第一篇：石膏模型制作教案

石膏模型制作教案

工具：

1）、橡膠或塑料的缽，大小視需要石膏的量； 2）、攪拌工具（雕刀或小鏟子，隨便，適用即可）調(diào)制：

辦缽石膏粉，半缽水（冷水），一比一混合?；旌险{(diào)制的方法將決定石膏的性質(zhì)。

過(guò)程：

1、調(diào)制石膏。原料：

模型石膏粉，顏色比較灰的那種，硬化速度相對(duì)較快，干后顏色更白。a）、快速調(diào)制法：直接將水和石膏粉混合，變混合邊攪拌。

調(diào)制之石膏硬化速度快，但相對(duì)硬度低，氣泡多，不宜表現(xiàn)細(xì)膩構(gòu)件。

b）、慢速。先盛水，然后向水中緩慢倒入石膏粉，切勿攪拌，石膏粉吸足水后自然沉入水底，根據(jù)沉沒(méi)的速度控制倒石膏粉的速度。靜置約15分鐘后輕輕攪勻，盡量減少氣泡，備用。

此種方式調(diào)制的石膏與水的混合充分，氣泡少，硬結(jié)速度相對(duì)略慢，成形后石膏細(xì)膩，可充分表現(xiàn)細(xì)節(jié)。

2、至少有三種不同的方式來(lái)制作石膏模型： 1）、石膏“草?！?。

可用快速調(diào)制法調(diào)石膏，因此法調(diào)制之石膏硬結(jié)速度快，可快速定型，且調(diào)制快捷。但注意不要一次調(diào)太多，因其很快會(huì)在空氣中硬化，來(lái)不及使用便報(bào)廢。廢料易污染環(huán)境，在ETH的工作室有專門(mén)的石膏回收點(diǎn)，以集中處理。國(guó)內(nèi)恐無(wú)類(lèi)似設(shè)施，故大家應(yīng)盡量減少?gòu)U料產(chǎn)生。

可用卡紙、木片或任意其他材料制作簡(jiǎn)單“骨架”，在其上涂抹石膏。用骨架的優(yōu)點(diǎn)是，一來(lái)液態(tài)石膏不易在豎向塑型，骨架可為其支撐；二來(lái)石膏很重，實(shí)心石膏模型達(dá)到一定體積后重得出乎想象，不易搬運(yùn)，且易在搬運(yùn)中損壞，輕質(zhì)骨架可有效降低重量且增加整體強(qiáng)度。用塑刀或?qū)Ｓ玫氖嗟竦秾?duì)半硬的石膏塑形，毋求精準(zhǔn)，注意大的形體關(guān)系，配合手和雕刀的運(yùn)動(dòng)，感受建筑形體的美感。此方法類(lèi)似于用橡皮泥（Knet）制作草模，模型表現(xiàn)效果也類(lèi)似，但個(gè)人認(rèn)為橡皮泥更適用。

2）、卡紙反模法。

難點(diǎn)在于卡紙反模的制作，需逆向思維，極易出錯(cuò)，且卡紙模一次澆注后即報(bào)廢，風(fēng)險(xiǎn)較高?？捎糜谥谱鞲麟A段模型，表現(xiàn)之精細(xì)程度取決于卡紙模型精度。此處介紹用此法制作成果模型。

（1）、制作卡紙反模，注意控制細(xì)節(jié)。卡紙要選用不宜吸水，表面光滑的類(lèi)型，我用的是那種硬度很高的白卡，效果很好。切莫用那種很便宜的灰卡，肯定出問(wèn)題，哭都來(lái)不及。做工盡量精細(xì)，減少空洞和縫隙。注意反模要做成一個(gè)“容器”，控制好體積的大小，厚度要合適，太薄易斷折，太厚又過(guò)重。（可用輕質(zhì)骨料填充實(shí)體部分，或制成中空模型。）（2）、為制作好的卡紙模型做支撐，方法不限，目的在于在各個(gè)方向增強(qiáng)其強(qiáng)度及穩(wěn)定性，以復(fù)合將要填入的石膏的重量。此步驟不可馬虎，否則前功盡棄。（3）、在卡紙模型內(nèi)壁均勻涂上凡士林，以減少水分進(jìn)入卡紙，同時(shí)方便將來(lái)脫模。凡士林不要太厚，因易在石膏模型表面形成大量小氣泡，影響精細(xì)度。但同時(shí)巧妙控制凡士林的量可在模型表面形成特殊肌理，可用于表現(xiàn)某些質(zhì)感。

（4）、用“慢法”調(diào)制石膏，一次不要過(guò)多，否則易導(dǎo)致模型外表雖硬化但內(nèi)部仍為流質(zhì)，搬運(yùn)極易開(kāi)裂損壞。石膏一定要在流動(dòng)性非常強(qiáng)的液態(tài)狀態(tài)下均勻注入卡紙反模，以確保模型表面各細(xì)節(jié)均可良好表現(xiàn)。

澆好后將置于穩(wěn)定平整處，理論上1~2個(gè)小時(shí)后即可脫模，但如時(shí)間允許，還是耐心的多等幾個(gè)小時(shí)。我當(dāng)時(shí)做的時(shí)候大概等了7~8個(gè)小時(shí)才去脫模，但因?yàn)槭酀驳眠^(guò)急，內(nèi)部還是沒(méi)有硬化，導(dǎo)致后來(lái)模型開(kāi)裂。這時(shí)的石膏雖已硬化，但仍呈灰色，需個(gè)把星期后才會(huì)慢慢變白。需要注意的是，石膏的硬化速度和變白的速度均與氣溫濕度等有很大關(guān)系。

3）、硅膠澆注法。

此法可極盡細(xì)致的表達(dá)各種細(xì)節(jié)，常用于古建筑保護(hù)和修復(fù)等，一個(gè)硅膠模制成后，可多次澆注石膏，大量生產(chǎn)，從中擇優(yōu)而用。缺點(diǎn)在于，耗時(shí)超長(zhǎng)（制作卡紙模型時(shí)間+澆注硅膠模型時(shí)間+硅膠凝固時(shí)間+澆注石膏時(shí)間+石膏硬化時(shí)間，我的期末模型大概一共用了5天時(shí)間，據(jù)說(shuō)已經(jīng)很快了，其中卡紙模型3天+澆硅膠及等待硬化1天+澆石膏及等待硬化及后期調(diào)整1天），費(fèi)用極高（主要是硅膠貴，我們用的硅膠，800瑞郎（約合人民幣5000余元）一桶，每桶25升，只要計(jì)算一下模型的體積就能知道大概要多少錢(qián)了。此外還有專門(mén)的硬化劑的費(fèi)用。）

（1）、制作卡紙正模，注意把握細(xì)節(jié)的深度和層次，要對(duì)卡紙和石膏的表現(xiàn)力均有比較好的認(rèn)識(shí)，否則將使最終的模型的表現(xiàn)力大打折扣。模型也要做成“盒子”，以盛放將來(lái)注入的硅膠，注意留出硅膠反模的邊和底的厚度，一般在5mm—2cm為宜。不要有縫隙，硅膠可真是見(jiàn)縫鉆。模型要足夠結(jié)實(shí)，硅膠密度很高，很重。

（2）、調(diào)硅膠。把硅膠和專用的固化劑按100：5的比例混合，注意切莫混用二者的容器，以免固化劑污染硅膠原料，造成昂貴的硅膠白白硬化。二者的比例一定要準(zhǔn)確，固化劑過(guò)多則硅膠來(lái)不及與卡紙模型表面充分接觸即硬化，無(wú)法表現(xiàn)細(xì)節(jié)；過(guò)少則硅膠無(wú)法硬化。攪拌一定要均勻，專業(yè)人士給的建議是，用攪拌器充分?jǐn)嚢?分鐘。注意保護(hù)自己，硅膠雖無(wú)毒但粘在衣服上很難去除；硬化劑為有毒物質(zhì)，切莫直接與皮膚接觸，也不要長(zhǎng)時(shí)間與打開(kāi)的固化劑呆在密閉環(huán)境中！硬化劑與硅膠混合后即失去毒性。

（3）、給卡紙模型表面均勻涂上潤(rùn)滑油，防止硅膠侵入卡紙內(nèi)部，無(wú)法脫模。將調(diào)好的硅膠注入卡紙模型池，注意硅膠一調(diào)好即注入，以確保硅膠具有良好的流動(dòng)性，充分接觸卡紙模型的全部細(xì)節(jié)。

（4）、澆灌好后，置于干凈平整處，至少需8小時(shí)固化。固化時(shí)間與溫度及濕度有關(guān)。（5）、脫模，用美工刀等清除因卡紙模型有縫隙等產(chǎn)生的可能的多余部分，用清水及清潔劑徹底清洗，去除油污等，確保石膏模型的質(zhì)量。

（6）、慢法調(diào)石膏，緩慢澆注，可邊澆注邊用毛刷刷硅膠模表面，以趕走可能出現(xiàn)的氣泡，保證石膏模型表面的平整。硬化后脫模。若效果不好，例如表面有氣泡等，可重新澆注。

后期加工：

若最后澆好的石膏模型表面仍有少量氣泡或缺損部位，可用雕刀等蘸少許石膏液直接填補(bǔ)或塑型；

有多余部分或表面局部不平整，可用鏟刀刮刀等直接鏟平或刮平；大塊石膏可用鋸子（鋸齒不可過(guò)大）直接鋸下；

一些懸空的部件，如柱子等，可單獨(dú)澆筑，成形后用膠水或石膏粘合劑（一種特殊的石膏）直接粘于主體；

第二篇：2015學(xué)年上學(xué)期石膏模型制作總結(jié)

2015學(xué)年上學(xué)期石膏模型制作總結(jié)

梁燕

制作石膏模型首先要調(diào)制石膏料。石膏料的調(diào)制方法簡(jiǎn)單，將熟石膏粉加適量的水調(diào)勻即可(一般比例是1.2/1)。用個(gè)小桶子裝好自己許要的水、,加入適當(dāng)?shù)氖?記住是要均勻的撒進(jìn)桶里(因?yàn)樗c石灰要有個(gè)稀釋的時(shí)間).由于石膏料干固時(shí)間較短，而且要看天氣而定，晴朗的天氣一般是5分鐘左右;陰雨天氣就稍微等久點(diǎn).然后到掉浮在石灰上面的一層水后,用手在里面均勻的攪拌(因?yàn)槭覞{里面可能有氣泡).覺(jué)得差不多以后,就要等上6分種左右(這個(gè)也要看天氣而定這里說(shuō)的是晴朗的天氣).接下來(lái)就可以將石膏漿倒到模型,需要等上一會(huì)兒,覺(jué)得石膏干濕適中后,就可以通過(guò)各種工具在上面進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮?實(shí)驗(yàn)室只提供了圓柱體的模型,也就是等邊的模型.如果是做異形的話,就要自己先用比較硬的紙板制作好模型,然后同過(guò)刮刻的方法得到自己想要的形).用石膏料制作的模型可采用控制法和翻制法。

1、控制法 采用控制法應(yīng)在石膏料中加粉筆灰、老粉或廢石膏模型粉末，其干濕程度調(diào)到手捏成塊而不松散為宜。捏制模型的成型方法是先捏出模胚，再用石膏漿補(bǔ)細(xì)或用雕刀修整細(xì)部，其外表修飾與紙漿模型相似。

2、翻制法 首先尋找模型的實(shí)物原形，按實(shí)物原形制一個(gè)模子，再將較稀的石膏漿澆注在模子中，待石膏漿干固后取出石膏模型的模胚，進(jìn)行修飾、整形著色等。對(duì)于實(shí)物原形表面彎曲程度復(fù)雜、凹槽過(guò)多、形狀奇異的原形，一方面做模子困難，另一方面脫模子也困難，脫模時(shí)往往會(huì)傷及表層。因此用石膏翻制模型通常是翻制“浮雕”型的模型。如制作植物的葉片，假化石石膏模型就屬這類(lèi)模型。其制作方法是先將調(diào)好的石膏漿切出一個(gè)平面，再將植物葉片平壓在上面，使葉片的形狀、葉脈等在石膏表面留下清晰的痕跡為宜。待石膏干固后揭下葉片最后修飾著色。制作“浮雕”型石膏模型，為脫模方便，通常在實(shí)物原形表面涂抹油料。比如在上例中可以在壓葉片前在葉片上抹一層機(jī)油。

第三篇：石膏模型報(bào)告書(shū)

石膏模型制作報(bào)告書(shū)

模型名稱：測(cè) 儀 模 型 姓

名：楊

倩 學(xué)

號(hào)：200810602037 班

級(jí)：08工業(yè)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師：田

鵬

飛 時(shí)

間：二○一一四月

石膏材料制作的石膏模型是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中常用的一類(lèi)模型，它能較好的表現(xiàn)、傳遞和保留設(shè)計(jì)產(chǎn)品的形態(tài)。在開(kāi)學(xué)的一二周是模型課程的理論課，老師講了關(guān)于模型制作的理論知識(shí)，所要用到的一些材料和工具，課程的大概要求和我們所要完成的任務(wù)。

前期準(zhǔn)備 確定所要制作的項(xiàng)目 2 制作合適的模型框 3 桶：用于石膏漿的配置 銼刀和刻刀：用于打磨和雕刻模型 5 砂紙：用于精細(xì)打磨模型

課程目的

石膏模型制作是我們工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)必須掌握的一門(mén)技術(shù)，它不僅是做一個(gè)簡(jiǎn)單的模型，更在于培養(yǎng)我們的實(shí)際動(dòng)手能力，使我們能夠理解模型制作在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的重要性，在制作模型的過(guò)程中掌握模型制作的基本工具、方法、過(guò)程，同時(shí)也培養(yǎng)了我們的耐心。在這次石膏模型課程中我選擇了做一個(gè)測(cè)儀表模型。

制作項(xiàng)目：

測(cè)儀表

制作過(guò)程

課程的一二周:在課程的第一二了解到了一些石膏制作的理論知識(shí)，理論終究要運(yùn)用于實(shí)踐，第三周進(jìn)入了實(shí)驗(yàn)室，老師再次講解了一些重點(diǎn)知識(shí)，并參觀了歷屆學(xué)生的實(shí)踐作品。老師在前次理論課后布置的任務(wù)是讓我們?cè)谡n后想好自己要做的產(chǎn)品，確定其尺寸，并要繪制其效果圖，每位同學(xué)的產(chǎn)品要經(jīng)老師確認(rèn)后才進(jìn)行其后續(xù)操作，在下課之前要整理好自己的工具和實(shí)驗(yàn)臺(tái)由于自己的興趣和能力我選擇了一個(gè)測(cè)儀表作為自己的產(chǎn)品模型。

第三周：真正開(kāi)始了石膏模型制作階段，根據(jù)自己所做產(chǎn)品的尺寸來(lái)制作?？?，將?？蛴媚z帶固定其位置。按照老師所講模型制作中石膏漿的石膏粉與水的配比通常為100:70～80，把裝水的容器洗凈，裝入所需的清水，將適量的石膏粉快速均勻地撒入水中，按照書(shū)上的方法制作石膏漿，將調(diào)制好的石膏漿注入模框，幾分鐘后可把模框移除，石膏模型的坯塊制作完成。

石膏漿的配置

移除?？虿⑷〕瞿Ｐ?/p>

剛從?？蛑腥〕龅哪Ｐ秃乃痔?，不能馬上雕刻，待模型水分稍干一點(diǎn)進(jìn)行大體上的雕刻。在雕刻大型時(shí)要留適量的尺寸，以便下一步的精確雕刻和打磨。

對(duì)照書(shū)上的模型圖片，對(duì)坯塊模型大致的尺寸進(jìn)行劃線，雕刻出測(cè)儀模型的大致形狀。

第四周：在實(shí)驗(yàn)室晾置一周的石膏模型水分已完全蒸發(fā)，可以進(jìn)行下一步的精確雕刻了。

先用鉛筆畫(huà)出測(cè)儀表的外型輪廓線，然后用刻刀雕刻出準(zhǔn)確的模型，用銼刀對(duì)雕刻好的模型進(jìn)行粗略的打磨，再用砂布對(duì)模型精確的打磨。

用細(xì)砂紙打磨光滑

最終完成的效果圖如下：

測(cè)儀模型側(cè)面

測(cè)儀模型正面 3D效果圖:

心得體會(huì):在這次石膏模型制作中，雖然只有短短幾周，但對(duì)這次課程深有體會(huì)，起初以為自己從沒(méi)有接觸過(guò)石膏和模型，做起來(lái)會(huì)很困難，因此對(duì)此產(chǎn)生了畏懼，但在實(shí)際動(dòng)手之時(shí)，雖然遇到一些麻煩，但也沒(méi)有我想象的那么難。在開(kāi)始配置石膏漿時(shí)，水加入得太多，石膏漿很稀，倒入?？驎r(shí)已全部從?？蛑袧B出，因此我不得不重新來(lái)做模框和配置石膏漿，有了第一次的失敗，第二次就有了一定的技巧了，于是在挫折中成功地完成了第一步。

在模型坯塊制作完成后，迎來(lái)了后面的雕刻打磨，開(kāi)始以為雕刻回事很簡(jiǎn)單的過(guò)程，在后續(xù)的制作過(guò)程中才發(fā)現(xiàn)，事實(shí)不像想象的那么簡(jiǎn)單，在雕刻過(guò)程是相當(dāng)?shù)馁M(fèi)力，讓我意識(shí)到手工活不是想象的那么簡(jiǎn)單，有的不見(jiàn)需要雕刻出棱角，而有的部件需要打磨成圓角，在雕刻過(guò)程中要是不是的觀察，否則雕刻過(guò)多就補(bǔ)不回來(lái)了，總之在雕刻過(guò)程中需要一定的耐心，細(xì)心。

作為工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的我，在這次模型制作中深刻體會(huì)到了工業(yè)設(shè)計(jì)不僅僅是設(shè)計(jì)，還需要更多地掌握實(shí)際動(dòng)手能力，模型的制作需要耐心和細(xì)心，在此次實(shí)踐課中得到的不僅是制作了一個(gè)簡(jiǎn)單的模型，更重要的是在制作過(guò)程中的收獲，同時(shí)也讓我更加了解模型制作課程的意義。

第四篇：制作太陽(yáng)系模型教案

14、做太陽(yáng)系模型

教學(xué)目標(biāo)：

1.知道組成太陽(yáng)系的星體以及八大行星的排列順序并能按一定比例制作簡(jiǎn)易太陽(yáng)系模型。

2.意識(shí)到收集、整理和交流資料是科學(xué)學(xué)習(xí)的一種方式。

3.學(xué)會(huì)與他人合作，并能在合作中發(fā)揮自己的作用。

教學(xué)重難點(diǎn)：會(huì)按比例做好太陽(yáng)系模型，能解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的小問(wèn)題。教學(xué)準(zhǔn)備：

制作材料：太陽(yáng)系圖片、多媒體資料、制作任務(wù)分配表、八大行星數(shù)據(jù)表、計(jì)算器、泡沫底板、橡皮泥、卷尺、大頭釘?shù)?。教學(xué)時(shí)數(shù)：一課時(shí) 教學(xué)過(guò)程：

一、制作之前的準(zhǔn)備

1、談話：同學(xué)們，上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了太陽(yáng)系的組成和八顆行星的大小與距離太陽(yáng)的遠(yuǎn)近。多媒體展示太陽(yáng)系圖片引起回憶舊知識(shí)，激發(fā)興趣。

2.提問(wèn)：如果我們根據(jù)已經(jīng)掌握的太陽(yáng)系資料做個(gè)太陽(yáng)系模型，應(yīng)做好哪些方面的準(zhǔn)備？

3.學(xué)生發(fā)言。

4.師總結(jié)：需要一個(gè)平面，可以用橡皮泥制作星球、用細(xì)鐵絲固定，要弄清楚行星的位置和大小。

5、生小組內(nèi)用計(jì)算機(jī)按比例縮小算出八大行星的直徑和距離太陽(yáng)的遠(yuǎn)近。

二、學(xué)生制作太陽(yáng)系模型。

1、師發(fā)材料，學(xué)生根據(jù)數(shù)據(jù)分工制作太陽(yáng)系模型。

2.學(xué)生以小組為單位分別開(kāi)始制作太陽(yáng)系模型，教師深入各小組進(jìn)行指導(dǎo)。

三、成果展示

1、把各小組做好的太陽(yáng)系模型放到前臺(tái)，全班同學(xué)輪流觀看。

2、小結(jié)：說(shuō)一說(shuō)在建太陽(yáng)系模型的過(guò)程中你們有什么體會(huì)或發(fā)現(xiàn)？

第五篇：下期 模型火箭制作教案

模型火箭制作

第一節(jié)

概

述

模型火箭的設(shè)計(jì)和制作是研制模型火箭的兩大支柱。模型火箭制作分單件制作和批量制作，前者多為個(gè)人行為的手工制作，后者則由廠家采取模具和機(jī)械加工；前者用料多為紙板、木料和塑料板；后者主要使用紙張和塑料制品。

一枚制作精良的模型火箭，不僅是一件得心應(yīng)手的體育用品或科普器材，而且也應(yīng)是一件可供欣賞的精美工藝品。這就要求制作者除具備有關(guān)模型火箭的設(shè)計(jì)和制作工藝知識(shí)外，還應(yīng)具有藝術(shù)鑒賞、藝術(shù)創(chuàng)作和實(shí)際操作能力。

上一章，我們?cè)谥v解模型火箭飛行原理的基礎(chǔ)上，介紹了模型火箭的零部件設(shè)計(jì)方法；本章將著重介紹手工制作單件模型火箭的材料、工具和具體零部件的加工方法。

第二節(jié) 材料和工具

一、模型火箭的常用材料

根據(jù)《FAI 運(yùn)動(dòng)規(guī)則，4d部分，航天模型》規(guī)定，用作模型火箭的材料必須是非金屬，除發(fā)動(dòng)機(jī)的卡鉤外，不得使用任何金屬材料及其制品。

(一)紙和紙板

紙是一種由植物纖維、礦物纖維、動(dòng)物纖維、化學(xué)纖維或它們的混合物組成的均勻柔軟薄片；具有較高挺度的某些紙則叫做紙板。

用來(lái)零星制做模型火箭的主要是折疊盒紙板，它具有良好的耐劃性和折疊性能；此外還有折疊盒白紙板和涂布折疊盒紙板，這兩種紙板都有良好的印刷性能，并可以刷涂料。紙板可以制做頭錐、箭體筒段和尾翼，尤適宜于制做箭體筒段(紙管)。紙適宜于用卷管機(jī)進(jìn)行批量生產(chǎn)，常用的紙有銅版紙和牛皮紙。

(二)輕木

輕木是一種具備輕質(zhì)量和高強(qiáng)度的木材，盡管其密度不是最低，但其強(qiáng)度卻相當(dāng)高，即具有較高的比強(qiáng)度(物質(zhì)的強(qiáng)度與其密度之比，單位：焦耳/千克)。輕木有良好的加工性能。因此，長(zhǎng)期以來(lái)，輕木一直是制做模具(木模)的基本材料。同樣，輕木也是制作模型火箭尾翼和頭錐的好材料。

國(guó)內(nèi)用作模型火箭的輕木主要有泡桐、杉和紅白松等。商家通常將木料裁成不同厚度的板材供應(yīng)。

(三)塑料

塑料是具有可塑性高分子的化合物。工程上常用的塑料有熱塑性和熱固性兩類(lèi)，熱塑性 塑料具有遇熱熔融、冷后變硬的特點(diǎn)，并且這一過(guò)程可以反復(fù)多次，因此很適合用來(lái)制做模型火箭。ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、聚氯乙烯、聚苯乙烯等都是熱塑性塑料，商家有板材供應(yīng)。其中，ABS塑料具有良好的綜合性能、容易加工、尺寸穩(wěn)定，是制作模型火箭的常用材料。而ABS板則是手工制作箭體筒段和尾翼的好材料。

(四)復(fù)合材料

最常用的復(fù)合材料是玻璃鋼，它是以玻璃纖維或玻璃布浸漬環(huán)氧樹(shù)脂纏繞或敷設(shè)而成的制品。大尺寸的模型火箭常采用玻璃纖維或玻璃布浸漬環(huán)氧樹(shù)脂纏繞而成。另一種復(fù)合材料是碳纖維(布)/樹(shù)脂，即以碳纖維或碳布浸漬樹(shù)脂纏繞或敷設(shè)成的制品。

二、制作模型火箭的常用工具 工業(yè)上制做模型火箭有專用機(jī)器和工具。

對(duì)于手工制做模型火箭的愛(ài)好者來(lái)說(shuō)，可以參照航空模型選用加工工具。常用工具有：工作臺(tái)板、30?模型刀、45?模型刀、折斷式壁紙刀、手鋸、鋼絲鋸、什錦銼、微型臺(tái)鉆或手鉆、直尺、圓規(guī)、砂紙、膠紙帶、502膠、毛刷等。

上述工具可以根據(jù)需要選用。

第三節(jié) 模型火箭結(jié)構(gòu)和制作

圖4.1所示為典型的模型火箭結(jié)構(gòu)，它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且飛行速度較快(相對(duì)于航空模型)。因此制作模型火箭必須認(rèn)真細(xì)致，火箭總體必須做到軸對(duì)稱，表面光滑。為此，模型火箭的各零部件必須精細(xì)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(duì)火箭軸線對(duì)稱均布。否則，火箭飛行軌跡會(huì)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(duì)于頭錐，可以選用密度大一點(diǎn)的材料；對(duì)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4.1 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(jī)卷壓成型，或螺旋卷繞，或平行卷繞；手工生產(chǎn)則多通過(guò)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(shù)脂成型。但目前市場(chǎng)上大量銷(xiāo)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(shù)脂管。

圖4.2 紙管成型工藝

正式比賽用模型的箭體筒段常采用玻璃鋼或碳纖維/樹(shù)脂制品。

四凱模型火箭公司生產(chǎn)的箭體筒段外徑有以下幾個(gè)規(guī)格：φ

19、φ

22、φ

35、φ90毫米等。

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(chē)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(jiàn)圖4.1)。木制頭錐應(yīng)以砂紙打磨光滑，以利減小氣動(dòng)阻力和便于噴涂涂料。

三、尾段

尾段是用來(lái)安裝發(fā)動(dòng)機(jī)和尾翼的。但手工制做模型火箭時(shí)，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(guò)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(lái)穩(wěn)定模型火箭飛行的，一般采用3或4片尾翼，且其中性平面應(yīng)通過(guò)火箭軸線，并對(duì)稱、均勻分布于尾段周?chē)?。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??；輕木密度也低，剛性比紙板好，而且可以削制得很薄，氣動(dòng)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(qiáng)度，延長(zhǎng)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(jī)翼橫剖面呈流線形)，以利減小氣動(dòng)阻力，參見(jiàn)圖4.4。

圖4.3 尾翼木紋方向

圖4.4 尾翼剖面

五、發(fā)動(dòng)機(jī)固定架 圖4.5 發(fā)動(dòng)機(jī)固定架

發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)得以固定，確保模型火箭在發(fā)射、飛行和回收過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)脫離箭體。由于常用模型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)，所以需要采用發(fā)動(dòng)機(jī)固定架。固定架通常由套管、固定環(huán)和卡鉤組成(圖4.5)。套管和固定環(huán)一般采用紙板制作，套管長(zhǎng)度通常為發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)度的70％左右，視發(fā)動(dòng)機(jī)后端伸出套管的長(zhǎng)度而定。一般地，發(fā)動(dòng)機(jī)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(méi)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(zhǎng)約4毫米，卡鉤的兩鉤之間的長(zhǎng)度等于發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)度加1~2毫米，參見(jiàn)圖4.5。

六、導(dǎo)向管

導(dǎo)向管又叫做發(fā)射管，通常采用紙管制做，其尺寸見(jiàn)第三章第三節(jié)五小節(jié)。粘接導(dǎo)向管時(shí)，一定要注意導(dǎo)向管與箭體平行；如果采用兩個(gè)導(dǎo)向管，則一定要保證兩個(gè)導(dǎo)向管位于同一直線上，粘接時(shí)可以用一根平直的導(dǎo)向桿定位。這一點(diǎn)非常重要，否則，可能發(fā)生一個(gè)導(dǎo)向管套上了，另一個(gè)套不上；或者，雖然都套上了，但火箭在導(dǎo)向桿上運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)因二導(dǎo)向管稍許錯(cuò)位而發(fā)生顫振，火箭出桿后會(huì)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(huì)影響火箭起飛和飛行的穩(wěn)定性。

對(duì)于如圖3.26所示的帶有大直徑載荷艙的模型火箭，其導(dǎo)向管不能直接粘接在箭體筒 段上，在筒段與導(dǎo)向管之間應(yīng)增加一個(gè)矩形支座，以便導(dǎo)向管內(nèi)側(cè)面與載荷艙外柱面相切，確?；鸺趯?dǎo)向桿上自由運(yùn)動(dòng)。

如果采取導(dǎo)軌式發(fā)射架，則不需要導(dǎo)向管。

七、回收裝置

常用的回收裝置是降落傘，是用來(lái)使模型火箭緩慢降落的裝置，以減輕火箭接觸地面時(shí)的撞擊力，延長(zhǎng)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(jì)要求剪裁；然后以壓敏膠紙粘接傘繩；最后按設(shè)計(jì)要求將傘繩與彈性繩連接在一起。對(duì)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(duì)角線的交點(diǎn)為尖點(diǎn)，對(duì)折、再對(duì)折、┅┅，疊成8角、16角形；或者對(duì)折后，再3折，而后對(duì)折、再對(duì)折、┅，疊成6角、12角、24角形；以最短折疊邊為半徑，以尖點(diǎn)為圓心，用剪刀剪去邊角，展開(kāi)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。

第四節(jié) 模型火箭組裝和裝飾

一、模型火箭組裝

（一）安裝尾翼

如果有尾段，先將尾段粘502膠插入筒體后端；然后將尾翼插進(jìn)尾段的翼槽中，注意：尾翼后緣(或最后點(diǎn))應(yīng)在垂直火箭軸線的同一平面內(nèi)。最簡(jiǎn)單的校驗(yàn)辦法是：將火箭直立在工作臺(tái)板上，用三角板的直角邊檢查，看它是否與臺(tái)面垂直。經(jīng)過(guò)校正后，以502膠固定之。

如果沒(méi)有尾段，則尾翼直接粘接于箭體筒段上。為保證尾翼中性平面通過(guò)火箭軸線并均布于箭體周?chē)?，可采取以下方法粘接尾翼?/p>

首先等分箭體筒段后段，已知筒段外徑為2R，若3等分筒段，則以 R量取；若4等分筒段，則以 R量取?；蛞韵路ǖ确滞捕危?/p>

以一紙帶卷于箭體筒段后段一周，在紙帶未重疊的一段(其長(zhǎng)度等于筒段周長(zhǎng))內(nèi)，按尾翼數(shù)均分之(3等分或4等分)；然后再卷到箭體筒段后段上，在筒段上標(biāo)上等分標(biāo)記。

參見(jiàn)圖4.6，在箭體筒段上劃出粘接尾翼的(與筒段軸平行的)直線。

在工作臺(tái)板上以圓規(guī)畫(huà)若干同心圓，最小圓直徑等于箭體筒段外徑，按尾翼數(shù)，將圓分成3等分或4等分，通過(guò)圓心畫(huà)等分線，并適當(dāng)延長(zhǎng)。

將箭體筒段立于工作臺(tái)板上，使筒段與最小圓周重合，并且使筒段上的等分線與工作臺(tái) 板上的等分線相對(duì)應(yīng)，將尾翼根部和后緣分別對(duì)準(zhǔn)筒段和工作臺(tái)板上的直線，以502膠在翼根處粘接尾翼(圖4.7)。如果尾翼為大后掠角，尾翼后緣超出筒段后端面，則應(yīng)于筒段內(nèi)套一圓柱體，使筒段后端面抬高到尾翼后緣超出的距離，然后如前法粘接尾翼。為了加強(qiáng)尾翼的粘接強(qiáng)度，可于尾翼根部與筒段結(jié)合處涂一點(diǎn)快干膠，待干后，將其修整平滑。為了減少筒段與尾翼間的氣動(dòng)干擾，在翼根與筒段接合處，充以填料，并打磨成光滑的圓弧狀；或以截面呈圓弧形的長(zhǎng)條(長(zhǎng)度等于翼根弦長(zhǎng))粘貼于翼根與筒段接合處，參見(jiàn)圖3.29。

圖4.6 在箭體筒段上劃線

圖4.7 在工作臺(tái)板上安裝尾翼

（二）安裝回收裝置和頭錐

將降落傘上的彈性繩較短的一頭系在頭錐上；另一頭貼在2.5×40毫米的醫(yī)用膠布上，并用訂書(shū)釘將彈性繩與膠布訂在一起；然后將膠布貼到箭體筒段內(nèi)壁面，膠布最外端距筒段端面約40毫米。

將降落傘按要求折疊(詳見(jiàn)第六章第二節(jié))后，置于箭體筒段內(nèi)。將頭錐的圓柱段插入箭體筒段。

二、外表處理和裝飾

雖然各零部件在制做時(shí)都進(jìn)行了必要的打磨和清理，但在組裝過(guò)程中難免會(huì)沾上灰塵和異物，在裝飾前應(yīng)該進(jìn)行一次清理，必要時(shí)還要打磨。如果發(fā)現(xiàn)在非分離部位有縫隙，應(yīng)以填料涂抹后再磨光。

表面清理后，即可進(jìn)行裝飾，自制模型火箭一般需要噴涂涂料，如果有塑料件，不可使用硝基涂料，最好使用油漆。顏色根據(jù)個(gè)人愛(ài)好選擇或進(jìn)行調(diào)配，但應(yīng)做到美觀大方，色澤協(xié)調(diào)。底層最好噴涂白漆，如果漆干以后，色澤不勻，可適當(dāng)打磨后再噴涂一層白漆。待干后，噴涂色漆，如果以多種顏色組合，則應(yīng)先涂淺色漆，而后涂深色漆；噴涂第二道漆時(shí).應(yīng)將第一道漆用紙包裹住。每次涂漆，都應(yīng)待上一次漆干以后進(jìn)行，并視情況，確定要不要進(jìn)行打磨。有條件時(shí)，最好使用帶噴槍的漆筒進(jìn)行噴漆。如果制作者有繪畫(huà)才能，可以在白紙上繪制圖案，貼在箭體適當(dāng)位置，然后罩一層透明涂料（清漆）。

模型火箭的發(fā)射和飛行

第一節(jié)

概述

模型火箭發(fā)射是模型火箭飛行的第一步，發(fā)射不了的模型火箭就談不上飛行，發(fā)射需具備一定的條件，包括場(chǎng)地和發(fā)射設(shè)備等。

設(shè)計(jì)并制作完畢的模型火箭，需要進(jìn)行飛行試驗(yàn)，以驗(yàn)證火箭設(shè)計(jì)的正確性和制作工藝的好壞。在確定模型火箭方案時(shí)，最好先用紙，制作一個(gè)簡(jiǎn)單的模型進(jìn)行試飛，以驗(yàn)證模型設(shè)計(jì)的可行性，然后進(jìn)行模型正式設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該估算模型的質(zhì)量，確定模型的質(zhì)心和壓心位置。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行選材、制作。對(duì)制作好的模型應(yīng)稱重和測(cè)質(zhì)心，以了解制成的模型與設(shè)計(jì)的模型之間存在的差異，并盡可能設(shè)法消除它們之間的差異。

對(duì)已經(jīng)檢驗(yàn)的模型火箭進(jìn)行實(shí)際試飛，以了解其飛行性能。如果試飛結(jié)果不佳，則應(yīng)查找原因，排除不利因素后，再行試飛。在飛行穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，再設(shè)法減輕模型質(zhì)量，以提高模型的飛行高度，但是必須保持模型的質(zhì)心與壓心相互位置的正確關(guān)系。

下面主要介紹發(fā)射模型火箭前的準(zhǔn)備工作、發(fā)射程序，以及現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)故障時(shí)的處理方法。

在這里，我們還需要特別強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，就是要十分重視模型火箭發(fā)射和飛行的安全問(wèn)題。

第二節(jié) 發(fā)射準(zhǔn)備

一、發(fā)射場(chǎng)地

發(fā)射和飛行模型火箭必須要有發(fā)射場(chǎng)地。選擇發(fā)射場(chǎng)地是很有講究的。

一般的發(fā)射和飛行需要選擇一個(gè)開(kāi)闊的場(chǎng)地或草坪，如操場(chǎng)、足球場(chǎng)，但要遠(yuǎn)離大樹(shù)、電力線、高大的建筑物，而且發(fā)射場(chǎng)地不能有干枯的植被和堆積的易燃物，盡量避開(kāi)飛機(jī)和其它飛行器飛行的空域。發(fā)射區(qū)的大小，視飛行項(xiàng)目、使用的發(fā)動(dòng)機(jī)總沖大小和回收方式而定。對(duì)于采用C型以內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)的模型火箭，場(chǎng)地較大時(shí)可選用降落傘回收，場(chǎng)地較小時(shí)宜采取飄帶回收；對(duì)于助推或火箭/滑翔機(jī)則要求場(chǎng)地足夠大。此外還要考慮風(fēng)向的影響，最好選在一個(gè)無(wú)風(fēng)或者微風(fēng)的天氣，這樣外界對(duì)于模型火箭的飛行影響會(huì)小一些。另外，火箭發(fā)射方向應(yīng)逆風(fēng)，以免降落時(shí)飄得太遠(yuǎn)。

圖6.1 發(fā)射場(chǎng)示意圖

比賽用的發(fā)射場(chǎng)地，應(yīng)該符合國(guó)際航空聯(lián)合會(huì)頒布的有關(guān)規(guī)定。要求足夠大的場(chǎng)地，以便劃分出發(fā)射區(qū)、準(zhǔn)備區(qū)、回收區(qū)、跟蹤觀測(cè)區(qū)和觀看區(qū)等(圖6.1和6.2)。最理想的比賽場(chǎng)地是類(lèi)似高爾夫球場(chǎng)那樣的開(kāi)闊草地。

準(zhǔn)備區(qū)和發(fā)射區(qū)處于觀眾區(qū)和回收區(qū)之間，以保證模型火箭的飛行軌跡不經(jīng)過(guò)準(zhǔn)備區(qū)和 觀眾區(qū)的上空。發(fā)射區(qū)應(yīng)避開(kāi)樹(shù)木、電線和高大的建筑物，它是運(yùn)動(dòng)員發(fā)射模型的專用場(chǎng)地。觀看區(qū)是供觀眾及裁判觀看比賽的場(chǎng)地，應(yīng)避免朝陽(yáng)以利于觀察。在準(zhǔn)備區(qū)為模型火箭的發(fā)射做最后的準(zhǔn)備，在此將回收系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)組裝到位。準(zhǔn)備區(qū)應(yīng)與發(fā)射區(qū)相鄰并保持一定的距離。回收區(qū)是模型火箭要降落的區(qū)域，應(yīng)盡可能地大。

A-標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射架;B-控制臺(tái);C-預(yù)埋電線;D-安全審核;E-成績(jī)統(tǒng)計(jì);F-準(zhǔn)備區(qū);G-觀眾席;H-發(fā)射場(chǎng)辦公室;I-機(jī)房;J-中心電臺(tái)

圖6.2 標(biāo)準(zhǔn)的模型火箭國(guó)際賽場(chǎng)

二、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(gè)導(dǎo)流盤(pán)。它用來(lái)防止發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的高溫燃?xì)鉄龎陌l(fā)射架下的塑料件和附近的易燃物。發(fā)射架的3個(gè)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6.3所示為常用的導(dǎo)桿式發(fā)射架。

發(fā)射時(shí)可以根據(jù)風(fēng)力及回收?qǐng)龅氐拇笮∵m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)。

圖6.3 導(dǎo)桿式發(fā)射架

一般情況下，要使用專業(yè)廠家生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射架。如果發(fā)射小形模型火箭，發(fā)射者可以使用直徑為4毫米的金屬桿插在木塊上與地面構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)易的發(fā)射架，導(dǎo)向桿長(zhǎng)度不小于700毫米。導(dǎo)向桿應(yīng)該光滑而且筆直，以模型火箭上的導(dǎo)向管套入后能自由滑動(dòng)為宜。如果導(dǎo)向桿不直，就有可能影響火箭出桿后的飛行穩(wěn)定性。發(fā)射前還應(yīng)該檢查一下火箭的導(dǎo)向管與導(dǎo)向桿的配合，將火箭置于發(fā)射架上，以手指輕輕抓住火箭筒段前端，沿導(dǎo)向桿向上提拉，檢查移動(dòng)是否順暢，是否有阻澀現(xiàn)象。如果導(dǎo)向桿生銹，需用砂紙打磨光滑，再用軟紙擦拭干凈。

發(fā)射架除常用的導(dǎo)桿式發(fā)射架外，還有導(dǎo)軌式發(fā)射架、發(fā)射塔等。導(dǎo)軌式發(fā)射架用三根或四根金屬圓管作導(dǎo)軌，內(nèi)側(cè)面分布圓略大于箭體直徑，箭體不需要導(dǎo)向管（圖6.4）。這種發(fā)射架適合用于正式比賽，也可用于發(fā)射大型模型火箭。

發(fā)射塔是依據(jù)真實(shí)的火箭發(fā)射塔縮比設(shè)計(jì)而成的，配上模擬發(fā)射控制臺(tái)就能使發(fā)射者產(chǎn)生身臨其境的感受。它更適合于在游樂(lè)場(chǎng)等地方使用。

三、發(fā)動(dòng)機(jī) 在模型火箭飛行前，應(yīng)該先從廠家提供的發(fā)動(dòng)機(jī)系列中挑選適合該模型火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)于正式比賽則應(yīng)該根據(jù)有關(guān)規(guī)定選用發(fā)動(dòng)機(jī)。選擇發(fā)動(dòng)機(jī)的基本參數(shù)是，發(fā)動(dòng)機(jī)的總沖的大小和延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短。延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短要使火箭慣性飛行至最高點(diǎn)時(shí)，其延時(shí)劑剛好燃燒完畢，彈射劑及時(shí)打開(kāi)回收裝置為宜。

模型火箭的飛行高度在很大程度上取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的總沖大小。模型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的類(lèi)別就是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的總沖來(lái)區(qū)分的。對(duì)于大多數(shù)模型火箭愛(ài)好者來(lái)說(shuō)，合適的發(fā)動(dòng)機(jī)，是根據(jù)發(fā)射者試飛自己的火箭來(lái)確定的。當(dāng)然，在試飛以前，發(fā)射者應(yīng)根據(jù)自己箭體的質(zhì)(重)量、性能，選擇適當(dāng)類(lèi)別的發(fā)動(dòng)機(jī)，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行高度估算。

一般情況下發(fā)動(dòng)機(jī)是放在塑料袋內(nèi)密封儲(chǔ)存的。不使用時(shí)別開(kāi)封，更不要使發(fā)動(dòng)機(jī)與水或者其他液體接觸，以防止受潮而失效。

四、回收裝置

根據(jù)《模型火箭安全規(guī)則》，模型火箭必須帶有回收裝置，以確保其降落的安全性。通常情況下，所使用的回收裝置是降落傘和飄帶。

對(duì)于降落傘，大家都很熟悉。模型火箭上使用的降落傘一般是圓形或正多邊形的，市售降落傘多呈六角形，六個(gè)角上分別系有傘繩。降落傘的傘面多為塑料薄膜或絲綢。

圖6.5 降落傘的折疊方法圖示

現(xiàn)在，我們介紹一下，裝傘的方法。裝傘前，先要在筒體內(nèi)塞入一個(gè)棉紙團(tuán)(充當(dāng)阻燃物，以防止高溫燃?xì)鈱⒔德鋫銦龎?，其松緊程度以剛好堵住箭體筒段的內(nèi)孔為宜。一般市售模型火箭的降落傘，可按圖6.5所示步驟進(jìn)行折疊，最后在折疊成圓柱狀的傘端，包上一小塊棉紙，再裝入筒體內(nèi)。為確保降落傘順利推出筒體，可于綿紙團(tuán)和折疊好的降落傘外，撒上適量滑石粉。對(duì)于參加比賽用的降落傘，一般面積較大，所以更應(yīng)注意其折疊方法。以6根傘繩的降落傘為例：以傘心為頂點(diǎn)，以一傘繩接點(diǎn)與傘心連線為一邊，折疊平整；以相鄰傘繩接點(diǎn)與傘心連線為另一邊，折疊平整后，對(duì)折覆蓋到上面；再以其相鄰傘繩接點(diǎn)，與傘心連線為一邊，折疊平整后，再對(duì)折覆蓋到上面；照此順序折疊，折成斜三角形；然后參照?qǐng)D6.5的第二步，沿傘半徑方向折成3或4疊，再卷成圓柱狀；只是傘繩不要繞在傘外，而是將卷成圓柱狀的傘的無(wú)繩端，用阻燃軟紙包住后，裝入箭體筒段；最后將傘繩以波浪形放入筒體內(nèi)。比賽時(shí), 為了延長(zhǎng)留空時(shí)間，可將彈性繩的連接點(diǎn)固結(jié)在箭體筒段的質(zhì)心處（外表面），使之水平下降。以延長(zhǎng)留空時(shí)間（圖6.6）。

飄帶式回收裝置較降落傘受氣流的影響要小，而且降落速度快，回收的半徑也要小得多。一般情況下，將飄帶折疊成圓柱形裝入筒體內(nèi)。同樣道理，需要塞綿紙團(tuán)和在折疊好的飄帶外包一小塊綿紙，并撒上適量滑石粉。比賽時(shí)，為了延長(zhǎng)留空時(shí)間，應(yīng)該注意飄帶折疊方法，一般折疊成鋸齒狀或弓形(圖6.7)，弓形是在鋸齒形基礎(chǔ)上，再沿鋸齒中間折疊一下就成。與降落傘留空模型一樣，飄帶的彈性繩連接點(diǎn)，也要固結(jié)在箭體筒段的質(zhì)心處（外表面），如圖6.8所示。

6.7 飄帶的折疊方法

此外，需要注意的是：降落傘長(zhǎng)時(shí)間裝在箭體內(nèi)容易老化變硬，造成折痕，在裝傘前有必要用滑石粉對(duì)降落傘進(jìn)行揉搓，以減少折痕的產(chǎn)生。

五、點(diǎn)火系統(tǒng)

點(diǎn)火系統(tǒng)包括點(diǎn)火裝置(電點(diǎn)火頭)和點(diǎn)火控制裝置。根據(jù)使用場(chǎng)合和發(fā)射方式，點(diǎn)火控制裝置有如下幾種形式：點(diǎn)火控制器、齊發(fā)發(fā)射裝置、發(fā)射控制儀和模擬發(fā)射控制臺(tái)等。其主要作用是引燃電點(diǎn)火頭，使發(fā)動(dòng)機(jī)正常點(diǎn)火、工作。

點(diǎn)火控制器是最常用的單發(fā)點(diǎn)火控制裝置，由電源(5號(hào)電池4節(jié))、導(dǎo)線、安全鍵、通路指示燈和按鈕等組成。點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(xiàng)檢查電池是否安裝到位、電線是否接觸良好、點(diǎn)火頭是否接通等等。如果電路系統(tǒng)正常而不能點(diǎn)火，則應(yīng)該更換點(diǎn)火頭。還有一些應(yīng)該注意的問(wèn)題，我們將在“安全檢查”部分講解。點(diǎn)火控制器的優(yōu)點(diǎn)是體積小，便于攜帶，操作簡(jiǎn)便，適宜于野外單件操作。

齊發(fā)發(fā)射器是一種可同時(shí)發(fā)射多枚模型火箭的點(diǎn)火控制裝置。它由電源、控制盒、安全鍵和多路點(diǎn)火導(dǎo)線組成。其使用方法與點(diǎn)火控制裝置基本相同；不同的是，電源外接點(diǎn)火線路由“單路”變成了“多路并連”而已。使用時(shí)不能讓任何一路點(diǎn)火導(dǎo)線短路。發(fā)射前要檢測(cè)電源能量是否充足(外接電源建議使用12伏特蓄電池)。這種裝置的特點(diǎn)是增加了模型火箭發(fā)射的趣味性和觀賞性。

發(fā)射控制儀是一種多功能的點(diǎn)火控制裝置，可按選定的時(shí)間間隔依次自動(dòng)發(fā)射多枚模型火箭，同時(shí)還可以采用“一路多接”的方式進(jìn)行齊發(fā)和間隔齊發(fā)。其主要組成部分有電源、控制電路和點(diǎn)火線路，操作時(shí)按操作說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。其具有倒計(jì)時(shí)、線路檢測(cè)、發(fā)射間隔調(diào)整等多種功能。

模擬發(fā)射控制臺(tái)采用220伏特電源，具有發(fā)射塔控制、仿真語(yǔ)音系統(tǒng)、倒計(jì)時(shí)、點(diǎn)火、外接音響和控制指揮輸入接口等多種功能。適合科學(xué)普及教育和娛樂(lè)場(chǎng)所使用。

第三節(jié)

安全檢查

模型火箭發(fā)射前的各種準(zhǔn)備工作做完以后，還要對(duì)發(fā)射的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行全面的安全檢查。只有在確信發(fā)射不會(huì)對(duì)人員或周?chē)沫h(huán)境造成任何危害時(shí)，才能進(jìn)行發(fā)射。此項(xiàng)檢查包括發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)射架、回收裝置、模型的可飛性、點(diǎn)火系統(tǒng)及發(fā)射場(chǎng)地等幾個(gè)方面。

一、發(fā)動(dòng)機(jī)

發(fā)動(dòng)機(jī)安全檢查分如下幾部分：

檢查發(fā)動(dòng)機(jī)是否出自國(guó)家注冊(cè)廠家的正規(guī)產(chǎn)品。不應(yīng)該用假冒偽劣產(chǎn)品。

檢查發(fā)動(dòng)機(jī)是否受潮。主要是檢查發(fā)動(dòng)機(jī)的殼體和噴管是否受潮；受潮的發(fā)動(dòng)機(jī)不能使用。

檢查發(fā)動(dòng)機(jī)是否受到嚴(yán)重?cái)D壓；嚴(yán)禁使用殼體出現(xiàn)裂紋、噴管受損的發(fā)動(dòng)機(jī)。在大量使用發(fā)動(dòng)機(jī)及比賽前，要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能及可靠性進(jìn)行抽檢。

二、發(fā)射架

發(fā)射架穩(wěn)定性檢查。包括發(fā)射架整體的穩(wěn)定性、導(dǎo)向桿的穩(wěn)定程度，導(dǎo)向桿和底座是否連接牢固；導(dǎo)向桿是否光滑等。

在無(wú)風(fēng)的環(huán)境中，導(dǎo)向桿與地面的夾角不應(yīng)小于60?。如果有風(fēng)，導(dǎo)向桿應(yīng)朝著迎風(fēng)方向作適當(dāng)調(diào)整。

三、回收裝置

檢查彈性繩與降落傘(飄帶)繩、頭錐和箭體筒段連接是否牢固，以保證回收過(guò)程中，回收裝置不會(huì)與箭體脫離。

檢查降落傘(飄帶)折疊得是否正確，要按說(shuō)明書(shū)的規(guī)定去做。

檢查綿紙團(tuán)松緊是否合適及降落傘(飄帶)的防護(hù)情況，以保證回收裝置不會(huì)被燒環(huán)。

四、模型的可飛性

穩(wěn)定性檢查。模型要從結(jié)構(gòu)上保證有足夠的穩(wěn)定性，或者說(shuō)模型的整體應(yīng)符合穩(wěn)定性設(shè)計(jì)。

尾翼檢查。尾翼應(yīng)該粘接牢固，翼面光滑且與箭體軸線平行，幾個(gè)尾翼均勻分布在尾段的圓周上。

導(dǎo)向管檢查。導(dǎo)向管應(yīng)粘接牢固，且與箭體軸線平行，如為兩個(gè)導(dǎo)向管，應(yīng)在一條直線上。

卡鉤檢查?？ㄣ^應(yīng)緊貼發(fā)動(dòng)機(jī)套管，有足夠的彈性，裝上發(fā)動(dòng)機(jī)后不應(yīng)晃動(dòng)。

五、點(diǎn)火控制裝置

首要的是點(diǎn)火控制裝置中的電池應(yīng)符合規(guī)定的電壓要求，安裝時(shí)接觸良好。兩個(gè)接線夾 短路后，插入安全鍵，這時(shí)通路檢查指示燈應(yīng)該亮。兩個(gè)接線夾應(yīng)該保持干凈，以確保其與點(diǎn)火頭接觸良好。

六、發(fā)射場(chǎng)地

檢查發(fā)射場(chǎng)地是否符合《模型火箭安全規(guī)則》中有關(guān)的規(guī)定和要求。這里我們需要特別講明的是：發(fā)射場(chǎng)地應(yīng)該足夠大，而且周?chē)鸁o(wú)易燃、易爆物品，無(wú)高架電線、大樹(shù)、高大建筑物等。

第四節(jié)

模型火箭的發(fā)射程序

在組織模型火箭的發(fā)射活動(dòng)時(shí)，特別是大型的發(fā)射活動(dòng)時(shí)，應(yīng)該明確分工，并制定一套嚴(yán)格的發(fā)射程序。發(fā)射時(shí)嚴(yán)格按照發(fā)射程序組織發(fā)射，這樣既可以保證發(fā)射安全，又可以提高發(fā)射的成功率。

典型的模型火箭發(fā)射程序如下：

1)選擇發(fā)射場(chǎng)地。發(fā)射場(chǎng)地應(yīng)符合《模型火箭安全規(guī)則》有關(guān)的規(guī)定和要求。2)安置發(fā)射架。發(fā)射架應(yīng)平穩(wěn)地放置于地面，導(dǎo)向桿和發(fā)射架組合牢固、發(fā)射方向調(diào)整適當(dāng)。

3)安全檢查。按上一節(jié)所述安全事項(xiàng)進(jìn)行檢查，檢查合格后才能進(jìn)行下一步操作。4)組裝模型火箭。按照要求組裝回收裝置、電點(diǎn)火頭和發(fā)動(dòng)機(jī)，將組裝好的模型火箭平穩(wěn)地安裝在發(fā)射架上。

5)連接點(diǎn)火線。拔下點(diǎn)火控制器的安全鍵，所有人員撤離到5米以外后，再接通點(diǎn)火線。6)點(diǎn)火發(fā)射。待所有人員撤離到安全區(qū)以后，插入安全鍵，這時(shí)通路指示燈亮，按指揮員的點(diǎn)火口令進(jìn)行點(diǎn)火發(fā)射。發(fā)射完畢，應(yīng)立即拔出安全鍵，以免造成下次使用時(shí)意外點(diǎn)火。

7)回收模型火箭。模型火箭在回收裝置的作用下安全落地后，由回收人員將箭體回收，以備再次使用。

第五節(jié) 發(fā)射高度和留空時(shí)間測(cè)量

進(jìn)行模型火箭正式比賽時(shí)，有專用設(shè)備和專職人員進(jìn)行觀測(cè)記錄。平時(shí)我們自己進(jìn)行試飛時(shí)，也需要大概估計(jì)一下模型火箭的飛行高度。這里，我們介紹兩種簡(jiǎn)單的，用目測(cè)估計(jì)高度的方法，它適用于沒(méi)有風(fēng)的天氣；以及用秒表測(cè)量時(shí)間的方法。

一、高度測(cè)量和計(jì)算* 其一，在發(fā)射場(chǎng)上，我們畫(huà)一個(gè)正三角形ABC，其單邊長(zhǎng)度最好等于或大于模型火箭的預(yù)期飛行高度，也可視場(chǎng)地大小確定。在C點(diǎn)放置發(fā)射架，在A和B點(diǎn)分別站立一名觀 測(cè)者，當(dāng)模型火箭從C點(diǎn)垂直起飛時(shí)，A、B兩點(diǎn)的觀測(cè)者以喊話(包括用無(wú)線電)或旗語(yǔ)形式聯(lián)系，同時(shí)目測(cè)火箭飛行的最高點(diǎn)C’。各人自己估計(jì)自己的視角(火箭飛到最高點(diǎn)時(shí)，視線與水平面的夾角)α(圖6.9)。這樣，我們就可以按下面的公式計(jì)算火箭的飛行高度

式中，h1和h2分別為A和B觀測(cè)到的高度，為二人觀測(cè)到的平均高度。之所以采取正三角形的原因，以便判斷兩名觀測(cè)者的視角差異，如果采用儀器觀測(cè)，就可以依據(jù)場(chǎng)地采取任意三角形。

其二，在發(fā)射場(chǎng)上畫(huà)一根長(zhǎng)為模型火箭預(yù)期飛行高度兩倍的直線AB(其長(zhǎng)度以c表示)，如果有風(fēng)，直線應(yīng)與風(fēng)向平行，在直線中點(diǎn)M設(shè)立發(fā)射架。當(dāng)火箭垂直起飛時(shí)，A、B兩點(diǎn)的觀測(cè)者，同樣以喊話等形式聯(lián)系，同時(shí)目測(cè)火箭的飛行最高點(diǎn)C，兩人各自估計(jì)自己的視角A和B。這樣，我們即可按下式

計(jì)算火箭的飛行高度(圖6.10)。

實(shí)際上，模型火箭不可能絕對(duì)垂直飛行，因此，前面的兩種計(jì)算模型火箭飛行高度的方法只能是近似的。

圖6.9 模型火箭飛行高度簡(jiǎn)測(cè)法1

圖6.10 模型火箭飛行高度簡(jiǎn)測(cè)法2 如果有兩架經(jīng)緯儀，則可分別設(shè)于A和B點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，通過(guò)第三者以聲音或光學(xué)方法聯(lián)系，使兩架經(jīng)緯儀同時(shí)觀測(cè)到火箭飛行的最高點(diǎn)，則用上述的方法，可以更加精確地計(jì)算出火箭的飛行高度。參照?qǐng)D6.9，我們將直線AB定為基線，一般取AB=c=300米，在A點(diǎn)和B點(diǎn)各設(shè)一臺(tái)經(jīng)緯儀。模型起飛后，兩臺(tái)經(jīng)緯儀跟蹤飛行的模型火箭，當(dāng)模型火箭達(dá)到最高點(diǎn)C’時(shí)，記下每臺(tái)經(jīng)緯儀的方位角?和仰角?，?ACB=?=180?-(?1+?2)，應(yīng)用幾何學(xué)方法可以計(jì)算出AC和BC的長(zhǎng)度分別為b和a(C點(diǎn)是C’點(diǎn)在地面的垂影)：

以及A點(diǎn)測(cè)得高度h1和B點(diǎn)測(cè)得的高度h2： 及平均高度為

這與公式(6.1)~(6.3)是一樣的。國(guó)際比賽中，每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)取兩臺(tái)經(jīng)緯儀跟蹤飛行中的模型火箭，并指定最好的一組經(jīng)緯儀作為主要跟蹤裝置，首先使用其測(cè)量數(shù)據(jù)。計(jì)算高度時(shí)，要求每個(gè)測(cè)量點(diǎn)根據(jù)跟蹤數(shù)據(jù)計(jì)算得到的高度，必須與兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)計(jì)算得到的高度相差不到10%。

二、留空時(shí)間測(cè)量

對(duì)于留空模型，模型飛行的總時(shí)間從模型在發(fā)射架上第一個(gè)動(dòng)作開(kāi)始，直到其飛行結(jié)束為止。精確測(cè)量飛行時(shí)間采用精密計(jì)時(shí)計(jì)。平時(shí)飛行時(shí)，可以采用秒表測(cè)量，測(cè)量者用目測(cè)觀看模型起飛，同時(shí)按下秒表，到模型觸地停止，即得模型飛行時(shí)間。通常，測(cè)量時(shí)間是有 限的，計(jì)時(shí)員只測(cè)到規(guī)定的時(shí)間，而不管模型還在繼續(xù)飛行。如果模型飛行時(shí)間小于最大測(cè)量時(shí)間，則測(cè)到模型落地為止。

正式比賽時(shí)，視模型使用的發(fā)動(dòng)機(jī)大小和回收裝置不同，最大測(cè)量時(shí)間也不一樣。例如，使用A型模型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和飄帶回收的模型火箭，最大測(cè)量時(shí)間為180秒；使用D型發(fā)動(dòng)機(jī)和降落傘回收的模型火箭，最大測(cè)量時(shí)間為660秒。

第六節(jié)

發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)故障處理

在發(fā)射和飛行的過(guò)程中，由于種種原因，常常會(huì)出現(xiàn)一些故障。這就要求我們，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，做具體分析，并且及時(shí)診斷出問(wèn)題的所在，給予排除。通常會(huì)遇到這么幾種故障：通電后發(fā)動(dòng)機(jī)不點(diǎn)火，模型飛離發(fā)射架后擺動(dòng)、傾斜、不開(kāi)傘，或開(kāi)傘后頭錐與箭體筒段分離，等等。

在模型火箭裝配完畢并正確地裝到發(fā)射架上，如果點(diǎn)火通電后不能使發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火工作，這時(shí)，首先應(yīng)該檢查整個(gè)點(diǎn)火系統(tǒng)的接觸狀況是否良好；點(diǎn)火控制器所使用的電池是否符合要求，安裝是否到位；如果這些都沒(méi)有問(wèn)題，就要檢查電點(diǎn)火頭，一般在發(fā)射場(chǎng)地，都采用更換電點(diǎn)火頭的方法來(lái)處理這種問(wèn)題。如果電點(diǎn)火頭已經(jīng)引燃，說(shuō)明電點(diǎn)火頭沒(méi)有插到位，或發(fā)動(dòng)機(jī)受潮。如果是前者，則重新插電點(diǎn)火頭時(shí)一定要將電點(diǎn)火頭與推進(jìn)劑藥柱接觸；如果是后者，則應(yīng)更換新開(kāi)封的發(fā)動(dòng)機(jī)。

如果模型火箭點(diǎn)火起飛以后出現(xiàn)擺動(dòng)或者傾斜飛行，應(yīng)該對(duì)回收的箭體做仔細(xì)分析：首先，檢查模型火箭的尾翼安裝是否符合要求，是否有傾斜或分布不勻的現(xiàn)象。補(bǔ)救措施是更換合格尾段，或更換箭體。其次，檢查頭錐和箭體的配合是否過(guò)松，如果配合太松，火箭起飛后，頭錐就會(huì)在氣流的作用下偏斜。補(bǔ)救措施是在配合面之間墊適量的紙片，或更換配合較好的頭錐。

如果模型火箭正常起飛后不能正常開(kāi)傘，應(yīng)對(duì)回收后的箭體，檢查其降落傘是否正確折疊（正確折疊的降落傘在箭體內(nèi)應(yīng)能自由移動(dòng)）、綿紙團(tuán)是否堵得過(guò)緊或過(guò)松（太緊則摩擦力大，太松則走氣，易燒壞降落傘）。下一次組裝時(shí)，應(yīng)該注意做好這方面的工作。