40mm小火箭制作到发射
李奕辰
玩世不恭2024/09/06原创 喷气推进 IP:山西

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前言:  可以说 就是从零开始。 在这个暑假里 想做一些勇敢的尝试,所以我决定去尝试去做我的第一枚火箭。可能结果会不尽人意,但是我相信过程的精彩永远大于结果的重要。而且也不会惧怕失败,大不了从零又开始。


制作过程:

火箭的主体我把它分为三个部分 分别是 “降落伞部分”“定角度开伞部分”“固体发动机部分”

下面的是我在openrocket上模拟的三维草图

屏幕截图 2024-09-06 204915.png = 1725628547465.png

箭体采用的材料是pc透明管 连接件 与整流罩 以及尾翼 外壳都采用的是pla3d打印材料

降落伞部分:

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大致原理:降落伞下方是一个带线的圆片 将线拉紧后弹簧收缩 同时将线固定在连接件处 线的一端连接点火线 点火线点燃燃烧棉线 线烧断后释放弹簧弹性势能 最后降落伞弹出

b6fca97da58a9c61d553032da4f8e9ee.mp4  点击下载

注:视频中降落伞捆绑方式有问题 所以没有完全弹出 改进后就没有这种问题了

尺寸:

降落伞  直径1m

弹簧 直径35mm长300mm粗1.5mm

1725629274445.png

定角度开伞部分:

1725630748487.png

大致的原理:

通过使用arduino mini来接收传感器mpu6050陀螺仪的角度反馈 最后控制9v升压模块输出电压 点燃点火头

140c362787731f8b45f643c7bee0e71.jpg

右图就是定角度开伞模块的设计草图

因为之前也已经发过文章了 我就不过多叙述了 下面是文章链接

定角度开伞模块


固体燃料发动机部分:

采用的是30mmX160mm 喷喉为6mm的发动机

1725631937469.png

整体是采用较为成熟的方案 发动机是直接从朋友那购买的 现在还不具备这种加工能力 我把发动机的具体参数以链接的形式分享

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/s/6cxalntk

下面是两次我试车视频 knsb 与ap669的两次试车

ap669:

ea7f2eef1def3b770e9dceb5dbbd56a6.mp4  点击下载

knsb:

b4184a0ca0296d43dd379d0e5b76e4d9.mp4  点击下载

这个发动机的稳定性比我预期的要好很多 我个人建议这种东西可以直接去买现成的 确实也让我少走了很多弯路

火箭尾翼部分:

尾翼帮助火箭在飞行过程中保持稳定,防止火箭在发射和飞行时出现倾斜或旋转,确保飞行路径的准确性。尾翼的设计可以优化火箭在高速飞行时的气动性能,减少空气阻力,提高发射效率。

这是openrocket上我对单个尾翼的平面设计

屏幕截图 2024-09-06 222831.png

下图为3d草图 我通过两个模块最后组成一个整体

屏幕截图 2024-09-06 223628.png 屏幕截图 2024-09-06 223555.png

成品效果

3bd95c2eb4b47b3d040f609ebefb29b5.mp4  点击下载

微信图片_20240906210550.jpg


火箭静平衡:

静平衡确保火箭在发射时保持正确的姿态,避免因重心与气动力中心不一致而导致的倾斜和不稳定。稳定的飞行姿态对于顺利进入预定轨道至关重要。静平衡状态使得推进系统的推力能够均匀地作用于火箭,避免因重心不均而导致的失速或偏航现象,从而优化推进效率。

为了达到火箭的平衡 我在头锥处加装了一个20g的配种

1725633858628.png

屏幕截图 2024-09-06 223741.png

采用的是环氧树脂灌入固化的方式  这使得火箭头部重量更加加均匀 同时效率也很高

火箭的静平衡在保证飞行稳定性、提高控制精度和确保结构安全等方面发挥着重要作用,是火箭设计和发射过程中不可忽视的因素。

火箭发射架的设计:

3d打印件搭配上16mm口径的pvc水管

屏幕截图 2024-09-06 224842.png

屏幕截图 2024-09-06 224800.png

可以说这个东西是最重要的 我在这次发射中主要的失误就出在了发射架上 我预留了1~2mm的间隙以免我的火箭夹在发射架上 但这也直接导致了发射姿态的变化 ......

火箭发射:

可能结果不尽人意 但是我在其中学到很多 

因为起飞姿态的问题 所以导致火箭倾斜飞出

0580019e61059b1753505b2b394a3d5d.mp4  点击下载

下图是截的几张图片

微信图片_20240906210315.jpg 微信图片_20240906210311.jpg 微信图片_20240906210545.jpg

视角2


bb71c1d436473bb7a5d85728b80464d6.mp4  点击下载

经过这次事件,我对火箭发射过程有了更深刻的理解,也更加明确了如何改善工作流程。未来,我计划:


1. **制定更为详细的发射准备计划**,确保每一步骤都有清晰的标准和检验流程。

2. **总结发射经验**,持续进行数据分析,形成系统化的知识库,为今后的发射积累经验。


总之,这次小火箭发射事件为我提供了宝贵的学习机会,也让我更加坚定了在航天技术领域努力前行的信念。通过不断学习和改进,我相信未来我能够为火箭发射的成功贡献自己的力量。


+25  科创币    虎哥    2024/09/07 项目管理水平不错。
来自:航空航天 / 喷气推进动手实践:实验报导
6
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~~空空如也
yushu
3个月25天前 IP:浙江
937140

对我很有参考意义

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虎哥
3个月25天前 修改于 3个月25天前 IP:四川
937152

希望楼主阐述工程目标和设计依据,增加一些定量的数据。

因为起飞姿态的问题 所以导致火箭倾斜飞出

这句话感觉是废话呢,倾斜飞出不就是一种起飞姿态吗,化简以后得到“因为起飞姿态问题,所以姿态倾斜”。这个“因为”和“所以”之间可有因果性?

其实对于为什么会歪,可以做许多分析,查明原因。而楼主其实并没有去仔细查明。这篇文章达不到精选标准,但内容组织和项目管理是很丝滑的,应该鼓励。其实楼主前两篇文章也很不错,但有一个共同问题:有技术,无思想(理论、分析、思考、总结、改进)。这篇文章结尾搞得跟小学生作文差不多,说了一堆空话,不免让人想起小明戴着鲜艳的红领巾,在国旗下发表讲话。。

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玩世不恭作者
3个月24天前 IP:山西
937154
引用虎哥发表于2楼的内容
希望楼主阐述工程目标和设计依据,增加一些定量的数据。因为起飞姿态的问题 所以导致火箭倾斜飞出这句话感...

谢谢你指出的问题 我也意识到我的文章缺少一些逻辑性或者严谨性 而且最后一段话确实很假 大 空我一开始想的是得有一些总结 但是我并没有总结到点上 写的过于空话 感觉像是自己也没有意识到问题  谢谢你提出的意见 我会好好改进的


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信仰は儚き人間の為に
3个月24天前 修改于 3个月24天前 IP:广东
937172
引用虎哥发表于2楼的内容
希望楼主阐述工程目标和设计依据,增加一些定量的数据。因为起飞姿态的问题 所以导致火箭倾斜飞出这句话感...

结尾感觉是gpt写的,正常人不会看不到自己写的md加粗语法显示不出来。

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吉东周
6天15时前 IP:上海
940665

楼主你好,首先做的很棒!然后想问下,您这套降落伞的机械开伞部分,可以再写得详细一点吗?

比如,弹簧底部和外壳怎么固定?用于拉紧释放弹簧的绳子捆在哪?如果可以的话,我想买一套你的机械开伞模块,期待您的回复!


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coconut
4天13时前 IP:上海
940710

会不会是火箭初架速的问题?看起来你这架子有点短,可能是出架速度太低了,太低了会飞歪的,大概30m每秒吧,可以不歪, openrocket这个软件也是有仿真出架速度的,可以去看一眼


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