该项目最初的目标是：设计制造一枚36mm外径的固体火箭，完成可控的二级分离与点火，箭上搭载摄像机、航电数据采集回传系统以及GPS定位器，在飞行过程中采集航拍视频，记录并回传高度、加速度、姿态数据，确保收集到完整的飞行数据。

    火箭箭体原计划使用3D打印制造，但经测试发现打印件那可怜的Z方向强度在长径比25的火箭上异常的脆弱。为了有足够的强度最后使用了40*38的碳纤维管作为箭体，所有连接套筒使用38*36插入长度两倍径的碳管制造。

    火箭的开伞与分离点火原计划使用主航电完成二级的点火与开伞，一级独立进行延时分离（一级不回收）。但经过水火箭使用气压开伞无一误动作的先例后果断给火箭画了开伞分离小板并进行了测试。火箭的一二级开伞与点火分离均使用气压方案。

    级与级之间的分离：采用热分离的方法，二级发动机点火后工作产生的大量高温高压燃气将第一级火箭抛离。

——————————制作——————————

1.航电

    为防止火箭烂尾航电作为了最先设计制造的的设备

    因为火箭没有涉及到姿态控制仅进行数据回传与开伞，不需要性能特备强悍的单片机同时为了加快项目的开发进度使用了Arduino Nano 的单片机ATmega328P作为主控。

    IMU为MPU6050

    气压计为BMP280

    GPS模块为E108-GN02D

    无线数传为A39C-T400A22D1a

    在确定了器件后，航电经过了几次的迭代

右下角为最终的数据记录航电，一二级开伞点火控制在最后因为小火箭布线极不方便所以单独画了三块小板子控制。

开伞的控制逻辑是使用气压计判断垂直上升率大于8m/s后等待到达最高点后下降5m点燃点火头。

间级点火的逻辑是使用气压计判断垂直上升率大于8m/s等待高度大于160m后点燃点火头。

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开伞药使用的是绯红之粉

KS.mp4 点击下载 ‎0.8g

降落伞伞布使用的是尼龙，伞绳使用的是0.8mm的凯夫拉纤维线（无图），伞布折叠好后使用玻璃纤维布包裹。

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2.箭体

    箭体使用40*38的碳纤维管作为主体，使用38*36的碳纤维管作为连接套筒（套筒的双边延升长度为箭体的两倍径）

1.发动机固定

发动机与箭体的连接使用的是3D打印的转接环＋碳管打孔后使用机米螺丝拧上

碳管上所有的孔都是使用3D打印件辅助钻的

2.尾翼的定位与固定

在使用OpenRocket上确认尾翼尺寸后使用使用CNC把尾翼碳板切割出来

1.通过3D打印的辅助工具对尾翼进行定位（定位时可以使用快干一点的胶水）

2.使用电工胶布做好树脂R角的限制

3.混合好环氧树脂使用3D打印的圆刮板刮好树脂R角（使用粘度高一点的2小时环氧树脂）

4.裁剪好合适大小的玻璃纤维布，对不希望碰到树脂的地方缠好电工胶布

5.使用24小时环氧树脂把玻璃纤维布手糊到尾翼上

6.固话后把尾翼打磨平整，然后在涂上一层薄薄的环氧树脂

3.其他

头锥、相机舱、航电支架均使用3D打印制作

连接均为碳管打孔+机米螺丝

3.发动机

两台发动机的内弹道曲线都是在openMotor确认的（图片没了）

1.原发动机

    发动机原计划是使用两台30直径的一次性碳机，发动机的参数如下

    发动机使用偏置中孔装药

    隔热为1mm的纸

    发动机直径：30mm

    发动机长度：忘了（时间太久了，还把模型删了）

    设计总冲：185Ns

    设计工作时间：2.2s

    设计装药：180g

    燃料：KNSB

    设计平均工作压力：2.19Mpa

    设计最高工作压力：2.8Mpa

    发动机喉径6.4

    发动机出口直径12.4

    扩张比3.75

这台发动机拥有极高的装药比（比Winter的61%还高，但是因为年代久远我忘记了具体数值了）

发动机的堵头与喷管均使用光固化打印制造，使用环氧树脂粘合在碳管上。喷喉使用3个6.4mm的碳钢垫片，发动机的点火也提前封装进了堵头。

装药：

第一次试车：

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第二次试车：

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两场试车的数据

在发动机爆炸前两台发动机的工作都非常优秀，后面推力下降是喷管型面被烧蚀效率下降所致

第二台发动机甚至是减装药试车（怀疑第一次是隔热的问题所以第二次试车有一段药柱是气模冷却装药）

两台发动机试下来出现了很匪夷所思的问题：发动机都在推力压力下降的过程中发生了爆炸（绝对不是隔热的问题）

有做复合材料的前辈来解释一下为什么吗？

2.新发动机
    碳机的两次试车失败且找不到原因后，果断跳回了复用金属机的怀抱

    发动机的喷管与堵头均采用316L不锈钢3D打印制造，耐压壳体使用无缝6061-T6铝合金管制造，喷管与堵头使用卡簧固定

    发动机的参数如下：

    发动机使用C孔装药

    发动机直径：36mm

    发动机长度：251mm

    隔热为2mm的PVC管

    设计总冲：180Ns

    设计工作时间：0.8s

    设计装药：180g

    燃料：KNSB

    设计平均工作压力：6.X（忘了）

    设计最高工作压力：6.X（忘了）

    发动机喉径5.7

    发动机出口直径16

    扩张比7.87

第一次试车：

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因为发动机固定方式的问题，推力数据直接作废

第二次试车

装药前发现过量的表面活性剂可以降低燃料的燃速，为了降低推力并延长发动机工作时间，我决定给第二台发动机加入了燃料质量百分之一的月桂醇硫酸酯铵。

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第二次试车的推力曲线与拍扁的仿真一模一样

试车的具体参数如下：

平均推力：72N

工作时间：2.5S

总冲：178N-S

比冲：96.3S

H级发动机

试车完后对发动机的各项参数的非常满意，上箭的发动机没有做任何的更改直接CV了一下。

因为使用了C孔装药而且比较成功，所以分享下我的C孔药柱制造方法：

1. 使用仿真软件确定模具的几何数据。要考虑实际生产的难度，比如我的窄边宽度是5mm木棒＋聚四氟乙烯胶布的厚度

2. 使用激光切割机切割出药柱固定模具

3. 使用聚四氟乙烯胶布包裹住药柱芯棒

4. 装配好模具装药

    6.在等待药柱冷却的过程中时刻注意收缩的药柱，注意补齐药柱液面

    7.等待完全冷却

    8.大力出奇迹脱模

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4.发射架

    发射架就没撒好说的了，就激光切割的支架＋不锈钢管+打印件辅助固定

5.点火器

    点火器使用120m长的二芯屏蔽线＋继电器

———————————发射——————————

    在准备好所有东西后在学校与同学进行可一次除点火外的彩排，随后便收拾好东西放学后直奔发射场地。

然后就是固定好发射架——>装配航电——>航电全部上电——>火工品安装——>等待航电初始化——>发射

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发射✓

二级点火X

一级开伞✓

二级开伞✓

回收X（GPS--0）

最大高度647m

最大速度119m/s

    在火箭发射一级发动机关机后，因为在地面脑抽忘记了在一二级之间绑一圈电工胶布，一级直接在空中不受控分离了。又因为二级的点火小板在一级伞舱里，而二级的点火条件是到达160m高度，这使二级直接就失去了点火的机会。

    而GPS在地面第一次搜星成功后，我发现运动相机没开随后又重新拧下头锥打开相机，相机搞定后又检查了一下GPS的状态。在确定没有问题后重新拧上头锥，殊不知在拧头锥螺丝时碰掉了GPS的连接线，而发射时我确认了一次GPS位置没有留意卫星数量发射全过程GPS卫星数0-0。

    在二级落地后的1小时里，我都能完整的接收到无线数传的信号，甚至在田里玩起了无线电测向，但最后直到电脑电量告急都没有找回火箭。

    发射火箭一定一定一定要有发射检查单！！！

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    通过二级火箭的设计制作及发射使我在这半年的时间里学到了很多，我对因为我的“小问题”造成最后的发射失败深表歉意，辜负了许多Kcer的期待，在此更要感谢科创基金的支持与无私的基金。

    欢迎大家在楼下进行交流讨论，本人的语文水平较差请多多包涵。