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最近一直在论坛上关注有关科创号探空火箭的讨论,对广大网友的热情和激情非常钦佩,对网友们的建议也进行了一些思考和研究。本人从事的是机械机构设计和加工工作,平时喜欢琢磨飞行器之类的模型,偶尔也帮人做几个模型用于试验。结合我本人的知识和工作经验,针对探空试验这项工程提出一些个人建议,以期抛砖引玉。
1.试验的目的和实现途径
既然名为探空火箭,就先要明确探空的目标高度和试验项目,考虑清楚需要取得哪些数据,这些数据如何记录和获取等诸如此类的问题。
发射和飞行过程中的环境条件与地面相比要恶劣得多,其动载荷也很难用理论公式计算,在缺乏设计经验和地面验证条件下,不妨借鉴和参考公开资料的探空火箭开展设计,可以达到事半功倍的效果。
2.有效载荷设计和火箭总体方案
有效载荷的结构和方案是整个试验的核心,一定要紧密围绕试验目的开展设计,与火箭的连接和分离尽量采取可靠和成熟的方案。
为便于试验观测和有效载荷回收,建议将模型火箭涂装成醒目的颜色,在级间有颜色区分,回收的有效载荷应结实、可靠,具备防水、防潮、防坠毁功能,最好安装电子跟踪器。
采取合理的火箭长度和直径比,发动机的级数,装药量,可以根据齐奥尔科夫斯基公式来计算飞行的末速度和高度。
3.动力系统匹配和地面试验
动力系统是将火箭推到指定高度的关键,根据火箭的总体需要,确定动力系统设计方案,在参加飞行之前应进行2~3次的地面性能验证试验,对发动机的推力、工作时间等进行较为准确的评估,用地面实测的数据去演算飞行情况。经地面试验验证的合理参数尽量沿用到飞行试验中,有条件的话对发动机同时进行备份生产,即一套用于飞行,另一套用于地面试验验证。
4.控制、电气功能实现
火箭可能采取多级分离的方式,控制程序和电气指令需要在地面进行多次验证,分离的环节应有足够的成功次数积累。
5.发射和回收场地以及空域管理
火箭的发射和回收应选取空旷、平整的场地,以便于观测,参试人员应在掩体内,做好必要的防护措施。回收区应无高山、水塘、大河、楼房、高压电线等巨大障碍物,以方便有效载荷的回收。发射前后应避免空中有飞机等飞行物经过,应与有关部门协商,让其配合试验,确保安全。
6.试验准备、组织和实施过程中的安全注意事项
试验准备和组织过程中会涉及到很多火、化工品的制造、储存、运输和使用环节,有一定的危险因素,需要加强安全防范意识。在各项工作过程中,积极采取必要的预防措施,比如产品接地、防雷、人员释放静电、禁止烟火、轻拿轻放等,可有效降低风险,为人身安全提供切实保障。
参试人员在试验前做好分工、确定岗位,提前磨合,试验现场应组织有序,试验过程中应做好无关人员的疏散和安全保障工作。
火箭发射后,肯定会有一些坠落物散落在发射和回收区域附近,对可能造成的破坏和人身伤害一定要有充分的认识,试验前应做好预案组织工作,防范火灾、坠落损毁等。
本试验是一项较大的系统工程,需要有一个团结、稳定和高效的核心团队来组织实施,彼此间应分工明确,又能紧密配合。如果试验能顺利实施,一定能使组织能力和专业技能得到很大提升,大幅提高论坛的人气和知名度,激励更多的爱好者向更远大的目标探索。
本人已有数年的工作经历,在结构设计,零部件加工、材料选用和强度计算方面有些经验,期待着能为此项工程做些力所能及的贡献。
希望论坛越办越好,项目能够稳步推进,最终获得圆满成功!
科创用户 沉默
2011年6月5日
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