[發明專利]一種用于航天科普教育的模型火箭套件

在審

• 申請號: 202110754062.1
• 申請日: 2021-07-04
• 公開（公告）號: CN113314017A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 李易;徐偉杰;張晨曦;李曉宏;楊德敏
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 云燕春

1.一種用于航天科普教育的模型火箭套件，包括火箭殼體、尾翼、降落傘包；所述尾翼安裝于火箭殼體尾端的外周面；其特征在于：所述火箭殼體由火箭頭錐、火箭傘艙段箭體、連接件和火箭動力段箭體依次同軸連接而成；

所述火箭傘艙段箭體的外周面上開有窗口，火箭傘艙段蓋板通過剪切螺栓、鋁合金螺栓和傘艙段密封件密封安裝于火箭傘艙段箭體的窗口處；所述降落傘包設置于火箭傘艙段箭體內，其兩端通過降落傘限位隔板進行限位，并與火箭頭錐、火箭動力段箭體分隔；由剪切螺栓將鋁合金螺栓切斷，火箭傘艙段蓋板打開后降落傘包彈出；

所述連接件為圓筒結構，其外周面的中部沿周向設置有圓環凸臺，連接件的外徑等于火箭傘艙段箭體和火箭動力段箭體的內徑，其兩端分別同軸插裝于火箭傘艙段箭體和火箭動力段箭體的相鄰端，實現兩個模塊的連接；

所述飛行控制板通過控制板固定件安裝于火箭動力段箭體內，用于地面工作狀態檢測、火箭起飛信號接收和剪切螺栓工作信號的發出；所述火箭發動機通過發動機承力件和發動機定位板安裝于火箭動力段箭體的尾端內。

2.根據權利要求1所述用于航天科普教育的模型火箭套件，其特征在于：所述火箭頭錐通過卡槽與火箭傘艙段箭體固定連接，其材質為PLA材料，外形呈圓錐形或橢圓形，采用3D打印技術成型。

3.根據權利要求1所述用于航天科普教育的模型火箭套件，其特征在于：所述剪切螺栓用于實現艙蓋分離，剪切螺栓由氣缸和環形切割刀組成，切割刀套在氣缸內，氣缸內裝有火藥；在剪切螺栓兩端加上高電壓后氣缸內火藥點燃產生高壓，推動切割刀向下運動，切斷固定艙蓋的鋁合金螺栓，降落傘彈出。

4.根據權利要求1所述用于航天科普教育的模型火箭套件，其特征在于：所述連接件的圓環凸臺外徑等于火箭傘艙段箭體和火箭動力段箭體的外徑，其兩端分別通過螺栓與火箭傘艙段箭體、火箭動力段箭體固定連接。

5.根據權利要求1所述用于航天科普教育的模型火箭套件，其特征在于：所述降落傘包由降落傘面、傘繩和緩沖繩組成，用于火箭回收時的減速與開傘瞬間對能量的吸收；降落傘包在開傘時，在傘艙段蓋板彈出后從傘艙段箭體內彈出，在空中被風吹開進行回收任務。

6.根據權利要求1所述用于航天科普教育的模型火箭套件，其特征在于：所述傘艙段密封件為PLA材料，是與火箭傘艙段窗口形狀一致環形結構，厚度為10MM，傘艙段密封件上開有安裝剪切螺栓和鋁合金螺栓的螺栓孔。

7.根據權利要求1所述用于航天科普教育的模型火箭套件，其特征在于：所述火箭傘倉段箭體與火箭動力段箭體均采用內徑86mm、外徑90的紙筒，火箭動力段箭體內中部為空腔，能夠安裝科學實驗儀器。

8.根據權利要求1所述用于航天科普教育的模型火箭套件，其特征在于：所述飛行控制板為單片機PCB，主芯片為STM32F4，搭配起飛信號接收線，點火線及安全開關使用；飛行控制板帶有程序燒錄線，能夠隨時進行控制程序的燒錄。

9.根據權利要求1所述用于航天科普教育的模型火箭套件，其特征在于：所述發動機承力件為PLA材質的圓柱結構，其上端沿周向外緣設置有圓環結構；圓環結構朝向火箭動力段箭體內，通過周向設置的螺絲與火箭動力段箭體固定；圓柱結構朝向火箭動力段箭體的尾端，用于承受發動機推力。

10.根據權利要求1所述用于航天科普教育的模型火箭套件，其特征在于：所述發動機定位板包括同軸設置的第一定位板和第二定位板，兩個定位板均為圓形板，其端面上均沿周向開有4個通孔，且兩個定位板上的通孔一一相對同軸設置；4個火箭發動機分別穿過第一定位板和第二定位板的通孔固定。