模型火箭制作和发射

3.6模型火箭制作和发射

图1所示为典型的模型火箭结构，它的特点是结构简单，而且飞行速度较快

(相对于航空模型)。因此制作模型火箭必须认真细致，火箭总体必须做到轴对称，

表面光滑。为此，模型火箭的各零部件必须精细加工，例如4片尾翼应做到形状、

大小、厚薄一样，而且必须相对火箭轴线对称均布。否则，火箭飞行轨迹会发生

偏离。另外火箭的质心位置应尽可能地靠前，以便使压心在质心的后面，保证火

箭稳定飞行。所以，对于头锥，可以选用密度大一点的材料；对于尾段和尾翼，

则应选用密度小一些的材料，且厚度要尽可能地薄。

图1 典型的模型火箭结构

一、箭体筒段

箭体筒段(筒体)是模型火箭的主要零件，它支撑、装载着模型火箭的其它零

部件，其外径即模型火箭的直径。通常使用铜版纸或纸板制做箭体筒段。工业生

产箭体筒段以纸为原料，用卷管机卷压成型，或螺旋卷绕，或平行卷绕；手工生

产则多通过芯模将纸或纸板卷制成型(图4.2)。此外，也可用轻木片卷压成型、

用玻璃布或玻璃纤维缠绕/浸渍环氧树脂成型。但目前市场上大量销售的箭体筒

段多采用薄壁塑料管材，直径较大的箭体筒段则采用玻璃纤维/环氧树脂管。

图4.2 纸管成型工艺

二、头锥

工业生产头锥，通常采用塑料，以注塑或吹塑成型法制造，其尺寸精确，表

面光洁。手工制作头锥可采用轻木块车旋或削制而成，或以纸板制作。用纸板制

作，型面难以做到卵形，通常只能做成圆锥形。头锥应有一段圆柱，圆柱外径略

小于箭体内径，以便将头锥的圆柱插入箭体筒段的前端(参见图4.1)。木制头锥

应以砂纸打磨光滑，以利减小气动阻力和便于喷涂涂料。

三、尾段

尾段是用来安装发动机和尾翼的。但手工制做模型火箭时，最好将尾段与箭

体筒段做成一体。尾段一般采用塑料，以注塑方法制造，但应设法使壁厚尽量减

薄，以免尾段质量过大，使模型火箭质心后移。工业生产的尾段可以做成船形，

即其底部直径小于箭体筒段直径，这样有利于减小底部阻力。

四、尾翼

尾翼是用来稳定模型火箭飞行的，一般采用4片尾翼，且其中性平面应通过

火箭轴线，并对称、均匀分布于尾段周围。工业生产尾翼一般采用塑料压制或注

塑成型。手工制作尾翼可以采用轻木片、纸板或ABS塑料片，划线后用模型刀或

壁纸刀切割，注意：各尾翼大小、厚薄应一致。由于希望模型火箭的质心在压心

之前，因此要求尾翼尽可能轻。而纸板的密度较低，但刚性小；轻木密度也低，

刚性比纸板好， 而且可以削制得很薄， 气动阻力小，因此以轻木制做尾翼最佳。

木制尾翼应注意木纹方向与尾翼前缘平行，以便增加尾翼强度，延长使用寿命(图

4.3)。除纸尾翼和光滑塑料外，尾翼表面应以砂纸磨光，并使其前缘打磨成圆弧

形，后缘打磨成刀口状(即机翼横剖面呈流线形)，以利减小气动阻力，参见图

4.4。

图3 尾翼木纹方向 图4 尾翼剖面

五、发动机固定架

发动机固定架的作用，是使安装在箭

体筒段内的模型火箭发动机得以固定，确

保模型火箭在发射、飞行和回收过程中，

发动机不会脱离箭体。由于常用模型火箭

发动机的外形基本相同，而模型火箭直径

各不相同，为便于更换发动机，所以需要

采用发动机固定架。固定架通常由套管、

图5 发动机固定架

固定环和卡钩组成(图5)。套管和固定环

一般采用纸板制作，套管长度通常为发动机长度的70％左右，视发动机后端伸

出套管的长度而定。一般地，发动机安装后应露出10~20毫米，以便更换。固定

环的宽度应尽量小，以减轻其质量。采用尾段的模型火箭，尾段本身就含有套管

和固定环。如果没有尾段，而箭体筒段内径大于18毫米，将套管(视情况带或不

带固定环)以502胶固定在筒段后端，注意筒段端面与套管端面平齐。如果筒段

内径为18毫米，等于发动机名义外径，则可在筒段后段两尾翼间的侧面安上卡

钩，发动机即可直接置于筒段内。卡钩一般做成两端折成90°的小钩，钩长约4

毫米，卡钩的两钩之间的长度等于发动机的长度加1~2毫米，参见图5。

六、导向管

导向管又叫做发射管，通常采用纸管制做。粘接导向管时，一定要注意导向

管与箭体平行；如果采用两个导向管，则一定要保证两个导向管位于同一直线上，

粘接时可以用一根平直的导向杆定位。这一点非常重要，否则，可能发生一个导

向管套上了，另一个套不上；或者，虽然都套上了，但火箭在导向杆上运动时会

因二导向管稍许错位而发生颤振，火箭出杆后会发生翻滚现象。发射架的导向杆

的平直度也至关重要，它也会影响火箭起飞和飞行的稳定性。

七、回收装置

常用的回收装置是降落伞，是用来使模型火箭缓慢降落的装置，以减轻火箭

接触地面时的撞击力，延长火箭的使用寿命。降落伞由伞布、伞绳和弹性绳组成。

一般的高度和留空模型采用塑料薄膜（如一次性餐桌布）制做伞布，按设计要求

剪裁；然后以压敏胶纸粘接伞绳；最后按设计要求将伞绳与弹性绳连接在一起。

对于大型模型火箭，最好用薄丝绸或尼龙绸做伞布，伞绳与伞布以针线缝合牢靠。

剪裁降落伞伞布的方法如下：取正方形伞料，以其对角线的交点为尖点，对

折、再对折、┅┅，叠成8角、16角形；或者对折后，再3折，而后对折、再

对折、┅，叠成6角、12角、24角形；以最短折叠边为半径，以尖点为圆心，

用剪刀剪去边角，展开后就得到所需要的降落伞布。

伞绳采用不易打结的涤纶线绳，或以压敏胶纸粘贴，或以线缝（绸或尼龙伞），

比赛用降落伞的伞绳最少为3根，多不限。

八、发射场地

发射和飞行模型火箭必须要有发射场地。一般的发射和飞行需要选择一个开

阔的场地或草坪，如操场、足球场，但要远离大树、电力线、高大的建筑物，而

且发射场地不能有干枯的植被和堆积的易燃物，尽量避开飞机和其它飞行器飞行

的空域。

九、发射架

发射架是支持模型火箭并且引导其按规定方向飞行

的装置。导杆式发射架除了底座和导向杆外，还有一个

导流盘。它用来防止发动机工作时产生的高温燃气烧坏

发射架下的塑料件和附近的易燃物。发射架的3个支脚

应能保证发射架和模型火箭有足够的稳定性。图6所示

为常用的导杆式发射架。

发射时可以根据风力及回收场地的大小适当调整导

向杆的方向，使模型火箭迎风发射，这样可以减小回收的

图6导杆式发射架

距离。发射装置的朝向应在与垂直线成30°的半倒锥角的

范围之内变化，以避免横向发射，危及地面的目标。

十、点火发射

点火控制器是最常用的单发点火控制装置，

由电源(5号电池4节)、导线、安全键、通路指

示灯和按钮等组成。点火控制器的使用方法是

这样的：发射前先拔下安全键，由发射者保管；

将控制器的导线与电点火头的导线连接好，然

后待所有人员撤离后，将安全键插入控制器的

插孔，电路指示灯亮，表示线路已经接通，可

以点火发射了，按下按钮即可。如果电路指示

灯不亮，则应该逐项检查电池是否安装到位、电线是否接触良好、点火头是否接

通等等。如果电路系统正常而不能点火，则应该更换点火头。