模型火箭制作和發射

3.6模型火箭制作和發射

圖1所示為典型的模型火箭結構，它的特點是結構簡單，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，火箭飛行軌跡會發生

偏離。另外火箭的質心位置應盡可能地靠前，以便使壓心在質心的后面，保證火

箭穩定飛行。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 典型的模型火箭結構

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。工業生

產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/環氧樹脂管。

圖4.2 紙管成型工藝

二、頭錐

工業生產頭錐，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。頭錐應有一段圓柱，圓柱外徑略

小于箭體內徑，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，但應設法使壁厚盡量減

薄，以免尾段質量過大，使模型火箭質心后移。工業生產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

尾翼是用來穩定模型火箭飛行的，一般采用4片尾翼，且其中性平面應通過

火箭軸線，并對稱、均勻分布于尾段周圍。工業生產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、厚薄應一致。由于希望模型火箭的質心在壓心

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、發動機固定架

發動機固定架的作用，是使安裝在箭

體筒段內的模型火箭發動機得以固定，確

保模型火箭在發射、飛行和回收過程中，

發動機不會脫離箭體。由于常用模型火箭

發動機的外形基本相同，而模型火箭直徑

各不相同，為便于更換發動機，所以需要

采用發動機固定架。固定架通常由套管、

圖5 發動機固定架

固定環和卡鉤組成(圖5)。套管和固定環

一般采用紙板制作，套管長度通常為發動機長度的70％左右，視發動機后端伸

出套管的長度而定。一般地，發動機安裝后應露出10~20毫米，以便更換。固定

環的寬度應盡量小，以減輕其質量。采用尾段的模型火箭，尾段本身就含有套管

和固定環。如果沒有尾段，而箭體筒段內徑大于18毫米，將套管(視情況帶或不

帶固定環)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

內徑為18毫米，等于發動機名義外徑，則可在筒段后段兩尾翼間的側面安上卡

鉤，發動機即可直接置于筒段內。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動機的長度加1~2毫米，參見圖5。

六、導向管

導向管又叫做發射管，通常采用紙管制做。粘接導向管時，一定要注意導向

管與箭體平行；如果采用兩個導向管，則一定要保證兩個導向管位于同一直線上，

粘接時可以用一根平直的導向桿定位。這一點非常重要，否則，可能發生一個導

向管套上了，另一個套不上；或者，雖然都套上了，但火箭在導向桿上運動時會

因二導向管稍許錯位而發生顫振，火箭出桿后會發生翻滾現象。發射架的導向桿

的平直度也至關重要，它也會影響火箭起飛和飛行的穩定性。

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，按設計要求

剪裁；然后以壓敏膠紙粘接傘繩；最后按設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、發射場地

發射和飛行模型火箭必須要有發射場地。一般的發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、發射架

發射架是支持模型火箭并且引導其按規定方向飛行

的裝置。導桿式發射架除了底座和導向桿外，還有一個

導流盤。它用來防止發動機工作時產生的高溫燃氣燒壞

發射架下的塑料件和附近的易燃物。發射架的3個支腳

應能保證發射架和模型火箭有足夠的穩定性。圖6所示

為常用的導桿式發射架。

發射時可以根據風力及回收場地的大小適當調整導

向桿的方向，使模型火箭迎風發射，這樣可以減小回收的

圖6導桿式發射架

距離。發射裝置的朝向應在與垂直線成30°的半倒錐角的

范圍之內變化，以避免橫向發射，危及地面的目標。

十、點火發射

點火控制器是最常用的單發點火控制裝置，

由電源(5號電池4節)、導線、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：發射前先拔下安全鍵，由發射者保管；

將控制器的導線與電點火頭的導線連接好，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，表示線路已經接通，可

以點火發射了，按下按鈕即可。如果電路指示

燈不亮，則應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。如果電路系統正常而不能點火，則應該更換點火頭。