模型火箭制作和發(fā)射

3.6模型火箭制作和發(fā)射

圖1所示為典型的模型火箭結(jié)構(gòu)，它的特點是結(jié)構(gòu)簡單，而且飛行速度較快

(相對于航空模型)。因此制作模型火箭必須認真細致，火箭總體必須做到軸對稱，

表面光滑。為此，模型火箭的各零部件必須精細加工，例如4片尾翼應(yīng)做到形狀、

大小、厚薄一樣，而且必須相對火箭軸線對稱均布。否則，火箭飛行軌跡會發(fā)生

偏離。另外火箭的質(zhì)心位置應(yīng)盡可能地靠前，以便使壓心在質(zhì)心的后面，保證火

箭穩(wěn)定飛行。所以，對于頭錐，可以選用密度大一點的材料；對于尾段和尾翼，

則應(yīng)選用密度小一些的材料，且厚度要盡可能地薄。

圖1 典型的模型火箭結(jié)構(gòu)

一、箭體筒段

箭體筒段(筒體)是模型火箭的主要零件，它支撐、裝載著模型火箭的其它零

部件，其外徑即模型火箭的直徑。通常使用銅版紙或紙板制做箭體筒段。工業(yè)生

產(chǎn)箭體筒段以紙為原料，用卷管機卷壓成型，或螺旋卷繞，或平行卷繞；手工生

產(chǎn)則多通過芯模將紙或紙板卷制成型(圖4.2)。此外，也可用輕木片卷壓成型、

用玻璃布或玻璃纖維纏繞/浸漬環(huán)氧樹脂成型。但目前市場上大量銷售的箭體筒

段多采用薄壁塑料管材，直徑較大的箭體筒段則采用玻璃纖維/環(huán)氧樹脂管。

圖4.2 紙管成型工藝

二、頭錐

工業(yè)生產(chǎn)頭錐，通常采用塑料，以注塑或吹塑成型法制造，其尺寸精確，表

面光潔。手工制作頭錐可采用輕木塊車旋或削制而成，或以紙板制作。用紙板制

作，型面難以做到卵形，通常只能做成圓錐形。頭錐應(yīng)有一段圓柱，圓柱外徑略

小于箭體內(nèi)徑，以便將頭錐的圓柱插入箭體筒段的前端(參見圖4.1)。木制頭錐

應(yīng)以砂紙打磨光滑，以利減小氣動阻力和便于噴涂涂料。

三、尾段

尾段是用來安裝發(fā)動機和尾翼的。但手工制做模型火箭時，最好將尾段與箭

體筒段做成一體。尾段一般采用塑料，以注塑方法制造，但應(yīng)設(shè)法使壁厚盡量減

薄，以免尾段質(zhì)量過大，使模型火箭質(zhì)心后移。工業(yè)生產(chǎn)的尾段可以做成船形，

即其底部直徑小于箭體筒段直徑，這樣有利于減小底部阻力。

四、尾翼

尾翼是用來穩(wěn)定模型火箭飛行的，一般采用4片尾翼，且其中性平面應(yīng)通過

火箭軸線，并對稱、均勻分布于尾段周圍。工業(yè)生產(chǎn)尾翼一般采用塑料壓制或注

塑成型。手工制作尾翼可以采用輕木片、紙板或ABS塑料片，劃線后用模型刀或

壁紙刀切割，注意：各尾翼大小、厚薄應(yīng)一致。由于希望模型火箭的質(zhì)心在壓心

之前，因此要求尾翼盡可能輕。而紙板的密度較低，但剛性小；輕木密度也低，

剛性比紙板好， 而且可以削制得很薄， 氣動阻力小，因此以輕木制做尾翼最佳。

木制尾翼應(yīng)注意木紋方向與尾翼前緣平行，以便增加尾翼強度，延長使用壽命(圖

4.3)。除紙尾翼和光滑塑料外，尾翼表面應(yīng)以砂紙磨光，并使其前緣打磨成圓弧

形，后緣打磨成刀口狀(即機翼橫剖面呈流線形)，以利減小氣動阻力，參見圖

4.4。

圖3 尾翼木紋方向 圖4 尾翼剖面

五、發(fā)動機固定架

發(fā)動機固定架的作用，是使安裝在箭

體筒段內(nèi)的模型火箭發(fā)動機得以固定，確

保模型火箭在發(fā)射、飛行和回收過程中，

發(fā)動機不會脫離箭體。由于常用模型火箭

發(fā)動機的外形基本相同，而模型火箭直徑

各不相同，為便于更換發(fā)動機，所以需要

采用發(fā)動機固定架。固定架通常由套管、

圖5 發(fā)動機固定架

固定環(huán)和卡鉤組成(圖5)。套管和固定環(huán)

一般采用紙板制作，套管長度通常為發(fā)動機長度的70％左右，視發(fā)動機后端伸

出套管的長度而定。一般地，發(fā)動機安裝后應(yīng)露出10~20毫米，以便更換。固定

環(huán)的寬度應(yīng)盡量小，以減輕其質(zhì)量。采用尾段的模型火箭，尾段本身就含有套管

和固定環(huán)。如果沒有尾段，而箭體筒段內(nèi)徑大于18毫米，將套管(視情況帶或不

帶固定環(huán))以502膠固定在筒段后端，注意筒段端面與套管端面平齊。如果筒段

內(nèi)徑為18毫米，等于發(fā)動機名義外徑，則可在筒段后段兩尾翼間的側(cè)面安上卡

鉤，發(fā)動機即可直接置于筒段內(nèi)。卡鉤一般做成兩端折成90°的小鉤，鉤長約4

毫米，卡鉤的兩鉤之間的長度等于發(fā)動機的長度加1~2毫米，參見圖5。

六、導(dǎo)向管

導(dǎo)向管又叫做發(fā)射管，通常采用紙管制做。粘接導(dǎo)向管時，一定要注意導(dǎo)向

管與箭體平行；如果采用兩個導(dǎo)向管，則一定要保證兩個導(dǎo)向管位于同一直線上，

粘接時可以用一根平直的導(dǎo)向桿定位。這一點非常重要，否則，可能發(fā)生一個導(dǎo)

向管套上了，另一個套不上；或者，雖然都套上了，但火箭在導(dǎo)向桿上運動時會

因二導(dǎo)向管稍許錯位而發(fā)生顫振，火箭出桿后會發(fā)生翻滾現(xiàn)象。發(fā)射架的導(dǎo)向桿

的平直度也至關(guān)重要，它也會影響火箭起飛和飛行的穩(wěn)定性。

七、回收裝置

常用的回收裝置是降落傘，是用來使模型火箭緩慢降落的裝置，以減輕火箭

接觸地面時的撞擊力，延長火箭的使用壽命。降落傘由傘布、傘繩和彈性繩組成。

一般的高度和留空模型采用塑料薄膜（如一次性餐桌布）制做傘布，按設(shè)計要求

剪裁；然后以壓敏膠紙粘接傘繩；最后按設(shè)計要求將傘繩與彈性繩連接在一起。

對于大型模型火箭，最好用薄絲綢或尼龍綢做傘布，傘繩與傘布以針線縫合牢靠。

剪裁降落傘傘布的方法如下：取正方形傘料，以其對角線的交點為尖點，對

折、再對折、┅┅，疊成8角、16角形；或者對折后，再3折，而后對折、再

對折、┅，疊成6角、12角、24角形；以最短折疊邊為半徑，以尖點為圓心，

用剪刀剪去邊角，展開后就得到所需要的降落傘布。

傘繩采用不易打結(jié)的滌綸線繩，或以壓敏膠紙粘貼，或以線縫（綢或尼龍傘），

比賽用降落傘的傘繩最少為3根，多不限。

八、發(fā)射場地

發(fā)射和飛行模型火箭必須要有發(fā)射場地。一般的發(fā)射和飛行需要選擇一個開

闊的場地或草坪，如操場、足球場，但要遠離大樹、電力線、高大的建筑物，而

且發(fā)射場地不能有干枯的植被和堆積的易燃物，盡量避開飛機和其它飛行器飛行

的空域。

九、發(fā)射架

發(fā)射架是支持模型火箭并且引導(dǎo)其按規(guī)定方向飛行

的裝置。導(dǎo)桿式發(fā)射架除了底座和導(dǎo)向桿外，還有一個

導(dǎo)流盤。它用來防止發(fā)動機工作時產(chǎn)生的高溫燃氣燒壞

發(fā)射架下的塑料件和附近的易燃物。發(fā)射架的3個支腳

應(yīng)能保證發(fā)射架和模型火箭有足夠的穩(wěn)定性。圖6所示

為常用的導(dǎo)桿式發(fā)射架。

發(fā)射時可以根據(jù)風(fēng)力及回收場地的大小適當(dāng)調(diào)整導(dǎo)

向桿的方向，使模型火箭迎風(fēng)發(fā)射，這樣可以減小回收的

圖6導(dǎo)桿式發(fā)射架

距離。發(fā)射裝置的朝向應(yīng)在與垂直線成30°的半倒錐角的

范圍之內(nèi)變化，以避免橫向發(fā)射，危及地面的目標(biāo)。

十、點火發(fā)射

點火控制器是最常用的單發(fā)點火控制裝置，

由電源(5號電池4節(jié))、導(dǎo)線、安全鍵、通路指

示燈和按鈕等組成。點火控制器的使用方法是

這樣的：發(fā)射前先拔下安全鍵，由發(fā)射者保管；

將控制器的導(dǎo)線與電點火頭的導(dǎo)線連接好，然

后待所有人員撤離后，將安全鍵插入控制器的

插孔，電路指示燈亮，表示線路已經(jīng)接通，可

以點火發(fā)射了，按下按鈕即可。如果電路指示

燈不亮，則應(yīng)該逐項檢查電池是否安裝到位、電線是否接觸良好、點火頭是否接

通等等。如果電路系統(tǒng)正常而不能點火，則應(yīng)該更換點火頭。