• UID93
  • 登录2018-11-15
  • 粉丝81
  • 发帖237
  • 科研点数29点
棕榈金质学术勋章
特级优质勋章
论坛理事会终生成就勋章
2017年论坛年会举办者
论坛之星服役勋章
高级电炮系统学者
高级电子或计算机学者
高级业余火箭学者
逼格诺贝尔奖
MT论坛理事会理事
二级优质勋章
众望瞩目勋章
一级优质勋章
优异服役勋章
荣誉会员勋章
猎鹰 发布于2017-07-17 20:41
7/1907

紧凑型开伞机构的设计

楼层直达
       在业余火箭的发射活动中,失败率最高的往往就是开伞,然而很多人在设计一枚火箭的时候只会注意到发动机和航电,开伞机构往往是最容易被忽略的。在这里我将会讲讲一些常用的开伞机构,以及这些开伞机构的缺点。最后我将会分享一种我自己设计的紧凑型开伞机构。


      1.药伞同仓,代表作:大部分业余爱好者
      这种方法非常简单粗暴,直接把火药放在伞的后面,通过火药的力量直接推动降落伞和头锥。

图片:共仓.JPG


优点:
         1.结构简单
         2.紧凑度高
 缺点:
        1.对伞要求高,要防止被高温燃气烧坏(常用办法涂蜡或者凡士林,甚至用水浸泡)。虽然开伞结构很紧凑,但是伞又不能太差,使得伞仓的体积会大一些。
        2.不适合于高空火箭,因为整个伞仓要求完全密闭(毕竟需要燃气推开),但是整个伞仓在起飞时有一个标准大气压,当飞得高时周围气压很低,这时候伞仓的内压可能会把头锥推出,造成提前开伞。如果使用了泄压孔,无法精准测得泄压孔的排气量,泄压孔太大,开伞又推不出,太小又会因为内压提前开伞。


     2.独立活塞,代表作:QU8K
其实就是把火药塞在活塞内,利用活塞推出头锥。

图片:活塞.JPG



图片:结构.JPG


优点:
       1.可靠性高,火焰不会接触伞和绳子,不担心
       2.适应性高,就算飞到真空也不担心被伞仓内压推出。
缺点:
       1.结构麻烦,特别是小型火箭,很难塞下去。
       2.体积大,需要专门一截用于放置活塞,体积利用率并不高。特别是对于小型火箭来说要尽量减小截面积,用于降低空气阻力的影响。




下面就是我自己设计的紧凑型开伞:
        其实说简单一点,就是一个环形活塞。右边有一个扩大的部分,那是为了方便插入点火头(活塞部分的2mm是塞不进去的)。左边活塞内部会长一点,那是为了在头锥被推开的时候将燃气释放,防止高温燃气喷到降落伞上(测试完毕之后没有在降落伞上发现任何烧蚀的痕迹)。

图片:紧凑开伞1.JPG




力量够吗?
        很多人可能觉得这个环形的受力面积很小,会不会无法开伞呢。那么我们做一个简单的计算,这个头锥外径50mm,内外壁厚和活塞厚度都是2mm。那么活塞面积是2.76cm2,假如开伞的压力只有0.2MPa,这个头锥的受力都是55N,推开是完全没问题的。在我拿到这个头锥的时候发现还是挺紧的,不用剪切销钉固定都行(毕竟火箭的空气阻力是把头锥往里塞而不是拉出来)。

3D打印的开伞机构

图片:IMG_20170715_094417R.jpg



开伞测试的视频下载开伞.rar

视频截图

图片:1.JPG


弹出瞬间

图片:2.JPG


降落伞打开

图片:3.JPG



分享一点经验:
      在实际设计开伞系统的时候就会发现比想象中要复杂很多,可能有很多情况之前没有想到。在最开始设计时可能只会考了到把头锥弹出去而已,但是我们的火箭都比较小,伞仓的长径比很大,因此伞的摩擦力也很大,伞卡住的可能性很高。所以很多时候头锥是出去了,伞会卡在伞仓内甚至卡在头坠内,随着火箭掉在地上。


失败情况1:头锥太短,伞卡在伞仓内。

图片:失败1.JPG




失败情况2:头锥太长,伞卡在头锥内,依旧无法展开。

图片:失败2.JPG




       在实际操作中就会发现想找到合适的长度是很难的,因为每一次对伞折叠都有误差,前后两段的摩擦力都不一样。
       为了解决这个问题,我的办法是尽量加长头锥部分,让伞卡在头锥内。为了使得头锥和伞可以分离,我的办法是加大活塞的形成和火药量,使得头锥弹出时具有足够的动能,使其在拉出伞之后依旧可以克服与伞之间的摩擦力,使其可以继续飞出。
        通过截图可以发现头坠飞出的速度很快,使得伞具备的动能都足以拉起活塞的下半部分。
      

图片:3.JPG




很惭愧,以上就是我的一点微小的工作,谢谢大家~~~
长空又放核红云, 怒吼挥拳显巨身。 横眉南天震虎口, 寄心北海跃龙门。 敢同恶鬼争高下, 不向狂魔让寸分。 先烈回眸应笑慰, 擎旗已有后来人
  • UID470
  • 登录2018-08-03
  • 粉丝10
  • 发帖119
  • 科研点数1点
ryq1212 发布于2017-07-17 23:37
沙发F
前排滋磁
  • UID1208
  • 登录2018-11-09
  • 粉丝2
  • 发帖25
  • 科研点数0点
优异服役勋章
论坛之星服役勋章
简_星云 发布于2017-07-21 15:25
板凳F
第一种的药伞同仓,高空火箭,把这个舱室抽成真空怎么样?

设计的结构真好,支持
  • UID1208
  • 登录2018-11-09
  • 粉丝2
  • 发帖25
  • 科研点数0点
优异服役勋章
论坛之星服役勋章
简_星云 发布于2017-07-21 15:36
地板F
那个,纠正一下错误,那个计算过程“那么活塞面积是2.76cm2,假如开伞的压力只有0.2MPa,这个头锥的受力都是55N”  这里MPa的单位是压强,不是压力
  • UID93
  • 登录2018-11-15
  • 粉丝81
  • 发帖237
  • 科研点数29点
棕榈金质学术勋章
特级优质勋章
论坛理事会终生成就勋章
2017年论坛年会举办者
论坛之星服役勋章
高级电炮系统学者
高级电子或计算机学者
高级业余火箭学者
逼格诺贝尔奖
MT论坛理事会理事
二级优质勋章
众望瞩目勋章
一级优质勋章
优异服役勋章
荣誉会员勋章
猎鹰 发布于2017-07-21 19:51
4楼F
简_星云:那个,纠正一下错误,那个计算过程“那么活塞面积是2.76cm2,假如开伞的压力只有0.2MPa,这个头锥的受力都是55N”  这里MPa的单位是压强,不是压力回到原帖
在工程上,压力=物理学中的压强。如果你是去购买高压设备,你还会发现有一个新的压强单位:公斤。也就是1kg=0.1MPa≈1atm(实际上那1%的误差在实际使用中无任何区别)
在字典里面压力=pressure也就是物理学的压强。

图片:压力.PNG

长空又放核红云, 怒吼挥拳显巨身。 横眉南天震虎口, 寄心北海跃龙门。 敢同恶鬼争高下, 不向狂魔让寸分。 先烈回眸应笑慰, 擎旗已有后来人
  • UID95
  • 登录2018-11-14
  • 粉丝45
  • 发帖251
  • 科研点数10点
二级优质勋章
2017年论坛年会举办者
论坛之星服役勋章
高级业余火箭学者
MT论坛理事会理事
众望瞩目勋章
优异服役勋章
追星Maker纪念章
莫斯科的黄斯基 发布于2017-07-21 21:19
5楼F
话说何不在头锥里面固定一个线,另一端连接在降落伞上面,头锥被弹出来的时候,线可以把降落伞扯出来,避免降落伞堆积在头锥和伞舱里面
Ангельские ритмы!
  • UID93
  • 登录2018-11-15
  • 粉丝81
  • 发帖237
  • 科研点数29点
棕榈金质学术勋章
特级优质勋章
论坛理事会终生成就勋章
2017年论坛年会举办者
论坛之星服役勋章
高级电炮系统学者
高级电子或计算机学者
高级业余火箭学者
逼格诺贝尔奖
MT论坛理事会理事
二级优质勋章
众望瞩目勋章
一级优质勋章
优异服役勋章
荣誉会员勋章
猎鹰 发布于2017-07-21 21:35
6楼F
莫斯科的黄斯基:话说何不在头锥里面固定一个线,另一端连接在降落伞上面,头锥被弹出来的时候,线可以把降落伞扯出来,避免降落伞堆积在头锥和伞舱里面回到原帖
头锥比较重,拖一根线的情况下会造成伞变形。
长空又放核红云, 怒吼挥拳显巨身。 横眉南天震虎口, 寄心北海跃龙门。 敢同恶鬼争高下, 不向狂魔让寸分。 先烈回眸应笑慰, 擎旗已有后来人
  • UID1208
  • 登录2018-11-09
  • 粉丝2
  • 发帖25
  • 科研点数0点
优异服役勋章
论坛之星服役勋章
简_星云 发布于2017-07-22 15:42
7楼F
猎鹰:在工程上,压力=物理学中的压强。如果你是去购买高压设备,你还会发现有一个新的压强单位:公斤。也就是1kg=0.1MPa≈1atm(实际上那1%的误差在实际使用中无任何区别)
在字典里面压力=pressure也就是物理学的压强。
回到原帖
哇,长知识了
您需要登录后才可以回帖
发表回复

杩斿洖椤堕儴