一种新型可回收式两级模型固体火箭

1.本实用新型涉及航空模型火箭技术领域，特别是涉及一种新型可回收式两级模型固体火箭。


背景技术：

2.火箭，一种通过燃烧工质来获得反作用力从而推进自身的飞行器。近年来，不论在军事、科学还是民用上，都得到了飞速的发展。然而由于其复杂的原理和结构，在一般的日常生活和教育领域很少有出现。模型火箭做为一种航空模型，在教育和赛事竞技中有重要的价值和作用。
3.火箭一般有二到四级，多级火箭会在每一级燃料燃烧完毕后分离该级，减少整体的质量从而达到继续加速的效果。多级火箭的设计可以使发动机处于最佳的工作状态，也提升了其飞行性能。它的每一级发动机都是独立工作的，所以可以灵活控制每一级的推力。
4.模型火箭可以模拟真实火箭，在地面空旷场地就可发射和试验，更加环保和方便快捷。此外，模型火箭还可以用于竞赛项目，有较强的实验和科学价值。
5.因此，根据上述描述，提出一种新型可回收式两级模型固体火箭。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是设计一种模型火箭，可以达到更高的飞行高度，同时保证飞行的稳定性，提供了一种新型可回收式两级模型固体火箭。
7.本实用新型采用的技术方案是：
8.所述模型火箭整体采用轻木加工后拼接而成，可用塑料蒙皮覆盖外层。
9.所述模型火箭的整流罩使用pla材料，通过3d打印制成，具有良好的气动外形和塑性以及韧性。
10.所述模型火箭的圆柱形连接舱，位于一级的顶部和二级模型火箭发动机的下部，通过过盈配合将一级火箭和二级火箭连接起来。
11.所述模型火箭的一级和二级尾翼均采用梯形外轮廓，同时开有多个阵列圆形小孔，并与底板卡槽采用过盈配合以夹角120
°
均匀分布在箭体外侧周围，此多孔设计既减轻了所述火箭整体质量也能平衡气流，以保持模型火箭飞行的平稳状态。
12.所述一级大后掠型尾翼与所述箭体比例能降低重心增加火箭稳定性，也能使火箭更加平稳放置于发射架上。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该模型固体火箭采用新材料和新外形设计，结构紧凑，可靠性和稳定性高，充分利用模型火箭发动机的能量和空气动力学设计，可使模型火箭飞到更高的高度。可回收式载荷设计，也让模型火箭的用途更加广泛，可节省材料重复利用，安全性也得到提高，在教育教学、科普展览、实验测定等方面都有良好的发展前景。
附图说明
14.说明书附图1为本实用新型的整体结构示意图。
15.说明书附图2为本实用新型的二级点火分离位置关系示意图。
16.说明书附图3为本实用新型的一级尾翼及模型火箭发动机安装方式示意图。
17.说明书附图4为本实用新型的零部件结构平面示意图。
18.图中：1.整流罩，2.连接环，3.舱门立板，4.短卡柱，5.舱门半环，6.长卡柱，7.二级尾翼，8.半月板，9.一级尾翼，10.模型火箭发动机，11.舱门立柱，12.中卡柱，13.连接舱，14.底板五，15.底板四，16.底板三，17.底板二，18.底板一。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.本实用新型提供一种技术方案：一种新型可回收式两级模型固体火箭，分为箭体结构、整流罩以及弹射开伞装置，包括1.整流罩、2.连接环、3.舱门立板、4.短卡柱、5.舱门半环、6.长卡柱、7.二级尾翼、8.半月板、9.一级尾翼、10.模型火箭发动机、11.舱门立柱、12.中卡柱、13.连接舱、14.底板五、15.底板四、16.底板三、17.底板二、18.底板一。
21.如附图1、附图2、附图3，箭体结构包括储物舱、电子舱、弹伞舱、模型火箭发动机、隔离舱。火箭整体采用轻木拼接而成，可用塑料蒙皮覆盖表面。火箭头部导流罩采用3d打印制成。火箭头下方与底板相连接组成了储物舱，用于存放荷载。舱门立板依次连接上下两底板，共同组成了电子舱和弹伞舱，用于存放开关装置和降落伞，便于后期回收。底板上的小孔用于固定橡皮筋，为后期弹伞蓄力。下方由底板四隔出隔离舱，将弹伞舱和发动机部分隔开，防止模型火箭发动机的温度烧伤伞舱。再向下，三个后掠型的二级尾翼与底板卡槽采用过盈配合以夹角120
°
均匀分布在箭体外侧周围，三个模型火箭发动机与底板一、底板二和底板三的圆孔采用过盈配合固定，以夹角120
°
均匀分布在箭体下侧，采用三角均匀分布，共同组成二级发动机。连接舱中部和底部分别固定一个底板。连接舱下方由底板、舱门立板、半月板依次连接而成，组成控制电子舱单元和一级弹伞舱。箭体最底部三个大后掠型的一级尾翼和一级发动机排布方式与二级相同，同时为保证最好的气动外形，一级和二级的尾翼的翼尖角度需要对齐在同一条轴线上。另外按需使用中卡柱或者长卡柱纵向连接每个底板，使其成为一个完整的箭体。
22.发射及回收方面，一、二级箭体的降落伞都分别放置于对应的伞舱中，使用点火器将一级模型火箭发动机点燃后，一级火箭推动整个火箭发射，点火瞬间电子舱内的电子器件接收到信号，启动程序延时一秒后，发出信号，控制一级伞舱打开并弹伞，同时，再给二级点火装置信号实现二级点火，此时巨大的冲力将连接舱推下，从而实现一、二级火箭分离。当二级火箭将要达到最大高度时，箭体倾斜，二级电子舱内的电子器件接收到信号再实现二级伞舱弹伞，最后两级火箭都缓慢降落，从而保护载荷安全返回地面。
23.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见。


技术特征：
1.一种新型可回收式两级模型固体火箭，包括箭体结构和整流罩，主要由整流罩(1)、连接环(2)、舱门立板(3)、短卡柱(4)、舱门半环(5)、长卡柱(6)、二级尾翼(7)、半月板(8)、一级尾翼(9)、模型火箭发动机(10)、舱门立柱(11)、中卡柱(12)、连接舱(13)、底板五(14)、底板四(15)、底板三(16)、底板二(17)、底板一(18)组成，其特征在于：所述整流罩(1)与连接环(2)连接，伞舱由舱门立柱(3)、短卡柱(4)、舱门半环(5)、半月板(8)以及底板五(14)组成，中卡柱(12)连接各底板，同时各底板与模型火箭发动机和各尾翼连接，长卡柱(6)与箭体的短卡柱一同连接底板五(14)、底板四(15)和半月板(8)，长卡柱(6)与底板三(16)、底板二(17)和底板一(18)连接。2.根据权利要求1所述的一种新型可回收式两级模型固体火箭，其特征在于：所述模型火箭的骨架结构由轻木拼接而成，极大减轻模型火箭重量的同时，外形具有良好的气动布局，整体分为箭体结构和整流罩，箭体结构包括一级火箭和二级火箭，一、二级火箭均有载物舱、尾翼和模型火箭发动机。3.根据权利要求2所述的一种新型可回收式两级模型固体火箭，其特征在于：所述模型火箭的整流罩使用pla材料，通过3d打印制成，并结合航空宇航学中的冯卡门曲线设计头锥外型，呈流线型圆锥结构，以有效地减小了火箭上升的阻力，同时整流罩下方通过连接环与下方的控制舱连接，可以快速拆卸和安装，保证整流罩与箭体的稳定连接。4.根据权利要求3所述的一种新型可回收式两级模型固体火箭，其特征在于：所述模型火箭的圆柱形连接舱，位于一级的顶部和二级模型火箭发动机的下部，通过过盈配合将一级火箭和二级火箭连接起来。5.根据权利要求4所述的一种新型可回收式两级模型固体火箭，其特征在于：所述模型火箭发动机与底板一、底板二和底板三的圆孔采用过盈配合嵌入固定，以夹角120
°
均匀分布在箭体下侧。6.根据权利要求5所述的一种新型可回收式两级模型固体火箭，其特征在于：所述模型火箭的舱门处通过舱门立柱加固，可有效增加舱门及整体的稳定性，且一级舱门与二级舱门分布在所述模型火箭左右两侧，保证重量分布平衡。7.根据权利要求6所述的一种新型可回收式两级模型固体火箭，其特征在于：所述模型火箭的一级和二级尾翼均采用梯形外轮廓，同时开有多个阵列圆形小孔，并与底板卡槽采用过盈配合以夹角120
°
均匀分布在箭体外侧周围。8.根据权利要求7所述的一种新型可回收式两级模型固体火箭，其特征在于：所述模型火箭的一、二级火箭均有三只尾翼，一级为较大的后掠型尾翼，二级尾翼较小，且一级和二级尾翼的翼尖角度对齐在同一条轴线上，以保证最好的气动外形。

技术总结
本实用新型涉及一种新型可回收式两级模型固体火箭。主要由整流罩、连接环、舱门立板、短卡柱、舱门半环、长卡柱、二级尾翼、半月板、一级尾翼、模型火箭发动机、舱门立柱、中卡柱、连接舱、底板五、底板四、底板三、底板二、底板一组成。所述一、二级尾翼以夹角120


技术研发人员：田军 魏权追 谢迁成 李雪松 张瑞 焦松 陈卓颖 余纯樵 谢唯佳 李克鹏 华媛媛 张永豪 谢仁杰 王英子彤 陈卓 屈念蒙 潘良杰 蒲海莲 蔡英
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2021.09.15
技术公布日：2022/1/11