火箭引擎推力測試機

為了更科學的製作模型火箭引擎而製作的土炮推力測試機。

  • 北科附工
  • 高一
  • 2022
  • 團隊協作
兩塊木板以90度固定起來組成的土炮火箭引擎測試機

前言

當時因為看了 Youtuber 胡子的自製火箭影片,就啟發了我對模型火箭的興趣,並找了幾個同學一起開始製作了硝糖火箭。第一步就是要來做燃料,但我們做完也不敢直接試射,怕直接上太空登月這樣(想太多XD),所以我就想說來製作一個推力測試機好了。

不過遇到第一個問題:該用什麼感應器測推力呢?我本來以為會有什麼專業的拉力計之類的,但好像沒有,經過一陣子網路衝浪後還是沒什麼結果,只有在蝦皮上看到磅秤模組用的壓力感測器(LoadCell),雖然我感覺不太專業,但還是使用壓力感測器來做了。

製作過程

  1. 用我的基礎木工技術切了一個固定架
  2. 3d 列印了一個燃料卡槽
  3. 將load cell 與3d列印件固定起來
  4. 撰寫Arduino 讀取load cell數據並回傳python之程式
  5. 撰寫python 紀錄數據程式
  6. 撰寫python 處理及計算數據程式

使用方法

  1. 將燃料固定於卡槽內
  2. 啟動python紀錄程式
  3. 點燃燃料
  4. 於燃料燒盡後停止紀錄程式
  5. 用計算數據python程式讀取紀錄數據並得出計算結果

心得

這次的製作碰到了很多火箭引擎數據相關公式計算,例如總衝量、平均推力、最大推力及推力持續時間等等的計算,所以學到了很多火箭引擎基本知識,也首次接觸了python與arduino序列埠溝通的pyserial函式庫,這對未來的很多項目有很大的幫助。

但這次最可惜的事情是我們推力機是由上往下噴的,所以會量到燃料本身的重量,而我們也沒能力算出燃料質量減少與時間的關係,所以沒辦法算出真正的推力數值,但起碼大概知道了火箭推力不大,所以之後就不跑推力測試直接飛了XD

下次若要再做,可能可以改成滑軌側噴,可能就可以忽略燃料質量了!