靠。
剪裁降落伞伞布的方法如下:取正方形伞料,以其对角线的交点为尖点,对折、再对折、
┅┅,叠成8角、16角形;或者对折后,再3折,而后对折、再对折、┅,叠成6角、12
角、24角形;以最短折叠边为半径,以尖点为圆心,用剪刀剪去边角,展开后就得到所需
要的降落伞布。
伞绳采用不易打结的涤纶线绳,或以压敏胶纸粘贴,或以线缝〔绸或尼龙伞〕,比赛用
降落伞的伞绳最少为3根,多不限。
第四节模型火箭组装和装饰
一、模型火箭组装
〔一〕安装尾翼
如果有尾段,先将尾段粘502胶插入筒体后端;然后将尾翼插进尾段的翼槽中,注意:
尾翼后缘(或最后点)应在垂直火箭轴线的同一平面内。最简单的校验方法是:将火箭直立在
工作台板上,用三角板的直角边检查,看它是否与台面垂直。经过校正后,以502胶固定之。
如果没有尾段,那么尾翼直接粘接于箭体筒段上。为保证尾翼中性平面通过火箭轴线并
均布于箭体周围,可采取以下方法粘接尾翼:
首先等分箭体筒段后段,筒段外径为2R,假设3等分筒段,那么以R量取;假设4等
分筒段,那么以R量取。或以下法等分筒段:
以一纸带卷于箭体筒段后段一周,在纸带未重叠的一段(其长度等于筒段周长)内,按尾
翼数均分之(3等分或4等分);然后再卷到箭体筒段后段上,在筒段上标上等分标记。
参见图4.6,在箭体筒段上划出粘接尾翼的(与筒段轴平行的)直线。
在工作台板上以圆规画假设干同心圆,最小圆直径等于箭体筒段外径,按尾翼数,将圆
分成3等分或4等分,通过圆心画等分线,并适当延长。
将箭体筒段立于工作台板上,使筒段与最小圆周重合,并且使筒段上的等分线与工作台
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板上的等分线相对应,将尾翼根部和后缘分别对准筒段和工作台板上的直线,以502胶在翼
根处粘接尾翼(图4.7)。如果尾翼为大后掠角,尾翼后缘超出筒段后端面,那么应于筒段内套
一圆柱体,使筒段后端面抬高到尾翼后缘超出的距离,然后如前法粘接尾翼。为了加强尾翼
的粘接强度,可于尾翼根部与筒段结合处涂一点快干胶,待干后,将其修整平滑。为了减少
筒段与尾翼间的气动干扰,在翼根与筒段接合处,充以填料,并打磨成光滑的圆弧状;或以
截面呈圆弧形的长条(长度等于翼根弦长)粘贴于翼根与筒段接合处,参见图3.29。
图4.6在箭体筒段上划线图4.7在工作台板上安装尾翼
〔二〕安装回收装置和头锥
将降落伞上的弹性绳较短的一头系在头锥上;另一头贴在2.5×40毫米的医用胶布上,
并用订书钉将弹性绳与胶布订在一起;然后将胶布贴到箭体筒段内壁面,胶布最外端距筒段
端面约40毫米。
将降落伞按要求折叠(详见第六章第二节)后,置于箭体筒段内。
将头锥的圆柱段插入箭体筒段。
二、外表处理和装饰
虽然各零部件在制做时都进行了必要的打磨和清理,但在组装过程中难免会沾上灰尘和
异物,在装饰前应该进行一次清理,必要时还要打磨。如果发现在非别离部位有缝隙,应以
填料涂抹后再磨光。
外表清理后,即可进行装饰,自制模型火箭一般需要喷涂涂料,如果有塑料件,不可使
用硝基涂料,最好使用油漆。颜色根据个人爱好选择或进行调配,但应做到美观大方,色泽
协调。底层最好喷涂白漆,如果漆干以后,色泽不匀,可适当打磨后再喷涂一层白漆。待干
后,喷涂色漆,如果以多种颜色组合,那么应先涂浅色漆,而后涂深色漆;喷涂第二道漆时.
应将第一道漆用纸包裹住。每次涂漆,都应待上一次漆干以后进行,并视情况,确定要不要
进行打磨。有条件时,最好使用带喷枪的漆筒进行喷漆。如果制作者有绘画才能,可以在白
纸上绘制图案,贴在箭体适当位置,然后罩一层透明涂料〔清漆〕。
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模型火箭的发射和飞行
第一节概述
模型火箭发射是模型火箭飞行的第一步,发射不了的模型火箭就谈不上飞行,发射需具
备一定的条件,包括场地和发射设备等。
设计并制作完毕的模型火箭,需要进行飞行试验,以验证火箭设计的正确性和制作工艺
的好坏。在确定模型火箭方案时,最好先用纸,制作一个简单的模型进行试飞,以验证模型
设计的可行性,然后进行模型正式设计。设计时应该估算模型的质量,确定模型的质心和压
心位置。根据设计图纸进行选材、制作。对制作好的模型应称重和测质心,以了解制成的模
型与设计的模型之间存在的差异,并尽可能设法消除它们之间的差异。
对已经检验的模型火箭进行实际试飞,以了解其飞行性能。如果试飞结果不佳,那么应
查找原因,排除不利因素后,再行试飞。在飞行稳定的根底上,再设法减轻模型质量,以提
高模型的飞行高度,但是必须保持模型的质心与压心相互位置的正确关系。
下面主要介绍发射模型火箭前的准备工作、发射程序,以及现场出现故障时的处理方
法。
在这里,我们还需要特别强调一点,就是要十分重视模型火箭发射和飞行的平安问题。
第二节发射准备
一、发射场地
发射和飞行模型火箭必须要有发射场地。选择发射场地是很有讲究的。
一般的发射和飞行需要选择一个开阔的场地或草坪,如操场、足球场,但要远离大树、
电力线、高大的建筑物,而且发射场地不能有枯槁的植被和堆积的易燃物,尽量避开飞机和
其它飞行器飞行的空域。发射区的大小,视飞行工程、使用的发动机总冲大小和回收方式而
定。对于采用C型以内的发动机的模型火箭,场地较大时可选用降落伞回收,场地较小时宜
采取飘带回收;对于助推或火箭/滑翔机那么要求场地足够大。此外还要考虑风向的影响,
最好选在一个无风或者微风的天气,这样外界对于模型火箭的飞行影响会小一些。另外,火
箭发射方向应逆风,以免降落时飘得太远。
图6.1发射场示意图
比赛用的发射场地,应该符合国际航空联合会公布的有关规定。要求足够大的场地,以
便划分出发射区、准备区、回收区、跟踪观测区和观看区等(图6.1和6.2)。最理想的比赛场
地是类似高尔夫球场那样的开阔草地。
准备区和发射区处于观众区和回收区之间,以保证模型火箭的飞行轨迹不经过准备区和
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观众区的上空。发射区应避开树木、电线和高大的建筑物,它是运发动发射模型的专用场地。
观看区是供观众及裁判观看比赛的场地,应防止朝阳以利于观察。在准备区为模型火箭的发
射做最后的准备,在此将回收系统和发动机组装到位。准备区应与发射区相邻并保持一定的
距离。回收区是模型火箭要降落的区域,应尽可能地大。
A-标准发射架;B-控制台;C-预埋电线;
D-平安审核;E-成绩统计;
F-准备区;G-观众席;H-发射场办公室;
I-机房;J-中心电台
图6.2标准的模型火箭国际赛场
二、发射架
发射架是支持模型火箭并且引导其按规定方向飞行的装置。导杆式发射架除了底座和导
向杆外,还有一个导流盘。它用来防止发动机工作时产生的高温燃气烧坏发射架下的塑料件
和附近的易燃物。发射架的3个支脚应能保证发射架和模型火箭有足够的稳定性。图6.3所
示为常用的导杆式发射架。
发射时可以根据风力及回收场地的大小适当调整导向杆的方向,使模型火箭迎风发射,
这样可以减小回收的距离。发射装置的朝向应在与垂直线成30°的半倒锥角的范围之内变
化,以防止横向发射,危及地面的目标。
图6.3导杆式发射架
一般情况下,要使用专业厂家生产的标准发射架。如果发射小形模型火箭,发射者可以
使用直径为4毫米的金属杆插在木块上与地面构成一个简易的发射架,导向杆长度不小于
700毫米。导向杆应该光滑而且笔直,以模型火箭上的导向管套入后能自由滑动为宜。如果
导向杆不直,就有可能影响火箭出杆后的飞行稳定性。发射前还应该检查一下火箭的导向管
与导向杆的配合,将火箭置于发射架上,以手指轻轻抓住火箭筒段前端,沿导向杆向上提拉,
检查移动是否顺畅,是否有阻涩现象。如果导向杆生锈,需用砂纸打磨光滑,再用软纸擦拭
干净。
发射架除常用的导杆式发射架外,还有导轨式发射架、发射塔等。导轨式发射架用三根
或四根金属圆管作导轨,内侧面分布圆略大于箭体直径,箭体不需要导向管〔图6.4〕。这种
发射架适合用于正式比赛,也可用于发射大型模型火箭。
发射塔是依据真实的火箭发射塔缩比设计而成的,配上模拟发射控制台就能使发射者产
生身临其境的感受。它更适合于在游乐场等地方使用。
三、发动机
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在模型火箭飞行前,应该先从厂家提供的发动机系列中挑选适合该模型火箭的发动机,
对于正式比赛那么应该根据有关规定选用发动机。选择发动机的根本参数是,发动机的总冲
的大小和延时时间的长短。延时时间的长短要使火箭惯性飞行至最高点时,其延时剂刚好燃
烧完毕,弹射剂及时翻开回收装置为宜。
模型火箭的飞行高度在很大程度上取决于发动机的总冲大小。模型火箭发动机的类别就
是根据发动机的总冲来区分的。对于大多数模型火箭爱好者来说,适宜的发动机,是根据发
射者试飞自己的火箭来确定的。当然,在试飞以前,发射者应根据自己箭体的质(重)量、性
能,选择适当类别的发动机,必要时应进行高度估算。
一般情况下发动机是放在塑料袋内密封储存的。不使用时别开封,更不要使发动机与水
或者其他液体接触,以防止受潮而失效。
四、回收装置
根据?模型火箭平安规那么?,模型火箭必须带有回收装置,以确保其降落的平安性。通
常情况下,所使用的回收装置是降落伞和飘带。
对于降落伞,大家都很熟悉。模型火箭上使用的降落伞一般是圆形或正多边形的,市售
降落伞多呈六角形,六个角上分别系有伞绳。降落伞的伞面多为塑料薄膜或丝绸。
图6.5降落伞的折叠方法图示
现在,我们介绍一下,装伞的方法。装伞前,先要在筒体内塞入一个棉纸团(充当阻燃
物,以防止高温燃气将降落伞烧坏),其松紧程度以刚好堵住箭体筒段的内孔为宜。一般市
售模型火箭的降落伞,可按图6.5所示步骤进行折叠,最后在折叠成圆柱状的伞端,包上一
小块棉纸,再装入筒体内。为确保降落伞顺利推出筒体,可于绵纸团和折叠好的降落伞外,
撒上适量滑石粉。对于参加比赛用的降落伞,一般面积较大,所以更应注意其折叠方法。以
6根伞绳的降落伞为例:以伞心为顶点,以一伞绳接点与伞心连线为一边,折叠平整;以相
邻伞绳接点与伞心连线为另一边,折叠平整后,对折覆盖到上面;再以其相邻伞绳接点,与
伞心连线为一边,折叠平整后,再对折覆盖到上面;照此顺序折叠,折成斜三角形;然后参
照图6.5的第二步,沿伞半径方向折成3或4叠,再卷成圆柱状;只是伞绳不要绕在伞外,
而是将卷成圆柱状的伞的无绳端,用阻燃软纸包住后,装入箭体筒段;最后将伞绳以波浪形
放入筒体内。比赛时,为了延长留空时间,可将弹性绳的连接点固结在箭体筒段的质心处〔外
外表〕,使之水平下降。以延长留空时间〔图6.6〕。
飘带式回收装置较降落伞受气流的影响要小,而且降落速度快,回收的半径也要小得多。
一般情况下,将飘带折叠成圆柱形装入筒体内。同样道理,需要塞绵纸团和在折叠好的飘带
外包一小块绵纸,并撒上适量滑石粉。比赛时,为了延长留空时间,应该注意飘带折叠方法,
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一般折叠成锯齿状或弓形(图6.7),弓形是在锯齿形根底上,再沿锯齿中间折叠一下就成。与
降落伞留空模型一样,飘带的弹性绳连接点,也要固结在箭体筒段的质心处〔外外表〕,如
图6.8所示。
6.7飘带的折叠方法
此外,需要注意的是:降落伞长时间装在箭体内容易老化变硬,造成折痕,在装伞前有
必要用滑石粉对降落伞进行揉搓,以减少折痕的产生。
五、点火系统
点火系统包括点火装置(电点火头)和点火控制装置。根据使用场合和发射方式,点火控
制装置有如下几种形式:点火控制器、齐发发射装置、发射控制仪和模拟发射控制台等。其
主要作用是引燃电点火头,使发动机正常点火、工作。
点火控制器是最常用的单发点火控制装置,由电源(5号电池4节)、导线、平安键、通
路指示灯和按钮等组成。点火控制器的使用方法是这样的:发射前先拔下平安键,由发射者
保管;将控制器的导线与电点火头的导线连接好,然后待所有人员撤离后,将平安键插入控
制器的插孔,电路指示灯亮,表示线路已经接通,可以点火发射了,按下按钮即可。如果电
路指示灯不亮,那么应该逐项检查电池是否安装到位、电线是否接触良好、点火头是否接通
等等。如果电路系统正常而不能点火,那么应该更换点火头。还有一些应该注意的问题,我
们将在“平安检查〞局部讲解。点火控制器的优点是体积小,便于携带,操作简便,适宜于
野外单件操作。
齐发发射器是一种可同时发射多枚模型火箭的点火控制装置。它由电源、控制盒、平安
键和多路点火导线组成。其使用方法与点火控制装置根本相同;不同的是,电源外接点火线
路由“单路〞变成了“多路并连〞而已。使用时不能让任何一路点火导线短路。发射前要检
测电源能量是否充足(外接电源建议使用12伏特蓄电池)。这种装置的特点是增加了模型火箭
发射的趣味性和欣赏性。
发射控制仪是一种多功能的点火控制装置,可按选定的时间间隔依次自动发射多枚模型
火箭,同时还可以采用“一路多接〞的方式进行齐发和间隔齐发。其主要组成局部有电源、
控制电路和点火线路,操作时按操作说明书进行。其具有倒计时、线路检测、发射间隔调整
等多种功能。
模拟发射控制台采用220伏特电源,具有发射塔控制、仿真语音系统、倒计时、点火、
外接音响和控制指挥输入接口等多种功能。适合科学普及教育和娱乐场所使用。
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第三节平安检查
模型火箭发射前的各种准备工作做完以后,还要对发射的各个环节进行全面的平安检
查。只有在确信发射不会对人员或周围的环境造成任何危害时,才能进行发射。此项检查包
括发动机、发射架、回收装置、模型的可飞性、点火系统及发射场地等几个方面。
一、发动机
发动机平安检查分如下几局部:
检查发动机是否出自国家注册厂家的正规产品。不应该用假冒伪劣产品。
检查发动机是否受潮。主要是检查发动机的壳体和喷管是否受潮;受潮的发动机不能使
用。
检查发动机是否受到严重挤压;严禁使用壳体出现裂纹、喷管受损的发动机。
在大量使用发动机及比赛前,要对发动机性能及可靠性进行抽检。
二、发射架
发射架稳定性检查。包括发射架整体的稳定性、导向杆的稳定程度,导向杆和底座是否
连接牢固;导向杆是否光滑等。
在无风的环境中,导向杆与地面的夹角不应小于60。如果有风,导向杆应朝着迎风
方向作适当调整。
三、回收装置
检查弹性绳与降落伞(飘带)绳、头锥和箭体筒段连接是否牢固,以保证回收过程中,回
收装置不会与箭体脱离。
检查降落伞(飘带)折叠得是否正确,要按说明书的规定去做。
检查绵纸团松紧是否适宜及降落伞(飘带)的防护情况,以保证回收装置不会被烧环。
四、模型的可飞性
稳定性检查。模型要从结构上保证有足够的稳定性,或者说模型的整体应符合稳定性设
计。
尾翼检查。尾翼应该粘接牢固,翼面光滑且与箭体轴线平行,几个尾翼均匀分布在尾段
的圆周上。
导向管检查。导向管应粘接牢固,且与箭体轴线平行,如为两个导向管,应在一条直线
上。
卡钩检查。卡钩应紧贴发动机套管,有足够的弹性,装上发动机后不应晃动。
五、点火控制装置
首要的是点火控制装置中的电池应符合规定的电压要求,安装时接触良好。两个接线夹
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短路后,插入平安键,这时通路检查指示灯应该亮。两个接线夹应该保持干净,以确保其与
点火头接触良好。
六、发射场地
检查发射场地是否符合?模型火箭平安规那么?中有关的规定和要求。这里我们需要特别
讲明的是:发射场地应该足够大,而且周围无易燃、易爆物品,无高架电线、大树、高大建
筑物等。
第四节模型火箭的发射程序
在组织模型火箭的发射活动时,特别是大型的发射活动时,应该明确分工,并制定一套
严格的发射程序。发射时严格按照发射程序组织发射,这样既可以保证发射平安,又可以提
高发射的成功率。
典型的模型火箭发射程序如下:
1)选择发射场地。发射场地应符合?模型火箭平安规那么?有关的规定和要求。
2)安置发射架。发射架应平稳地放置于地面,导向杆和发射架组合牢固、发射方向调整
适当。
3)平安检查。按上一节所述平安事项进行检查,检查合格后才能进行下一步操作。
4)组装模型火箭。按照要求组装回收装置、电点火头和发动机,将组装好的模型火箭平
稳地安装在发射架上。
5)连接点火线。拔下点火控制器的平安键,所有人员撤离到5米以外后,再接通点火线。
6)点火发射。待所有人员撤离到平安区以后,插入平安键,这时通路指示灯亮,按指挥
员的点火口令进行点火发射。发射完毕,应立即拔出平安键,以免造成下次使用时意外点火。
7)回收模型火箭。模型火箭在回收装置的作用下平安落地后,由回收人员将箭体回收,
以备再次使用。
第五节发射高度和留空时间测量
进行模型火箭正式比赛时,有专用设备和专职人员进行观测记录。平时我们自己进行试
飞时,也需要大概估计一下模型火箭的飞行高度。这里,我们介绍两种简单的,用目测估计
高度的方法,它适用于没有风的天气;以及用秒表测量时间的方法。
一、高度测量和计算*
其一,在发射场上,我们画一个正三角形ABC,其单边长度最好等于或大于模型火箭
的预期飞行高度,也可视场地大小确定。在C点放置发射架,在A和B点分别站立一名观
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测者,当模型火箭从C点垂直起飞时,A、B两点的观测者以喊话(包括用无线电)或旗语形
式联系,同时目测火箭飞行的最高点C’。各人自己估计自己的视角(火箭飞到最高点时,视
线与水平面的夹角)α(图6.9)。这样,我们就可以按下面的公式计算火箭的飞行高度
式中,h1和h2分别为A和B观测到的高度,为二人观测到的平均高度。之所以采取
正三角形的原因,以便判断两名观测者的视角差异,如果采用仪器观测,就可以依据场地采
取任意三角形。
其二,在发射场上画一根长为模型火箭预期飞行高度两倍的直线AB(其长度以c表示),
如果有风,直线应与风向平行,在直线中点M设立发射架。当火箭垂直起飞时,A、B两点
的观测者,同样以喊话等形式联系,同时目测火箭的飞行最高点C,两人各自估计自己的视
角A和B。这样,我们即可按下式
计算火箭的飞行高度(图6.10)。
实际上,模型火箭不可能绝对垂直飞行,因此,前面的两种计算模型火箭飞行高度的方
法只能是近似的。
图6.9模型火箭飞行高度简测法1图6.10模型火箭飞行高度简测法2
如果有两架经纬仪,那么可分别设于A和B点进行观测,通过第三者以声音或光学方
法联系,使两架经纬仪同时观测到火箭飞行的最高点,那么用上述的方法,可以更加精确地
计算出火箭的飞行高度。参照图6.9,我们将直线AB定为基线,一般取AB=c=300米,在
A点和B点各设一台经纬仪。模型起飞后,两台经纬仪跟踪飞行的模型火箭,当模型火箭到
达最高点C’时,记下每台经纬仪的方位角和仰角,ACB==180-(1+2),应
用几何学方法可以计算出AC和BC的长度分别为b和a(C点是C’点在地面的垂影):
以及A点测得高度h1和B点测得的高度h2:
及平均高度为
这与公式(6.1)~(6.3)是一样的。国际比赛中,每个观测点取两台经纬仪跟踪飞行中的模
型火箭,并指定最好的一组经纬仪作为主要跟踪装置,首先使用其测量数据。计算高度时,
要求每个测量点根据跟踪数据计算得到的高度,必须与两个测量点计算得到的高度相差不到
10%。
二、留空时间测量
对于留空模型,模型飞行的总时间从模型在发射架上第一个动作开始,直到其飞行结束
为止。精确测量飞行时间采用精密计时计。平时飞行时,可以采用秒表测量,测量者用目测
观看模型起飞,同时按下秒表,到模型触地停止,即得模型飞行时间。通常,测量时间是有
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限的,计时员只测到规定的时间,而不管模型还在继续飞行。如果模型飞行时间小于最大测
量时间,那么测到模型落地为止。
正式比赛时,视模型使用的发动机大小和回收装置不同,最大测量时间也不一样。例如,
使用A型模型火箭发动机和飘带回收的模型火箭,最大测量时间为180秒;使用D型发动
机和降落伞回收的模型火箭,最大测量时间为660秒。
第六节发射现场故障处理
在发射和飞行的过程中,由于种种原因,常常会出现一些故障。这就要求我们,针对现
场的具体情况,做具体分析,并且及时诊断出问题的所在,给予排除。通常会遇到这么几种
故障:通电后发动机不点火,模型飞离发射架后摆动、倾斜、不开伞,或开伞后头锥与箭体
筒段别离,等等。
在模型火箭装配完毕并正确地装到发射架上,如果点火通电后不能使发动机点火工作,
这时,首先应该检查整个点火系统的接触状况是否良好;点火控制器所使用的电池是否符
合要求,安装是否到位;如果这些都没有问题,就要检查电点火头,一般在发射场地,都采
用更换电点火头的方法来处理这种问题。如果电点火头已经引燃,说明电点火头没有插到
位,或发动机受潮。如果是前者,那么重新插电点火头时一定要将电点火头与推进剂药柱接
触;如果是后者,那么应更换新开封的发动机。
如果模型火箭点火起飞以后出现摆动或者倾斜飞行,应该对回收的箭体做仔细分析:首
先,检查模型火箭的尾翼安装是否符合要求,是否有倾斜或分布不匀的现象。补救措施是更
换合格尾段,或更换箭体。其次,检查头锥和箭体的配合是否过松,如果配合太松,火箭起
飞后,头锥就会在气流的作用下偏斜。补救措施是在配合面之间垫适量的纸片,或更换配合
较好的头锥。
如果模型火箭正常起飞后不能正常开伞,应对回收后的箭体,检查其降落伞是否正确折
叠〔正确折叠的降落伞在箭体内应能自由移动〕、绵纸团是否堵得过紧或过松〔太紧那么摩
擦力大,太松那么走气,易烧坏降落伞〕。下一次组装时,应该注意做好这方面的工作。
本文发布于:2023-03-01 11:10:09,感谢您对本站的认可!
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