人物小传
陈骥原,绵阳南山中学高二(29)班学生,从小向往航空航天事业,酷爱航模操作研究,小学阶段飞过“守护者、F-4U、F-86和P-51”等多种固定翼航模飞机,进入南山中学后,在浓厚的校园科技创新氛围影响下,不断丰富航空航天知识体系,提升航空航天实践能力。2023年,陈骥原设计制作了一架固定翼航模飞机——“RAPTOR”,成功完成首飞。
2024年2月,我国长征5号遥七运载火箭发射,激发了陈骥原对航模设计的更高追求,他决定学习制作一枚小型固体探空火箭。
Part 1
制作火箭发动机
火箭的动力来自火箭发动机。要制作推力强劲、性能可靠的固体发动机,首先是要确定推进剂。陈骥原与化学仲老师探讨后,决定采用比冲相对较高、材料安全稳定、原料易获取的KNSB推进剂。经过多次试验,采用浇注法制作的推进剂达到预期效果。
推进剂燃烧
随后就是制作发动机机体。刚开始,陈骥原使用硬纸管加石膏喷口制作机体,在试验中,他发现容易出现底部堵头脱落、纸管超压破裂导致燃气泄漏的情况。
纸管发动机
纸管发动机测试
经过老师指导,陈骥原重新设计,定做了一套全金属机体,命名为“恒力-1”发动机。装填推进剂后,进行9次测试。
30牛测试图
但最大推力远远小于50牛的设计目标。问题出在哪儿呢?物理赵老师与陈骥原一起做了多次分析,最终得出结论:喷口扩张比过大,导致尾焰过膨胀,推力受到极大影响。陈骥原重新设计加工喷口,经过4次测试,最大推力稳定在65牛,工作时间1.5秒。发动机制作成功。
金属发动机
金属发动机测试
推力测试截图
Part 2
制作火箭箭体
在老师的指导下,陈骥原学习了SOLIDWORKS建模软件运用,设计了由降落伞舱、航电舱和发动机舱组成的火箭箭体,并通过3D打印完成制作。考虑到火箭飞行中的稳定性要求,在航电舱外部安装了一套依靠4个舵面调节的自稳系统。
航电舱
为使火箭平稳回收,陈骥原设计了自动开伞的降落伞控制模块。由陀螺仪控制,当火箭到达最高点且倾角达到60度时,自动点燃火头,熔断压缩降落伞的弹簧紧固装置,释放降落伞。经过3次地面测试,证实这个思路是可行的。
开伞测试
暑假期间,火箭箭体的部件陆续加工完成,陈骥原用了一周时间完成组装工作。火箭全重约853克,命名为“云箭一号”。
云箭1号静态图
今年8月,陈骥原去海南文昌现场观看了长征-7A发射过程,增强了自己发射“火箭”的信心和动力。
文昌火箭发射
Part 3
“云箭一号”发射
9月开学季,陈骥原的“火箭”发射前准备工作在有条不紊地推进。为了节约成本,他在网上购买了塑料管制作了一个简易的发射架,用航模遥控模块改装了一个遥控点火装置,进行了火箭水平静态点火测试,测试成功。
云箭1号地面点火
用ONPENROCKET软件进行了仿真计算,“云箭一号”飞行高度为55米,留空时间为17秒。
ONPENROCKET截图
陈骥原选择在国庆节发射“云箭一号”。发射场地选在航模飞场,在完成安装调试、检测性能后,发射前工作万事俱备。
准备现场
“3,2,1,点火!”指令发出,“云箭一号”腾空而起,带着一条白色烟柱,直飞云间,发射成功!
火箭发射
火箭发射空中视角
Part 4
陈骥原感言
“‘云箭一号’发射成功,我非常激动。回望这一年‘云箭一号’的探索之路,充满艰辛也收获满满。老师们的指导,让我实现了预定目标,圆梦探空之旅。下一步,我将升级动力更强劲的‘恒力-2’发动机,让‘云箭一号’飞得更高更快更远。”
Part 5
老师眼中的他
班主任周春华:“小陈同学有爱心、耐心、责任心和上进心,有很强的集体荣誉感,热心班级事务,担任班长,是老师的好助手、同学的好榜样,任何事情交给他,总能让人放心。历时近半年时间,‘云箭一号’成功发射,相信这份执着和钻研精神能助力孩子取得更大突破和成就,期待‘云箭二号,三号……’。”
物理老师赵翌梅:“陈骥原同学成功研制出火箭模型并顺利实现试飞,彰显了他非凡的科学探索精神。他在平时的学习中思维敏捷,善于思考,对学习充满无限热情,面对挑战与困难,总能展现出坚韧不拔的品质。他心怀家国,追求真理,秉持‘爱国读书,求实向上’的南山精神,是同学们学习的榜样。”
化学老师仲竞之:“祝贺陈骥原的‘云箭一号’成功发射。在平日里,陈骥原同学就表现出了强大的探索欲和好奇心,很佩服他敢想敢做的精神,希望他在日后的学习生活中,依然保持着兴趣和热情,有梦想就要去努力实现,希望更多的南山学子像他一样,实现理想抱负,一飞冲天!”
增强学生科学兴趣
提升学生科创意识
鼓励学生自主钻研
营造科技创新氛围
开设科创实验课程
培育善研乐创青年
致力推动南山中学
科创教育特色发展
为建设科技强国
提供人才支撑
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