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多级火箭级间分离机构设计
2022/06/07
IP:福建
摘要:通过电磁阀和其他机械结构配合完成火箭多级分离的操作

本帖并无实践验证,仅供参考!

设计初衷:在业余爱好者间,目前主流的级间分离机构大多都是靠上面级的引擎暴力分离级间段,容易造成箭体姿态偏移、下面级的降落伞被烧灼等可能会造成事故的风险,因此决定设计一种鲁棒性高、结构稳定、机械性的多级火箭分离机构

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采用直流电磁推拉式阀门:(12V)

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原理:通过电磁铁卡住上面级的机构(比如上面级延伸下来的铁棒)起到固定的作用,再通过飞控控制电磁铁的开合,从而起到分离的作用,

流程:

一级燃料用尽(传感器探测或计时电路发送信号给飞控)→电磁阀门开→等待0.5秒,二级发动机点火,分离完成

设计:

下面级:电磁阀四个,每90°安装一个

上面级:延伸出直径5mm,长2.5cm,中心打孔(孔径比电磁阀的活动铁棒直径稍大即可)的铁棒4个,每90°安装一个,可通过AB胶、焊接等方式固定

通过电磁阀的活动铁棒穿过铁棒的中心孔来起到固定作用,需要分离时飞控控制电磁阀开即可.

草图:

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飞控具体细节后续补上,若有硬伤敬请批评!

4年5个月前IP:陕西
904829
1楼

我以前也有这种想法不过考虑到这种火箭很大没有资金搞所以放弃多级火箭了


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Vannnnna作者
4年5个月前IP:福建
904845
2楼
引用巧氪鲤发表于1楼的内容
我以前也有这种想法不过考虑到这种火箭很大没有资金搞所以放弃多级火箭了

这种机构适用于直径≥50mm的箭体,且包含发动机、航电在内的整体成本可以控制在300元已内,较适合低成本实践研究分离机构

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1
Vannnnna作者
4年5个月前IP:福建
904846
3楼

航电决定使用ARDUINO控制,相比树莓派等开发版具有低成本、代码易编写等特点

该火箭的所有发动机拟使用自带点火头(点火头在堵头封装时就已插入),以便减少分离操作的复杂度,提高安全性

一级发动机燃料燃尽之后火箭的加速度会降低,那么使用加速度传感器读取当前加速度并和随时刷新的最高加速度作对比,如果加速度降低(发动机工作完毕)就控制四个电磁阀打开,卡勾机构松离,延时一段时间(给机械机构一定运行时间)之后二级发动机点火,两级彻底分离

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4年5个月前IP:广东
904883
4楼

似乎下面级和上面级之间并不是紧密连接,仍有晃动的空隙,有可能引入不稳定性。

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4年5个月前IP:江西
905050
5楼

为啥不用爆炸螺栓啊,这种鲁棒性还是要低一些啊。


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评论(1)
Vannnnna作者
4年5个月前IP:福建
905054
6楼
引用WernerPleischner发表于4楼的内容
似乎下面级和上面级之间并不是紧密连接,仍有晃动的空隙,有可能引入不稳定性。

上面钢棒使用锥形圆孔,下面级插销使用带锥度的插销,可有效减少在飞行时箭体连接处垂直和水平的晃动

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3年1个月前IP:江西
925486
7楼
引用巧氪鲤发表于1楼的内容
我以前也有这种想法不过考虑到这种火箭很大没有资金搞所以放弃多级火箭了

目前我也有这个想法但由于资金不足还没开始但我并不打算放弃等我攒钱之后就弄

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我也是有底线的