星云科技N-2.1A二级火箭发射(多图预警))
XYSC2023/01/24原创 喷气推进 IP:辽宁
关键词
二级knsb水银开关

航电中水银开关的工作原理是加速度方向骤变,水银由于惯性相对火箭向上运动而触发。但此时是加速度反向,即火箭达到最高速度开始减速,而不是火箭达到最高点开始下落一是伞绳很容易被扯断,而是大大减少火箭射高。但这个方法很适合作为第二级点火的控制信号。

我们利用水银开关的这种特性设计了如下二级点火模块。

mmexport1674207423051.jpg

水银开关可行性测试


mmexport1674528871645.mp4 点击下载

火箭发动机使用了6061作为外壁,酚醛树脂浇筑喷口的knsb发动机。

发动机试车及相关数据


VID_20230124_110220.mp4 点击下载

IMG_20230118_135549.jpg

IMG_20230124_110116.jpg mmexport1674529211745.jpg

确保无明显设计问题后,我们进行了二级火箭的发射。

mmexport1674207420226.jpg IMG_20230120_144326.jpg IMG_20230120_145839.jpg


VID_20230124_104451.mp4 点击下载

然而就在发射现场,第一个情况发生了,发动机内孔堵塞(可能是由于浇筑时内孔模具拔出过早,燃料尚存在流动性,以致内孔堵塞)点火头无法伸入底部,端面燃烧以至于推力严重不足。

与此同时,第二个意外情况也发生了,二级点火模块未能正常启动(或许应该庆幸没有触发二级点火而伤人)。返回后拆卸SD卡,检查其中记录的高度数据,然而此时又发生了第三个意外,未记录到任何数据。

PS:发一个无控一级火箭发射视频


mmexport1673359524719.mp4 点击下载

mmexport1673358858203.jpg

估算射高约500m

总结:1.发动机制作当引以为戒,不该忽略knsb未固化时存在的流动性。

2.二级点火及高度计模块均未正常工作的原因还未找到,初步估计是由于室外温度低,焊点存在灰锡化倾向,以及暴力安装,焊点断裂。

3.疑似气动外形有问题,重心过低,大幅度降低火箭稳定性

这次发射行动虽然惨败,但也为我们下一步工作奠定了方向,飞天是人类长久以来的梦想,航模火箭的研发绝不应视同儿戏,更不应操之过急,每个细节都必须反复斟酌,认真以待。

mmexport1674207429925.jpg

来自:航空航天 / 喷气推进
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~~空空如也
zsjzsj
1年2个月前 IP:湖南
915025

不错啊,学习了

楼主给了我二级火箭的灵感

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free731
1年2个月前 IP:湖南
915054

希望楼主再接再厉。这里建议在设计火箭的时候就计算好重心压心,并且在制作完后可以先手抛看一下稳定性如何。说实话,这么大直径的金属机,测出来的推力感觉有点低了。lz如果觉得有必要的话,可以适当调整一下发动机的尺寸。建议不是很成熟,希望能够帮助到楼主。

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XYSC作者
1年2个月前 IP:辽宁
915061
引用free731发表于2楼的内容
希望楼主再接再厉。这里建议在设计火箭的时候就计算好重心压心,并且在制作完后可以先手抛看一下稳定性如何...

重心和压心已经在考虑调整了,发动机那里,露在外面的其实是试车台的外壳,发动机本体是32mm的6061铝管

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free731
1年2个月前 IP:湖南
915076
引用XYSC发表于3楼的内容
重心和压心已经在考虑调整了,发动机那里,露在外面的其实是试车台的外壳,发动机本体是32mm的6061...

lz能否把您的发动机尺寸以及相关的模拟计算发出来,我也可以借鉴借鉴。还有,lz是否用相关软件进行过基础的火箭仿真?感觉这个火箭尺寸比较奇怪,尾翼的形状也有点问题。如果不方便更改,可以多加点配重提高重心。

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Zhang_TTL
1年2个月前 IP:山东
915134

水银开关不稳定,不推荐使用,可以使用加速度计配合单片机代替。

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虎哥
1年2个月前 IP:四川
915327
引用Zhang_TTL发表于5楼的内容
水银开关不稳定,不推荐使用,可以使用加速度计配合单片机代替。

水银开关是一个重力开关,或者说本质上是一个加速度开关,考虑火箭的加速度(要包含重力加速度),很容易知道是不能用来作为开伞开关的。而且水银惯量大,对震动敏感,很容易误触发。

这篇文章内容尚属详实,本来是可以精选的,但发射时多人近距离围观,没有掩体或遮挡物(连个盾牌都没有),存在严重安全隐患,反而应该批评。

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XYSC作者
1年2个月前 IP:辽宁
915394
引用虎哥发表于6楼的内容
水银开关是一个重力开关,或者说本质上是一个加速度开关,考虑火箭的加速度(要包含重力加速度),很容易知...

虎哥批评的是,这一代火箭准备得匆忙,没有搭载降落伞和定位模块,所以当时安排了较多人观测火箭高度角以便寻找残骸,再加上发动机已经过多次测试,确实没有考虑到当时那种飞不起来的情况,下一代火箭会搭载开伞和定位模块,就不会有人员围观了。

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warmonkey
1年1个月前 修改于 1年1个月前 IP:广东
916872
引用虎哥发表于6楼的内容
水银开关是一个重力开关,或者说本质上是一个加速度开关,考虑火箭的加速度(要包含重力加速度),很容易知...

水银开关作为级间分离信号是可行的。发动机关机,会导致加速度迅速由正值变为负值。从以前一些实验的加速度测量数据分析,发动机工作时的振动不足以使加速度计跳跃到负值。

开伞需要精确的判断垂直方向的完全失重,这就需要陀螺仪辅助测量倾斜角度。如果不是精确的垂直向上飞行,只要存在水平速度就有空气阻力,三轴加速度矢量和永远不会为零的。

气压计触发是可行的。开孔位置适当的条件下,测得的气压即为静压。飞行到接近最高点时,气压变化较慢,有利于准确在最高点触发。


关于掩体,可以做个实验:围观群众戴头盔,用隐藏的弹弓打过来一个鸡蛋,有多少人能及时正确躲避。

除非围观群众都是训练过的运动健将,我觉得更有可能是自己冲过去以头接蛋。

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