火箭助推滑翔机 理论方案设计
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巧做火箭滑翔机模型
凌一洲
【期刊名称】《发明与创新(中学时代)》
【年(卷),期】2015(000)005
【摘要】火箭滑翔机是一种点火后会像火箭一样升空,待上升到最高点时自动展开机翼,变为滑翔机盘旋而下的模型。
一、制作材料本模型由加引信的模型火箭发动机、机身(箭体)、尾翼、机头(头锥)、可折叠的机翼组成。
模型火箭发动机:由燃烧室(PPR水管)、喷口(堵漏王、AB胶)、固体燃料(硝酸钾-蔗糖)、堵头(堵漏王)、慢燃引信(从堵头中穿过,与燃料一端相连)组成。
【总页数】1页(P25)
【作者】凌一洲
【作者单位】江苏省南菁高级中学
【正文语种】中文
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滑翔机设计说明书火箭助推滑翔机理论方案设计作品名称火箭助推滑翔机学校名称杭州电子科技大学学生姓名朱国成、徐匡、项冰峰、江卫指导教师王云联系电话180********浙江省大学生力学竞赛组委会二零一二年六月目录1 设计背景 (3)2 设计任务 (4)2.1 外观 (4)2.2 飞行时间 (4)3 飞行原理 (5)3.1 升力 (5)3.2 阻力 (6)4 设计方案 (9)4.1 机身设计 (9)4.2 机翼设计 (9)4.2.1 机翼形状 (9)4.2.2 展弦比 (9)4.2.3 上反角 (10)4.3 尾翼设计 (11)5 尺寸计算 (12)5.1机身尺寸 (13)5.2机翼尺寸 (13)5.3尾翼尺寸 (13)5.4位置尺寸 (14)6 载荷分析 (15)7 过程论述 (16)8 设计体会和收获 (18)9 参考文献 (20)1 设计背景为了多方面培养大学生的创新思维和实践动手能力,激发大学生学习力学与相关专业知识的热情,活跃校园学术氛围,培养团队协作精神,促进浙江省高校大学生相互交流与学习,经研究决定举行浙江省首届大学生力学竞赛。
我队积极响应省与学校的号召,组队参加该模型飞机设计制作竞赛。
2 设计任务2.1 外观外观要求尽量对称、光洁,比例适宜给人以完美的视觉感官。
2.2飞行时间使飞行时间尽量长有较长的滑翔时间。
3 飞行原理3.1 升力不论什么机翼,其提高升力的实质都是增大机翼上下表面的总压力差。
影响升力大小的因素除了机翼本身的尺寸大小之外一个主要的参数就是升力系数,根据风洞和相关试验表明,机翼的升力满足下列关系式:l SC V L 221ρ=其中:N L 升力,=空气密度=ρkg/2m飞机与气流的相对速度=V ,m机翼面积=S ,2m机翼升力系数=l C升力系数是一个比较关键的参数,影响它的因素有:(1)翼型不同的翼型可以使得流过机翼上下表面气流的状态不同,比如速度之类的参数,进而得机翼上下表面具有不同的压力而呈现出压力差,最后体现为整个机翼的升力。
一、教学目标1. 让学生了解滑翔机的原理和构造,提高学生的动手能力。
2. 培养学生的创新精神和团队协作能力。
3. 增强学生对航空科学的兴趣,激发学生的探索欲望。
二、教学内容1. 滑翔机的历史与发展2. 滑翔机的原理与构造3. 滑翔机的制作步骤4. 滑翔机的调试与飞行三、教学过程1. 导入新课通过图片、视频等形式,展示滑翔机的飞行过程,激发学生的兴趣,引出课题。
2. 讲解滑翔机的历史与发展介绍滑翔机的发展历程,让学生了解滑翔机在我国航空事业中的地位。
3. 讲解滑翔机的原理与构造通过实物或模型展示,让学生了解滑翔机的构造,讲解滑翔机的飞行原理。
4. 滑翔机制作步骤讲解(1)材料准备:竹条、胶带、剪刀、竹签、胶水等。
(2)制作机身:将竹条剪成合适的长度,用胶带固定成机身。
(3)制作机翼:将竹条剪成合适的长度,用胶带固定成机翼。
(4)制作尾翼:将竹条剪成合适的长度,用胶带固定成尾翼。
(5)安装竹签:将竹签插入机身和机翼、尾翼的连接处,起到支撑作用。
5. 滑翔机调试与飞行(1)调试:调整机翼和尾翼的角度,确保滑翔机能够平稳飞行。
(2)飞行:在开阔场地进行飞行实验,观察滑翔机的飞行状态。
6. 总结与评价引导学生总结制作滑翔机的经验和收获,对学生的作品进行评价。
四、教学评价1. 学生对滑翔机原理和构造的理解程度。
2. 学生在制作过程中的动手能力和创新精神。
3. 学生在调试与飞行过程中的团队协作能力。
4. 学生对航空科学的兴趣和探索欲望。
五、教学资源1. 滑翔机实物或模型2. 竹条、胶带、剪刀、竹签、胶水等制作材料3. 图片、视频等教学素材4. 开阔场地进行飞行实验六、教学反思1. 教师在讲解过程中,应注重理论与实践相结合,让学生充分理解滑翔机的原理。
2. 鼓励学生发挥创新精神,在制作过程中尝试不同的设计方案。
3. 注重培养学生的团队协作能力,让学生在合作中共同完成任务。
4. 教师应关注学生的兴趣和探索欲望,激发学生对航空科学的热爱。
科学故事5篇精彩集锦科学的世界是神秘的,亦是需要探索的,阅读科学故事,可以帮助锻炼⾃⾝的⼤脑思考能⼒以及逻辑思维能⼒。
⼤家带来⼀些关于科学故事5篇精彩集锦,供⼤家参考。
科学故事5篇精彩集锦1⽔雷的发明中国⼈于公元1374年发明了⽔雷,⽔雷由熟铁精巧地制成。
这⽔雷⽐拉巴德献伊丽莎⽩⼥王的欧洲最早的⽔雷制作计划早⼆个世纪。
在1856年,中国⼈在⼴州河上抗击英军时也使⽤了⽔雷。
另外,中国⼈于公元1103年,中国⼈发明了烟⽕,并且最先在庆典和祭祀的仪式上放烟⽕。
公元1187年以前中国⼈发明了⼿榴弹(当时多为猎⼈使⽤)。
中国⼈于公元1221年以前发明了照明弹。
它是软壳,在空中爆炸,像⽕⼀样产⽣颜⾊。
1293年中国⼈⼜发明了铁壳炸弹,⽤铁壳代替软壳以后,炸弹的杀伤⼒更强了。
再者,中国⼈于公元1230年发明了炸药,在世界上最先利⽤⽕药制成炸弹,⽤于爆破砖⽯砌筑的防御⼯事和城墙。
欧洲⼈则到公元1314年才开始使⽤炸药。
还有,中国⼈于公元1277年发明了地雷。
当时“粪弹”的使⽤更是地雷⽽⾮炸弹。
到14世纪中国有了地雷⽹,即连环雷。
中国有⼀种地雷的触发装置似乎燃发枪的前⾝,这⾄少可以追溯到1360年。
⽽欧洲第⼀⽀燃发枪直到1547年才出现。
科学故事5篇精彩集锦2测地卫星以往,⼈们对⼤地的测量是通过实地勘测和航海测量完成的。
但对于那些⼈类难以涉⾜的地带⼜该怎么办呢?第~次世界⼤战后,⼈们在飞机上安装了专⽤照相机进⾏航拍,⼀幅幅地⾯图像清晰可见,但因受⾼度限制,每⼀幅照⽚的拍摄⾯积只有900平⽅公⾥左右,若将整个地球⽤⼀幅幅照⽚拍摄下来,再进⾏连接、确认,其⼯作的繁杂性是可想⽽知的。
⼈们在继续思考、努⼒。
终于,⼈造卫星的诞⽣实现了⼈类多年的愿望。
测地卫星可⽴⾜空间,使⽤遥感技术将半个地球L的任何⼭脉、河流的分布、云层、海流的动态以及春、夏、秋、冬的景⾊变化拍成⼀幅照⽚,供⼈类观察、研究。
在⼈们的视线⾥,地球表⾯不再神秘了。
一、教学目标1. 知识目标:- 了解滑翔机的基本原理和结构。
- 掌握滑翔机的设计流程和制作方法。
- 熟悉滑翔机的飞行原理和操作技巧。
2. 技能目标:- 能够独立设计并制作简易滑翔机。
- 能够进行滑翔机的调试和优化。
- 能够安全地进行滑翔机的飞行实验。
3. 情感目标:- 培养学生对航空科学的兴趣和热爱。
- 增强学生的动手实践能力和创新精神。
- 培养学生的团队合作意识和解决问题的能力。
二、教学内容1. 滑翔机基础知识- 滑翔机的定义和分类- 滑翔机的飞行原理- 滑翔机的结构组成2. 滑翔机设计- 设计流程和方法- 材料选择和加工- 结构设计和优化3. 滑翔机制作- 制作步骤和技巧- 工具和设备的使用- 安全注意事项4. 滑翔机飞行实验- 飞行前的准备- 飞行技巧和注意事项- 数据收集和分析三、教学过程1. 导入新课- 通过图片、视频等形式展示滑翔机的飞行过程,激发学生的兴趣。
2. 知识讲解- 教师详细讲解滑翔机的基本原理、结构组成和设计流程。
3. 实践操作- 学生分组进行滑翔机的制作,教师巡回指导。
- 每组学生完成一个简易滑翔机的制作。
4. 调试与优化- 学生对制作的滑翔机进行调试,找出存在的问题并进行优化。
5. 飞行实验- 在安全区域内进行滑翔机的飞行实验,记录飞行数据。
- 分析实验结果,总结经验教训。
6. 总结与反思- 教师和学生共同总结本次教学活动中的收获和不足。
- 学生撰写实验报告,分享自己的心得体会。
四、教学评价1. 过程评价- 观察学生在制作过程中的参与度、合作能力和创新能力。
2. 成果评价- 评估学生制作的滑翔机的性能和飞行效果。
3. 反思评价- 通过实验报告和课堂讨论,了解学生对知识的掌握程度和情感体验。
五、教学资源1. 教学课件- 涵盖滑翔机基础知识、设计流程、制作方法和飞行技巧等内容。
2. 实验器材- 制作滑翔机所需的材料、工具和设备。
3. 安全措施- 制定安全操作规程,确保学生的人身安全。
初中物理滑翔技术教案一、教学目标1. 让学生了解滑翔机的原理,掌握滑翔机的基本构造和飞行原理。
2. 通过对滑翔机的制作和实验,培养学生的动手能力和实际操作能力。
3. 培养学生对物理学科的兴趣,提高学生分析问题、解决问题的能力。
二、教学内容1. 滑翔机的原理和构造2. 滑翔机的飞行原理3. 滑翔机的制作和实验三、教学重点与难点1. 教学重点:滑翔机的原理、构造和飞行原理。
2. 教学难点:滑翔机的制作和实验。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究滑翔机的原理和构造。
2. 使用多媒体教学,展示滑翔机的飞行原理和制作过程。
3. 实践操作,让学生亲身体验滑翔机的制作和飞行。
五、教学过程1. 导入新课通过展示滑翔机的图片,引导学生思考滑翔机的原理和构造,激发学生的学习兴趣。
2. 讲解滑翔机的原理和构造讲解滑翔机的工作原理,介绍滑翔机的构造,包括机翼、机身、尾翼等部分。
3. 讲解滑翔机的飞行原理讲解滑翔机是如何利用气流产生升力,实现飞行的。
4. 滑翔机的制作和实验让学生分组制作滑翔机,并进行实验,观察滑翔机的飞行情况。
在实验过程中,引导学生分析滑翔机的飞行原理,探讨如何改进滑翔机的性能。
5. 总结与反思让学生总结滑翔机的原理、构造和飞行原理,反思自己在制作和实验过程中的收获和不足。
六、教学评价1. 学生对滑翔机的原理、构造和飞行原理的理解程度。
2. 学生在制作和实验过程中的动手能力和实际操作能力。
3. 学生对物理学科的兴趣和积极性。
七、教学拓展1. 介绍其他飞行器的工作原理和构造,如飞机、直升机等。
2. 探讨滑翔机在实际应用中的价值和前景。
3. 组织学生参加滑翔机比赛,提高学生的实践能力和团队协作能力。
251理论研究0 引言 火箭助推模型滑翔机是一种用火箭发动机作为动力的模型飞机,体积较小、制作简单,很容易普及。
设计并制作火箭助推的滑翔机,利用飞行试验检验滑翔机在火箭助推和空气动力等载荷作用下的飞行性能和载重能力。
1 机翼的制作1.1 选材与拼接 材料选用 3毫米厚轻木片,重量要轻、纹路要直。
机翼由2块完全相同的轻木拼接而成,中部长度为55毫米,一侧机翼长度为230毫米。
选横纹轻木,越轻越好。
这样拼接的机翼重量小、强度大、不易变形。
1.2 翼形的选择 翼形共分为以下几种:(1)矩形翼(2)和缓的锥形翼(3)尖锐的锥形翼(4)制作难度高,最有效率的翼面应力分布,翼端至翼根同时失速,这也是天上最优美的翼面形式。
本设计采用和缓的锥形翼作为机翼的形状。
1.3 尺寸计算 根据翼弦比计算展弦比,根据雷诺数的观点,机翼越宽、速度越快越好,但还要考虑阻力的影响,短而宽的机翼诱导阻力会吃掉大部分的马力,因此飞机要有适合的展弦比,展弦比 A 就是翼展 L 除以平均翼弦 b(A=L/b),L 与 b 单位都是公分,如果不是矩形翼,则把右边上下乘以 L,得 A=L2/ S,S 是主翼面积,单位是平方公分,一般适合的展弦比在 5~7 左右。
滑翔机没有动力,采取高展弦比以降低阻力是唯一的方法。
故设计出机翼如图1。
火箭助推滑翔机刘誉然,江 洁(丽水学院 工学院,浙江 丽水 323000)摘 要:设计火箭助推滑翔机中的主要问题是确保所设计的滑翔机既能像火箭一样爬升,又能像滑翔机一样下滑。
为实现这点,笔者采用了一些方法,设计制作了滑翔机模型,通过试飞后对原有模型做了一些调整与改善,使飞行时间加长。
关键词:滑翔机;火箭助推;制作DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.216图1 机翼 对机翼的断面形状的打磨用锉或粗砂纸板将阴影部全部磨掉,然后用砂纸板把机翼的全部棱角磨圆滑,使之成为平凸翼型。
注意后缘不宜过薄,后缘过薄会造成高速弹射时后缘抖动造成模型不能正常飞行。
第七章助推和火箭/滑翔机*第一节概述一、助推/滑翔机和火箭/滑翔机助推和火箭/滑翔机是将航天模型与航空模型结合在一起的一种模型,也叫做航空航天模型(Aerospace model)。
它是将模型火箭与滑翔机有机地结合在一起,利用模型火箭发动机作动力助推爬升,靠滑翔机利用空气动力进行滑翔着陆的体育器具。
根据《FAI 运动规则,4d部分,航天模型》的规定,分为助推/滑翔机(B/G)和火箭/滑翔机(R/G)两种。
助推/滑翔机的模型火箭部分完全作为助推单元,当模型火箭发动机工作结束时,火箭便与滑翔机自动分离,采用降落伞(伞面积不小于400厘米2)或飘带(尺寸不小于25×300毫米)下降回收;滑翔机则靠机翼利用空气动力产生的升力去克服重力,从而平稳地滑翔着陆。
助推/滑翔机必须与发射架垂线呈30︒的倒锥体内(倒锥半角为30︒),以垂直或近乎垂直的自由弹道形式升空。
火箭/滑翔机利用单级模型火箭升空,靠克服重力的气动升力面进行滑翔飞行,然后稳定地返回地面。
与助推/滑翔机一样,火箭/滑翔机也必须采取垂直的或接近垂直的弹道起飞,并稳定地进行气动滑翔回收,其间不允许有任何零部件分离或抛弃发动机壳体。
显然,火箭/滑翔机的设计、制作比助推/滑翔机的难度要大一些。
助推/滑翔机的滑翔部分可以利用无线电控制其在发射区附近飞行,不过,通常采用D型以下发动机的助推/滑翔机,不可能采用无线电控制。
采用E型及其以上发动机的火箭/滑翔机,根据《FAI 运动规则,4d部分,航天模型》规定,必须进行无线电遥控操纵。
本章将重点介绍助推/滑翔机。
二、助推和火箭/滑翔机发展概况经过多年的研究和发展,现已制作成功多种形状和大小的助推/滑翔机,机翼从翼展为15厘米的软木片发展到超过1米的大型机翼,助推的模型火箭发动机总冲从0.625牛·秒(1/2A型)发展到80牛·秒(F型)。
因此,助推/滑翔机的性能也有了很大的变化,小模型的动力助推高度只有10米左右,而大型模型的动力助推高度则超过200米,同时,留空时间也由几秒延长到数分钟。
浙江省第三届大学生力学竞赛理论方案设计火箭助推滑翔机理论方案设计作品名称鲨鱼号学校名称绍兴文理学院学生姓名余平康、徐明俊、曹炼壹指导教师谢志堃、陈子栋联系电话浙江省大学生力学竞赛组委会二零一四年十月目录摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1一、滑翔机产生升力的原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2二、滑翔机设计方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯32.1 机翼的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯32.2 翼尖的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯42.3 水平尾翼的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62.4 垂直尾翼的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62.5 机身的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯72.6 滑翔机重心的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯82.7 试飞和调整⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8三、滑翔机载荷分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯93.1 助推阶段⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯93.2 滑行阶段⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯93.3 滑翔阶段⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10四、滑翔机飞行性能估算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯114.1 飞行高度估算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯114.2 滑翔机滑行时间估算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14五、滑翔机制作实验心得⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯16摘要本文介绍的是火箭助推模型滑翔机“鲨鱼号”,该设计旨在增加大学生对空气动力学的了解,达到培养大学生实践动手能力和团队协作精神,促进学生全面发展的目的。
从上图我们可以看到:空气流到机翼前缘,分成上、下两股气流,分
资料显示,飞机翼型有矩形机翼、椭圆形机翼、梯形机翼、后掠机翼、三角形机翼等翼型。
由于材料大小和厚度限制,经过查找资料和理论计算,以及多次试验数据,经小组成员决定,采用矩形机翼外加梯形上翘副翼的
5 最终方案
逸云二号方案:
6 载荷分析
弯曲变形最大受最大的弯曲应力。
所以受力分析得知机翼前缘处最可能断裂,此结果与我们的试验结果相一致。
7了解与制作过程
将材料用502胶组合成投掷滑翔机,在机首加上材料,
将重心调整于适当位置后,经过不断的手掷试飞,观察滑翔机的飞翔姿态,飞翔时间,降落过程,从中查找其模型的缺点,优点。
再把缺点拿出来讨论。
分析造成缺点的原因,查找资料找出解决方法。
经过一次一次不断地试验,我们组通过对展弦比,重心,压心位置的改变,尝试了不同机型的飞机,不断完善飞机的飞翔效果,提高滑翔时间,制作出最终的模型。
随后我们开始了火箭的制作。
根据制作说明提示的步骤,以及向学长。