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Bench Rocketry - 本徹火箭工程部 資料整理……part5

2019/11/23閱讀時間約 2 分鐘
談談探空火箭回收的那檔子事。為什麼要回收火箭?
一來要回收無價的數據,當然可以用無線傳輸之類的方式及時回傳給地面,但多一份總是比較好(更何況是沒裝無線傳輸功能的那種)。
二來是避免值錢的東西摔個粉碎。
三來是避免組裝或製作很麻煩的東西摔個粉碎。
四來是總之得避免火箭(或是火箭殘骸)砸到倒楣的任何東西。
拋開BPS Space這類的神仙不談,探空火箭主要在地球大氣內飛行,而因為簡單可靠,絕大多數的火箭都以放出降落傘的形式回收。在要回收的東西重量不變的情況下,要讓落地速度越慢,降落傘就要做得越大。但降落傘做得越大也意味著完全展開需要更多時間(可能在完全張開前火箭就掉下來了),以及在完全展開的瞬間會產生更大的加速度,這可能會對火箭結構或航電造成損傷,甚至將降落傘繩拉斷(切身之痛,很痛很痛的那種)
為了避免發生這種災難,需要用到大型降落傘的場合有時會採用小減速傘+主降落傘分段減速的方式,有些大型主降落傘會以副傘補助拉出,又或者是將大傘分成幾個比較小的傘。當然如果火箭規模不大,只用一張降落傘也是可以的。
有些降落傘會在主傘繩上安裝減震索,藉由可伸長的彈性繩索將降落傘展開時的衝擊力分散在更長的時間,從而降低加速度與傘繩所受的最大應力。當然也有拋棄不重要的部分只回收要回收的部份的辦法,但這樣一來就得確保不回收的部分掉下去不要砸到東西,或是砸到東西不要被發現,或是砸到東西被發現了自己可以全身而退……
降落傘的放出方式可以粗分為兩大類:
第一種是發動機延時開傘,這種開傘方式將動力直接整合進固推內部。在固推的頂部有一層燒得很緩慢的延時藥,在發動機燃燒完畢後會開始燃燒,等將延時藥燒完後會引爆發動機頂部的黑火藥,利用產生的氣體將降落傘推出。優點的話,結構簡單,能出問題的點很少。缺點是只能用在固推上,而且只能利用點火後的經過時間來控制降落傘放出的時機,並且因為開傘用的黑火藥必須穿透引擎殼體(火才能燒過去),燃燒室頂部其實有一個小孔在燃燒時是純粹以延時藥本身的強度來密封,這限制了燃燒室壓力的進一步提高。常用於結構簡單的小模型火箭,甚至市面上有在販售的模型火箭發動機(台灣買不到……)就有整合這個功能的。
有關這種包含開傘功能的發動機運作,可以參考這個影片
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