WASA-E2型1.5km射高50mm探空火箭发射成功
2015年1月22日由 于仡昂 领导的羽翼探空运载火箭试验箭WASA-E2Wing Aeronautics and Spase Administration-Experiment 2)在辽宁省丹东市发射成功。本火箭的具体介绍见下文。
一。羽翼探空运载火箭试验箭WASA-E2Wing Aeronautics and Spase Administration-Experiment 2)设计
(一)概述
1.         WASA-En系列探空运载火箭试验箭,旨在研制出一类造价低廉,简单可靠,性能优越的探空运载火箭,用于对近地空间环境进行探测,对近地空间资源进行开发试验的火箭。可用于气象火箭,地球物理火箭,生物实验火箭,,核试验火箭,空间技术实验火箭和微重力实验火箭等各个方面用于完成不同种类(主要是作为气象火箭,用于探测高空大气<主要是平流层和中间层大气>热力学参数,如<大气温度,压力和密度>和动力学参数,如<风场>)的探空任务。
2.         WASA-E2火箭由结构系统,发动机系统,回收系统,电路系统四大系统组成
A.结构系统
WASA-E2火箭的结构系统,包括头锥,仪器仓,回收仓,电源仓,发动机,尾段和滑块等部件组成,其功能是安装连接有效载荷,仪器设备和动力装置,储存推进剂,保证火箭能稳定飞行,承受地面操作和飞行中的载荷,维持良好的气动力外形和保证火箭的整体性。
B.发动机系统
      发动机系统的功能是产生推力,以推进火箭运动。WASA-E2火箭使用的是固体火箭发动机,由燃烧室,喷管,中间底,主装药和点火装置组成。
C.回收系统
      回收系统主要用于回收箭头和箭体,回收箭头是为了回收有效载荷,回收箭体主要是回收火箭发动机和箭体结构,WASA-E2火箭主要应用于气象探空火箭,所以回收降落伞还可以用作感风部件(测风装置),作为有效载荷的组成部分。
WASA-E2火箭的回收系统由回收仓结构,气动减速装置,火工装置,回收控制装置以及标位装置组成
D.电路系统
      探空火箭电路系统的功能是,根据不同的用途和不同类型火箭的工作程序正确的发出程序指令,控制有关仪器和执行电路完成各种动作,达到探测和实验的目的WASA-E2火箭的电路系统由程序电路和供配电电路组成
3.         发射场的功用是,对WASA-E2探空火箭进行发射前准备,实施发射及发射后的组织回收
(二)探空运载火箭试验箭WASA-E2研制阶段
  1.航电设计
    航电采用的是kc314GPS模块,其主要负责采集大气数据,火箭自身数据,和控制开伞等工作,其可以收集的数据有温度,湿度,气压,三轴加速度,姿态倾角,GPS实时回传定位等。
QQ截图20151121150257.png


QQ截图20151121150328.png


        2.结构设计
本枚火箭箭体部分图纸由openrocket软件制作,头锥图纸如下。


头锥为60mm尼龙棒车制,箭体材料为pvc,尾翼材料为3mm铝板由M3螺丝固定在焊在发动机上的尾翼座上
openrocket设计(仅为参考,实际制作为手绘草图,未发表)
openrocket整体.png


openrocketpdf.png


openrocketpdf2.png


头锥图纸
照片.jpg


尾翼连接处焊点
QQ截图20151121151246.png


QQ截图20151121151225.png


3. 发动机设计及制作
  发动机壳体材料为40cr
40cr钢材资料如下
成分:碳0.370.45%,硅0.170.37%,锰0.50.8,铬0.81.1
退火硬度:小于207HBS
正火硬度:小于250HBS
抗拉强度1000MPa,屈服强度800 MPa,延伸9%,断面收缩45%,冲击韧性588.3千焦/平方米
综合价格来看,40cr无缝钢管非常适合做火箭发动机
喷口为拉瓦尔喷口,收敛角80度,扩张角60


图纸如下
照片 007.jpg


照片 001.jpg


照片 008.jpg


照片 009.jpg


燃料选为RNX,模具图纸如下,隔热层为40mmpvc
照片 003.jpg


照片 004.jpg


    4。 回收系统
  伞面材料为涤纶,开伞药为硝化纤维,开伞装置图纸如下
照片 005.jpg


照片 002.jpg


照片 006.jpg


至此,设计工作完成
(三)实际建造工作
各部分图纸及要点在上文已经详细介绍,在这里不加赘述,只张贴些许图片作简要介绍
1.RNX火箭推进剂的制作
3f7e04ec196af940.jpg


IMG_20150212_194610 (800x449).jpg


切开一内孔打歪的报废药柱,显示毫无气泡
IMG_20150215_181754 (800x600).jpg


2.发动机试车后检查
IMG_20150128_182819 (600x800).jpg


IMG_20150128_182839 (800x600).jpg


IMG_20150128_180755 (600x800).jpg


隔热层损害还是蛮大的
IMG_20150128_182809 (600x800).jpg


3.GPS实时回传定位
IMG_20150125_134401 (800x600).jpg


其他的由于电脑一次重装导致数据丢失,不完整,就不赘述了
4.整箭组装
psb.jpg


图为我和火箭的合影
IMG_20151121_153734_BURST1 (593x800).jpg


至此,实际建造工作完成
(四)火箭发射
发射场进入发射架(中间蹲着的是我,旁边两个是发射当天被我抓来当苦力的的同学)
psb (1).jpg


psb (2).jpg


火箭点火
psb (3).jpg


火箭出架视频




点击此处查看视频
火箭直冲云霄
QQ截图20151121155639.png

QQ截图20151121155815.png




















照片 010.jpg

psb (600x800).jpg

[修改于 4 年前 - 2015-11-21 20:43:59]

来自:航天航空 / 喷气推进
 
2015-11-21 16:03:19
1楼
期待飞行数据
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2楼
想看看开伞部分的详细结构。麻烦楼主了。谢谢。[s::hug:]
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落叶兄(作者)
3楼
关于数据回收,
      发射后,发射团队立刻用电脑对箭载GPS进行跟踪,但在发布发射指令后约14s左右,突然接收不到信号(后来分析可能是因为接插件因剧烈震动松动导致),之后发射指挥人员按照预案,于30s后发出强制开伞指令,并由发射前所测得的地面风向预估降落地点


https://www.kechuang.org/t/70066


     这个帖子就是在发射后一天内发的,当时降落的火箭还未找到,所以一直耽搁着
重大突破出现在发射第三天,我抱着试一试的态度在发射当天所圈出的可能着陆地点处寻找

QQ截图20151121162133.png


图中红圈为发射地点,小黄圈为后来所搜寻到地点,大黄圈为预估地点

结果真的找到了,不过看到后让我心都碎了
如图
IMG_20150214_141008 (800x600).jpg


显而易见,伞根本没打开,拿回家后进行检查
IMG_20150209_074934 (600x800).jpg


这是开伞活塞,经检查,开伞药根本没被点燃,电点火头没发火,经过多次试验及分析,最后终于找到元凶,也是GPS失灵的元凶--------火箭发射时的剧烈振动使电源线插头松动(我又复制了一个箭体,把航电按原来的情况装进去丧心病狂的上下摇动发现不经减震处理的航电与火箭外壳不时发生些许摩擦,一次摩擦倒不算什么,但持续小幅度震摆导致电源插头偏离插座),至此回收装置宣告失败




有些人会问,那整理这点东西也不至于十个月吧,为啥你今天才发。在这里我想跟大家道歉,在回收系统宣告失败后我一直试图导出发射后14s内的火箭收集的数据,直到上个礼拜我才彻底发现这是不可能的,再加上我今年六月份参加中考,所以一直延到今天,


对于这枚火箭,我想更理性的去看待它,至少,他为我下一次发射提供了经验




以上就是本项目的全部报道
+1  学术分    1211   2015-11-21   非常精彩的研究报告。
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4楼
+我  问问你写问题
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5楼
表示遗憾。深深的理解由于一些没考虑到的小问题而导致失败的痛楚[s::'(]。 开伞部分结构可否详细公布? 话说降落伞缠绕的那么厉害 确定即使开伞药点火成功,开伞也没问题么?
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落叶兄(作者)
6楼
引用 富二代创始人:
表示遗憾。深深的理解由于一些没考虑到的小问题而导致失败的痛楚。 开伞部分结构可否详细公布? 话说降落伞缠绕的那么厉害 确定即使开伞药点火成功,开伞也没问题么?
感谢回复,现在来看,这么火箭也可以算是去年发射的了,其实综合来看,这枚火箭还是有很多问题的,比如,降落伞没有减震,说实话,现在来看,我想即使开伞成功也未必能成功降落,当时做这枚火箭的时间实在是太短了(因为要中考),从设计到最后发射不到30天的时间,这么来看,其实成果率还是蛮高的,对此我已经满足了。



现在我在忙着建立高中的火箭社团,由于没有先例,我准备申报,我当第一任社长,关于社团建设,恳求大家能给点意见


关于开伞,我们高中学习特别紧,管得严,一个礼拜能只能休半天(算是我们市最好的高中了)所以要是再写一篇像这样的贴,恐怕又得麻烦大家等一段时间了
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7楼
引用 落叶兄:
感谢回复,现在来看,这么火箭也可以算是去年发射的了,其实综合来看,这枚火箭还是有很多问题的,比如,降落伞没有减震,说实话,现在来看,我想即使开伞成功也未必能成功降落,当时做这枚火箭的时间实在是太短了(因为要中考),从设计到最后发射不到30天...
幸苦了!  社团的话。。。。我今年也建立了一个《创新物化》(主要是搞物理化学的)。 才开始人确实不好招,最好有什么作品拿出去展示展示这样会吸引很多的兴趣爱好者。之后的话就是团队管理了,一段时间要有一定的活动(大小不限)不然社员们感觉没事做就会渐渐的失去兴趣什么的了。。。。 你要去带动大家。 然后就是团队合作什么的了。。。。[s::loveliness:] 加油!
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落叶兄(作者)
8楼
引用 富二代创始人:
幸苦了!  社团的话。。。。我今年也建立了一个《创新物化》(主要是搞物理化学的)。 才开始人确实不好招,最好有什么作品拿出去展示展示这样会吸引很多的兴趣爱好者。之后的话就是团队管理了,一段时间要有一定的活动(大小不限)不然社员们感觉没事做就...
但我们学校没有社团展示这一方面的,现在我还在申报,不知道怎么招人
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9楼
我想说的是,高手在民间
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10楼
火箭制造得很棒,在下只是有个小小的地方有疑问,就是你的喷嘴扩张角度感觉好大?
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11楼
感觉你箭体的长径比和发动机的扩张比取得有点大。另外,药柱打中孔上车床用钻头吧,省事又精确,也不会有危险,当然,是药柱完全凝固过后
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12楼
好!希望能发个帖子具体讲航电
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13楼
引用 落叶兄:
但我们学校没有社团展示这一方面的,现在我还在申报,不知道怎么招人
请将损坏的kc314b寄回广州课题组,我们可以提取数据,并给你更换一个新的kc314b
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落叶兄(作者)
14楼
引用 warmonkey:
请将损坏的kc314b寄回广州课题组,我们可以提取数据,并给你更换一个新的kc314b
嗯,谢谢哥哥,现在学习任务比较紧,等寒假的时候再发。多谢了
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15楼
向楼主致以最深切的慰问。
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16楼
事实证明,使用超长的非金属材料制作箭体,即使开伞失败火箭坠毁,也可以有效保护航电系统。另外,尾翼是三合板?
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落叶兄(作者)
17楼
引用 power_rdx:
事实证明,使用超长的非金属材料制作箭体,即使开伞失败火箭坠毁,也可以有效保护航电系统。另外,尾翼是三合板?
发射前几天,由于设计失误(上文有介绍)临时将铝尾翼换下,又按新尺寸紧急做了一个新的
多谢魔神回复

的确有一定保护作用,但实际上电路板从中间撕裂,上图不明显
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18楼
下次再搞不要用任何接插件,即使用我现在只用航空插头,再有就是把电子设备用树脂灌封起来。
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19楼
引用 落叶兄:
发射前几天,由于设计失误(上文有介绍)临时将铝尾翼换下,又按新尺寸紧急做了一个新的
多谢魔神回复

的确有一定保护作用,但实际上电路板从中间撕裂,上图不明显
事实上芯片之类的电子元件可以承受极大的过载,比如普通的U盘和SD卡,可以承受1500个g而不会损坏,所以如果在电路外面包几层泡沫,可能连电路板都不会坏呢。
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20楼
引用 enterprise:
下次再搞不要用任何接插件,即使用我现在只用航空插头,再有就是把电子设备用树脂灌封起来。
树脂灌封,可维修性巨差,可以考虑石蜡或者松香,防震固定效果基本接近树脂,解体维修容易。
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21楼
有专门固定电子元件的固定胶。插接件用胶固定一下就好了
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22楼
那还叫没有气泡=_=


只不过总体来说,还不错,只是未进行足够的安全实验就飞行=_=



加油
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2015-11-22 08:23:51
23楼
射高50mm,只能说呵呵,把单位改改吧。
射高50mm,只能说呵呵,把单位改改吧。
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24楼
WASA-E2型1.5km射高50mm探空火箭发射成功
看看单位?50mm???????
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25楼
引用 飘飘飘:
看看单位?50mm???????
呵呵,难不成直径1.5km?








这语文学的,我给满分
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26楼
年纪轻轻,志向远大!!
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2015-11-23 08:15:26
27楼
WASA-E2型1.5km射高50mm探空火箭发射成功
WASA-E2型1.5km,射高50mm探空火箭发射成功。
WASA-E2型1.5km射高直径50mm探空火箭发射成功。
WASA-E2型1.5km射高,50mm探空火箭发射成功。对于的态度只能,呵呵。孔乙己你读过书么..........
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2015-11-25 21:11:07
2015-11-25 21:11:07
28楼
在发射现场的时候和你与火箭合影的时候,尾翼是不一样的,
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2015-11-27 07:00:08
2015-11-27 7:00:08
29楼
卧槽,楼主牛逼!!!穷苦学生党发来贺电!
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30楼
从视频上看出嫁速度可能有点不足,KNER燃料初始推理不够大是硬伤
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落叶兄(作者)
31楼
引用 佛面:
在发射现场的时候和你与火箭合影的时候,尾翼是不一样的,
嗯,这个在上文说过,在发射前由于设计失误在非常急迫的情况下以新尺寸用胶木做的尾翼。上文有具体介绍
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32楼
引用 FROZEN巨擘:
年纪轻轻,志向远大!!
+1[s:20]
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33楼
猫猫加油~
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2016-01-09 01:04:11
2016-1-9 1:04:11
34楼
为楼主的实践精神点个赞![s:328]
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2016-01-10 13:53:52
2016-1-10 13:53:52
35楼
喷口的设计貌似不是很好
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36楼
请问一下电路板是从哪里学的 很头疼 不会做,
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2016-01-11 09:53:02
37楼
初始速度还有很大提升空间,降落伞和伞绳要按一定的顺序折叠在空中才能按顺序打开,胡乱缠绕的成功的可能性不大,要加油啊。
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2016-01-19 17:14:25
2016-1-19 17:14:25
38楼
只为楼主点个赞,真是好样的
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39楼
楼主你的航电设备哪来的?跪求途径
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2016-02-05 14:26:54
2016-2-5 14:26:54
40楼
楼主的发动机好厚啊。。。我的也是40Cr材质,壁厚只有1.5mm不到,完全可以承受工作时产生的压力
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2016-02-07 12:32:16
2016-2-7 12:32:16
41楼
顺便问一下,Open Rocket的图纸怎么正确保存?(如下第1、2图)你的纸质图纸是怎么编辑、制作并打印出来的?(如下第3图)求lz帮助!

@落叶兄
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42楼
应该是有悲有喜吧,下次注意就行
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2016-02-08 11:46:41
43楼
根据楼主资料,我可以推出以下结论

楼主的燃料大约占总重0.28
所用燃料 rnx
我之前的knsu火箭,燃料占总重的0.2
考虑到楼主喷然比不合适以及knsu比冲比rnx高
所以两枚火箭的射高应该差不到哪去




我的那枚火箭,载有航拍 记录出来从发射到坠毁,一共14s
而楼主的信号消失在14s
可以推出,楼主的火箭也是在14s坠毁


事故原因很有可能是OPENROCKET的发动机选择不当(一般来说是在工作时间长度上的错误)
导致预计射高过高,然后开伞过晚
所以,楼主的实际射高为250m
一个佐证为
为何在发动机工作时的那几秒没有出问题,而在基本失重的时段出事故?
明显是坠毁
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44楼
另外可以看出楼主经验不足


扩张段角度 喷然比都不对
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45楼
另外感觉楼主早都可能自己推出这个结论(从那14s的gps上)
所以,楼主可能故意隐瞒实情
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46楼
假如说我的推论成立,那么楼主也不可能根据1.5km的射高来推出着陆地点,所以楼主可能涉及造假,所以楼主的学术分也要被撤@1211


当然,这是建立在我的推论成立的情况下


以上,仅代表个人观点
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47楼
另外,根据楼主的rnx燃料棒,可以看出存在大量气泡


我的rnx燃料棒(实心)不带气泡也才735g,所以楼主带上中空后,绝对不到735g
所以0.28还算高的,我估计0.25不到
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48楼
刚刚又看了下楼主燃料质量约为420g,并且只会低不会高(不算隔热层)
楼主火箭质量为2875g,燃料占总重0.15


我之前的knsu 带上隔热层100g的燃料,隔热层多重忘了,按照80g燃料算,0.16




另外,由于上午的燃料信息看错
喷然比计算失误
我用我之前推测出来的公式算得楼主最大喷然比300


300 。。能飞起来就不错了
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2016-02-09 20:35:02
49楼
腻害,逻辑思维紧密
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