发射一枚40mm微型固体火箭
薛定谔_KNSU 2021-12-6原创 喷气推进
关键词
固体火箭硝糖火箭自制火箭模型火箭可回收火箭

从20年末入坑那阵到今天已经一年多了,也没有正经发过什么文章,那就拿之前发射的微型火箭糊弄一下吧。当时基本没什么基础,望多多包涵,也希望指点出问题。

该作品从21年春节开始设计,于21年四月份发射,总历时三个月,期间也学习到了许多有关知识。图纸将另想办法发在本站,并希望能得到诸位火箭大佬们的指点。

1,设计

火箭整体采用pla打印和管材结合,内部有部分硬质纸板构件(当时水平较低),发动机采用可循环固体发动机,燃料为二茂铁(后换为氧化铁)催化的knsb燃料,采用555短路计时器,控制硝化纸开伞。发射架采用可调式设计,便于发射不同口径微型火箭

整体图:

IMG_2958.JPG

2,建造&加工

火箭的openrocket模拟数据由于时间久远已经找不到了,只记得预计飞行高度100m左右,稳定性在3左右。头锥形面采用抛物线,尾翼并未考虑飞行速度,采用了梯形尾翼。

箭体设计

IMG_3091(20210415-225752).JPG

45DC6EA1-DD95-4343-88B7-73DAB38933FA.PNG 68C8E991-EFB5-437F-94C4-492F9FF81552.PNG 5C957BF2-9BB9-4843-A3FA-5873653FD9CF.PNG 5C9DE85F-FE38-4053-B434-05C4262FA0E1(20210316-224.JPG

(很多照片都消失不见了请原谅)

3d打印件成品图:

IMG_2395(20210320-114031).JPG

ps:切记留足公差,打磨箭体真的很费劲

箭体为外径40mmpvc水管,侧面开了摄像机窗

IMG_2442(20210321-131259).JPG

内部使用纸板搭建了航电以及发动机固定支架

IMG_2504(20210322-231335).JPG 7D49D73A-D1D4-4F75-AD86-C1D818DC0396(20210319-024.JPG

发动机固定顶端使用铜板作为加固

IMG_2569.JPG IMG_2572(20210326-013242).JPG


虽然看起来很不靠谱,不过实测强度足够。

发动机设计

发动机采用6061铝合金作为壳体,堵头,喷口为304不锈钢,壳体壁厚2.5mm

srm模拟数据如下:

attachment icon 20mm.xls 1.48MB XLS 14次下载

IMG_3810.JPG

IMG_3087(20210415-225748).JPG IMG_3092(20210415-225753).JPG IMG_4388.PNG IMG_4392.JPG IMG_4455(20210617-194252).JPG

发动机使用氧化铁催化knsb试车视频:

IMG_2420(20210320-212352).JPG


77160B6AD200ADA2448C86900752B5E5.mp4 点击下载


IMG_2429(1).mp4 点击下载

二茂铁催化knsb试车视频:

IMG_2434(20210320-225933).JPG


FinalVideo_1617461847.207147.mp4 点击下载


FinalVideo_1616253225.345068.mp4 点击下载

也进行了一次很危险的动态试车(即便是将操场完全清空,但也是严重错误,请勿模仿,且接受批评教育)

发动机测试达标

001_WC-EditVideo_1(2).mp4 点击下载

航电制作

航电采用的是555计时器搭配电位器,通过电容充电时间控制开伞,启动前由一根与发动机喷口相连的短路线控制,一旦发动机启动,将会熔断短路线,计时器将会倒计时5秒并触发开伞系统。以防万一,还搭载了一块微型遥控接收板,作为双备份开伞

摄像机由于经费紧张,随意购买了一个,画质很堪忧,不过可以大致看到图像

3D93EC32-437B-48FB-9397-4C5DC0ADFB2E(20210315-230.JPG CDF6F223-EEC9-49AB-B90A-4B8D3348D462(20210315-230.JPG

0C0C782D-1921-4B4D-90D7-2F13E5073F98.JPG 23790C7C-2393-44C5-B8EE-F30858A986C7(20210315-232.JPG

计时器测试视频:


001_WC-EditVideo_1(1).mp4 点击下载

装载降落伞后开伞视频:

剪断的即为短路丝

IMG_2856.mp4 点击下载

内置支架与发动机组合照

E1674439-3BA3-489E-90E3-2281355635DB(20210319-024.JPG IMG_2820.JPG

发射架制作

发射架整体是由我的同学加工的,皆为工地废料,具体过程我不是很清楚,直接发图 IMG_2518.JPG IMG_2527(20210323-223031).JPG IMG_2520.JPG

喷漆,效果还是很不错的

IMG_2563.JPG

装配后整体就如图所示

IMG_2958.JPG

3,发射

发射场地选择了学校的操场,并报备了相关空域,并尽量清空了操场上所有存在风险的物品和人。发射视角为地面3,天空1,箭载1,最终由于回收失败,仅保留下来4个视角

近距离慢动作视角:


IMG_2941.mp4 点击下载


RPReplay_Final1638792688.mp4 点击下载

地面1:

26.mp4 点击下载

地面2:

1543.mp4 点击下载

天空:


FinalVideo_1617885118.389137.mp4 点击下载

最终由于开伞过晚,火箭飘离较远,并未成功回收,不过获得了许多经验,也在其中遇到了很多志同道合的朋友们。

希望接下来在空余的时间里,能够发布更多自己的原创作品,望各位多多指点,谢谢支持

最近也在帮松田和wk一起制作毒发,有兴趣的同学可以去围观提建议哦


来自:航空航天 / 喷气推进动手实践:实验报导
9
 
14
虎哥
1个月17天前 修改于 1个月17天前
1楼

不错,并且这种图文视频混排的报导,逻辑清晰、娓娓道来,看起来爽。

请问详细点火方案,似乎初始面喉比偏小,出架之后速度还暂时下降了,也许在几米高度忽然转弯与此有关。

引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
薛定谔_KNSU作者
1个月17天前
2楼
引用虎哥发表于1楼的内容
不错,并且这种图文视频混排的报导,逻辑清晰、娓娓道来,看起来爽。请问详细点火方案,似乎初始面喉比偏小...

好的好的,有时间的话会将上述信息重新调整至文章中,并详细分析离架后偏转问题原因,谢谢虎哥支持

引用
评论(1)
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
在下松田诚一
1个月16天前
3楼

好帖顶一个


引用
评论
1
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
卡卡西
1个月16天前
4楼

祝贺!不过你这个应该是很久以前飞的吧?我在QQ上见过你最后那个航拍视频,应该是暑假的时候。


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
氟氩化氢
1个月12天前
5楼

飞歪了…你最后找到问题出在哪里了吗?

引用
评论
1
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
佛面
1个月7天前
6楼

加油

引用
评论
1
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
负离子
1个月7天前
7楼

群里一点点看着兄贵入坑的,不错!

引用
评论
1
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
薛定谔_KNSU作者
1个月4天前
8楼

补:朋友们指出火箭发射刚离架时,火箭出现了较为明显的转弯现象。发射后分析如下:

  1. 火箭部分结构并未按照设计好的图纸实施,尤其是头锥部分的配重,由于开伞系统力气过小,无法弹开包含配重的头锥,于是将头锥换成了实心打印件并取消了配重块,使得原本openrocket模拟数据不精准。

  2. 药柱在制作时,由于将熔融态knsb加入pvc隔热时温度过高,导致隔热层略微融化并无法塞入发动机,由于临近发射,只得将燃料回炉,并混合了少量的旧燃料,最终燃料的质量有所下降,或许是发动机室压建立速度变慢的原因之一。

  3. 当天天气情况变化较快,且与预计的发射时间不同,发射时风力略大。

后期如果时间空余,也会重新制作一份or模拟以及全箭建模放在此文章内,供大家参考取用


引用
评论
2
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论

想参与大家的讨论?现在就 登录 或者 注册

所属专业
所属分类
上级专业
同级专业
%7B%22isDisplay%22%3Atrue%7D
视频暂不能访问,请登录试试
仅供内部学术交流或培训使用,请先保存到本地。本内容不代表科创观点,未经原作者同意,请勿转载。
音频暂不能访问,请登录试试
文件下载
加载中...
{{errorInfo}}
{{downloadWarning}}
你在 {{downloadTime}} 下载过当前文件。
文件名称:{{resource.defaultFile.name}}
下载次数:{{resource.hits}}
上传用户:{{uploader.username}}
所需积分:{{costScores}},{{holdScores}}下载当前附件免费{{description}}
积分不足,去充值
文件已丢失

当前账号的附件下载数量限制如下:
时段 个数
{{f.startingTime}}点 - {{f.endTime}}点 {{f.fileCount}}
插入资源
全部
图片
视频
音频
附件
全部
未使用
已使用
正在上传
空空如也~
上传中..{{f.progress}}%
处理中..
上传失败,点击重试
等待中...
{{f.name}}
空空如也~
(视频){{r.oname}}
{{selectedResourcesId.indexOf(r.rid) + 1}}
处理中..
处理失败
插入表情
我的表情
共享表情
Emoji
上传
注意事项
最大尺寸100px,超过会被压缩。为保证效果,建议上传前自行处理。
建议上传自己DIY的表情,严禁上传侵权内容。
点击重试等待上传{{s.progress}}%处理中...已上传,正在处理中
空空如也~
处理中...
处理失败
加载中...
草稿箱
加载中...
此处只插入正文,如果要使用草稿中的其余内容,请点击继续创作。
{{fromNow(d.toc)}}
{{getDraftInfo(d)}}
标题:{{d.t}}
内容:{{d.c}}
继续创作
删除插入插入
{{forum.displayName}}
{{forum.countThreads}}
篇文章,
{{forum.countPosts}}
条回复
{{forum.description || "暂无简介"}}
ID: {{user.uid}}
学术分隐藏
投诉或举报
加载中...
{{tip}}
请选择违规类型:
{{reason.type}}

空空如也

支持的图片格式:jpg, jpeg, png
插入公式
分享回复:{{shareId}}
加载中...
评论控制
加载中...
文号:{{pid}}
投诉或举报
加载中...
{{tip}}
请选择违规类型:
{{reason.type}}

空空如也

加载中...
详情
详情
推送到专栏从专栏移除
设为匿名取消匿名
查看作者
回复
只看作者
加入收藏取消收藏
加入关注取消关注
折叠回复
置顶取消置顶
评学术分
鼓励
设为精选取消精选
建议修改
编辑
通过审核
评论控制
退修或删除
历史版本
违规记录
投诉或举报
加入黑名单移除黑名单
查看IP
{{format('YYYY/MM/DD HH:mm:ss', toc)}}
投诉或举报
加载中...
{{tip}}
请选择违规类型:
{{reason.type}}

空空如也