WASA-E2型1.5km射高50mm探空火箭发射成功
落叶兄2015/11/21喷气推进 IP:辽宁
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

XXXXS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 8年6个月前 - 2015/11/21 20:43:59]

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来自:航空航天 / 喷气推进
59
 
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~~空空如也
chemistry02
8年3个月前 IP:四川
808033
@落叶兄 你的OpenRocket里的设计是怎样让他含发动机的?发动机怎样自定义参数?Rocket Design式怎样将级数设定为1的(我的级数是二,详见下附件)?求助!


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落叶兄作者
8年3个月前 IP:辽宁
808082
引用 FROZEN巨擘:
h13的推理有道理。
根据LZ结论:剧烈震动导致电源插头松动。如果是这样的问题,那应该在火箭发射离架的几秒内信号就会中断,不应该有14秒这么久。也就是说,14秒时火箭就已经坠毁了。那自然30秒后的开伞指令就没有任何意义了,开伞活塞根本就不...
     非常感谢两位朋友指出问题,也深深佩服两位严谨,实事求是的科学探索态度,更十分感谢两位提出的客观中肯的建议
    接下来我逐个回答两位的问题(帮我@下h13)
     首先再重申一下火箭航电的组成,由kc314和gps模块和四通道遥控模块组成。
     关于射高:1.5km是仿真的结果,真实的高度随着航电数据的丢失也不得而知,关于火箭的弹道是由发射的影像与仿真的弹道估算出来的 。在模拟中所用的发动机为软件自带的发动机,在设计发动机时也是用的所选用的发动机图像所设计的。我觉得最有可能导致高度偏差的原因是我们对燃料几项基本参数的不确定,比如压力系数,燃速系数的范围值很大,无法进行准确的计算,最后只能用估算的方法设计出原始发动机并留足一定安全余量,最后用试车来得出真实推理,最后用得出的数据改进发动机 。而在原文也说过,整枚火箭制造时间短,也是由于经验不足等不可忽略的客观问题。照常进行了发动机的热试车,但没进行数据收集。在年前急匆匆的进行了发射。      所以您所说的   似乎设计本就有较多的缺陷(有些是相当严重的),整个研发过程可以说是“漏洞百出”,早已注定了失败。  是非常正确的,我也从中总结出了许多经验教训,相信在接下来的工作中会有改善。但不可排除由于发动机质量的减轻射高1.5km的实际射高的预算是准确的,这个我们还在做进一步的总结与计算
     关于预估着陆点:文中说了,在14s时gps发送了最后一个位置信号,在接下来的三天内,火箭的位置一直未能确定,因为发射前我们团队因为认为既然火箭上有gps定位回收装置,就没有对当天发射场的风向等参数进行测量。所以即使在发射后也因没有携带任何测量风速的装置而无法补救。最终只能用最后一次gps所发挥的数据当作中心在周围寻找。
     关于开伞:火箭坠毁后我们也一直在分析原因(在文中也说过)巨擘所提出的:从整个研制历程分析学习,不应该只着眼于“电源插头松动”这种问题,并推以全责,这是相当幼稚的。 这点我们接受这中肯的建议。经过两位朋友的分析,在14s坠毁或许是最有可能的结论,但由于当时的燃料知识欠缺的原因,我们一直不相信火箭的飞行时间仅为短短的14s,在h13提出问题后我们并没有不作为,而是重新进行了一次试车(包括重新制造了燃料)得出的推力和设计确实有极大差距(这个是我们负责燃料的成员进行的),证实了两位的观点。我们也为我们在总结时的不成熟的思想与技术失误向大家道歉,这枚火箭的射高可能真的远不足设计射高那么多。
     关于火箭的名称:watk指的是羽翼航天探空(tankong)发射的第一枚火箭,但后来我成立了羽翼航空航天社团这枚火箭就理所应当的成为羽翼探空运载火箭试验箭WASA-E2(Wing Aeronautics and Spase Administration-Experiment 2),试验意味我们社团的主要三个成立者为社团建立发射的试验箭这样的。我们在13年发射了一枚仅有发动机的不能叫做探空火箭,但那枚火箭成为了:试验箭一,因为那确实是我们走出的第一步。我们接下来发射的火箭就属于项目箭了,命名为WASA--PX,或者由几名快进度成员发射的先导箭,我们又引《楚辞*离骚》中的骐骥,“道夫先路”将这类火箭命名为“WASA--骐骥X”
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落叶兄作者
8年3个月前 IP:辽宁
808084
引用 chemistry02:
@落叶兄 你的OpenRocket里的设计是怎样让他含发动机的?发动机怎样自定义参数?Rocket Design式怎样将级数设定为1的(我的级数是二,详见下附件)?求助!
这个,你加我qq吧,1055820885我跟你细说下,最近真的很忙
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chemistry02
8年3个月前 IP:四川
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引用 落叶兄:
这个,你加我qq吧,1055820885我跟你细说下,最近真的很忙
我一般不加陌生人qq,如果要加不许骗人
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chemistry02
8年3个月前 IP:四川
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引用 落叶兄:
这个,你加我qq吧,1055820885我跟你细说下,最近真的很忙
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FROZEN巨擘
8年3个月前 IP:广东
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引用 落叶兄:
非常感谢两位朋友指出问题,也深深佩服两位严谨,实事求是的科学探索态度,更十分感谢两位提出的客观中肯的建议
    接下来我逐个回答两位的问题(帮我@下h13)
     首先再重申一下火箭航电的组成,由kc314和gps模块和四通道遥控...
落叶兄(F52)回复了 @h13  来看看吧
解答满意[s::)],LZ可以把采集到的数据带回OpenRocket进行模拟啊[s::)]一起进步吧[s::lol]
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wei
8年3个月前 IP:河北
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连接线最好焊死,另外尾翼可以加舵机配合陀螺仪,arduino自动调整向上飞行
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七公里垃圾站职业技术学院
8年3个月前 IP:河南
808197
引用 FROZEN巨擘:
落叶兄(F52)回复了 @h13  来看看吧
解答满意,LZ可以把采集到的数据带回OpenRocket进行模拟啊一起进步吧
嗯,共同努力
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