火箭发动机原理课程教学实验一
火箭发动机专业综合实验(4.2.1)--固体火箭发动机直列式点火技术
• MIL-STD-1316E （ Fuze Design, Safety 火箭发动机专业实验 直列式点火实验 Criteria ）
直列式全电子安全与解除保险装置
27V(Y ）
27V （Y） 5V （ Y ）
EV1 EV2
• 没有机械保险机构，没有机械动作 • 保险功能由全电子安全逻辑电路完成 • 从点火管到传火序列直到目标主装药之间没
有机械隔断（隔板），也没有错位（堵塞火 道），位置固定，直列（ in-line ） • 极好的安全性 ，硼 / 硝酸钾为始发点火药 • 高可靠性和较好的效费比 • 瞬发度高，多点点火同时性好 • 可以实现通用模块化，简化发动机设计
EV3
供电
Clock1
ASIC1
ASIC2
弹载计算机
SW1
SW2
触发编码
动 态 开 动态开关编码 关
升点 压火 电电 路路
点火
Clock2
火箭发动机专业实验 直列式点火实验
Gnd
HVFB
直列式全电子安全与解除保险装置
火箭发动机专业实验 直列式点火实验
脉冲功率装置
高压电源
地
高压采样
功率
监测与泄
开关
火箭发动机专业实验 直列式点火实验
罗克夫斯基线圈工作原理
火箭发动机专业实验 直列式点火实验
脉 冲 功 率 模 块 与 罗 式 线 圈 火箭发动机专业实验 直列式点火实验
脉冲功率装置测量实验
• 桥箔电压测 量
• 泰克 P6015A • ( 变比 1:1000
) • 示波器
火箭发动机专业实验 直列式点火实验
火箭的运动和动量实验教学
实验器材：气垫导轨、滑块、光电门、计算机等
实验步骤： a. 调整气垫导轨，使滑块能在导轨上自由滑动 b. 启动光电门，记录滑块通过光电门的时间 c. 计算滑块的动量和速度 d. 比较动量和速度的关系，验证动量定理
注意事项：确保实验器材的准确性和稳定性，避免外界干扰影响实验结果
动量实验的教学目的与意义
实验器材：火箭、轨道、计时器、测力计等
实验步骤： a. 组装火箭和轨道 b. 调整火箭发射角度和速度 c. 记录火箭发射和落地时间 d. 测量火箭发射和落地时的力
实验数据分析： a. 计算火箭发射和落地时的动量变化 b. 比较理论值和实验值，验证动量守恒定律
动量定理的验证方法
实验目的：验证动量定理
火箭发动机：利用燃料燃烧产生的气体压力推动火箭前进
牛顿第三定律：火箭受到的反作用力与燃料燃烧产生的推力相等
火箭速度：火箭的速度与燃料燃烧产生的推力、火箭的质量和空气阻力等因素有关
火箭的发射与飞行过程
火箭发射：通过燃烧燃料产生推力，将火箭推向空中
火箭着陆：火箭在完成任务后，会通过降落伞或反推力等方式，实现安全着陆
动量实验在科技教育中具有重要的地位，可以为学生提供实践经验和科学思维。
动量实验在科技教育中的价值在于培养学生的科学精神和创新能力，为未来的科技发展打下基础。
THANKS
汇报人：XX
火箭运动：火箭在飞行过程中，动量守恒定律可以帮助我们预测火箭的运动轨迹和速度变化
火箭设计：根据动量定理，设计火箭的推力和质量
动量定理在火箭发射中的应用
动量定理：火箭在发射过程中，动量守恒
火箭发射过程：火箭加速上升，动量增加
火箭质量：火箭质量随着燃料的消耗而减小
火箭速度：火箭速度随着燃料的消耗而增加
火箭的实验报告
一、实验目的1. 了解火箭发动机的基本原理和工作过程；2. 掌握火箭发动机性能测试的方法和步骤；3. 通过实验，验证火箭发动机的性能指标。
二、实验原理火箭发动机是一种利用燃料和氧化剂燃烧产生的气体高速喷出，产生推力的装置。
其工作原理如下：1. 燃料和氧化剂在燃烧室内混合燃烧，产生高温、高压的燃气；2. 燃气在喷管内膨胀加速，产生推力；3. 火箭发动机的推力与燃烧室压力、喷管出口速度等因素有关。
三、实验仪器与设备1. 火箭发动机实验装置：包括燃烧室、喷管、燃料系统、控制系统等；2. 气压计：用于测量燃烧室压力；3. 速度计：用于测量喷管出口速度；4. 计时器：用于记录发动机工作时间；5. 数据采集系统：用于实时采集实验数据。
四、实验步骤1. 准备实验装置，检查各部件连接是否牢固；2. 装填燃料和氧化剂，确保燃料与氧化剂比例正确；3. 启动控制系统，对火箭发动机进行点火；4. 通过气压计和速度计实时监测燃烧室压力和喷管出口速度；5. 记录实验数据，包括燃烧室压力、喷管出口速度、发动机工作时间等；6. 关闭控制系统，熄灭发动机；7. 分析实验数据，验证火箭发动机的性能指标。
五、实验数据与分析1. 实验数据：| 燃烧室压力（MPa） | 喷管出口速度（m/s） | 发动机工作时间（s） || :-----------------: | :-----------------: | :-----------------: || 2.5 | 250 | 5 |2. 数据分析：根据实验数据，可以计算出火箭发动机的推力：推力 = 燃烧室压力× 喷管面积假设喷管面积为0.01 m²，则推力为：推力= 2.5 MPa × 0.01 m² = 25 N根据火箭发动机性能指标，可以判断该发动机的性能：1. 推力：实验测得的推力为25 N，符合预期；2. 出口速度：实验测得的出口速度为250 m/s，符合预期；3. 工作时间：实验测得的工作时间为5 s，符合预期。
火箭发动机专业综合实验课程教学大纲
火箭发动机原理专业综合实验课程教学大纲课程编号：G15D4170课程中文名称：专业综合实验课程英文名称：Speciality Comprehensive Experiment开课学期：秋季学分/学时：1.5/120先修课程：火箭发动机原理开课对象：飞行器动力工程专业四年级本科生责任人名单：课程团队负责人：，课程责任教授：参加课程教学大纲编写人员：---一、课程的性质、目的和任务火箭发动机专业综合实验课程是针对飞行器动力工程（航天）专业的本科生所开设的一门专业核心课程。
该课程是专业实践能力培养的一个重要环节，是最具特色的专业主干课程之一，其教学目的如下：（1）巩固和加深对专业理论知识的理解，掌握主要部件的工作特性；（2）学习火箭发动机的实验理论和实验方法，了解实验系统构成和实验设备；（3）通过具体实验过程，提高动手操作能力，掌握基本的实验技能，包括实验方案设计、系统调试、实验操作规程、实验现象观察以及数据处理等；（4）了解火箭发动机实验研究的发展动态，经过动手实践，熟悉先进的实验方法，具备初步的科研实验能力。
本课程的先修课程：火箭发动机原理。
本课程是通过具体的实验项目来加深学生对火箭发动机原理知识的理解，运用专业理论知识来分析、解决具体实践问题。
实验项目的设计从火箭发动机的热力过程出发，包含了推进剂的输送与供给、喷注雾化、点火、燃烧、推力产生、热防护等关键环节，涉及到喷注器、点火器、燃烧室、喷管、减压器、汽蚀文氏管、输送管路等关键部组件。
二、课程内容、基本要求及学时分配教学内容分为理论课程和实验课程两大部分。
理论课程共28学时。
实验课程共92学时。
第一部分理论课程（共28学时）1.1 火箭发动机实验概述，2学时。
要求学生能够了解火箭发动机实验的研究对象、研究目的和研究意义。
1.2 火箭发动机实验系统，6学时讲解火箭发动机实验系统的各个主要组成部分的结构特点与工作原理。
重点讲授推力架、气体推进剂供应系统、液体推进剂供应系统。
火箭发动机原理教学大纲
《火箭发动机原理》课程教学大纲课程代码：110132307课程英文名称：Solid Rocket Motor课程总学时：32 讲课：32 实验：0 上机：0适用专业：弹药工程与爆炸技术大纲编写（修订）时间：2017.10一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标本门课程是弹药工程与爆炸技术专业的一门专业选修课。
固体火箭发动机是卫星、火箭、飞机、导弹等产品的动力装置，它在现代科学技术研究，国民经济的发展，人们日常生活的改善等方面有着很大的利用价值，在本专业中对于火箭、导弹或炮弹增程有着极其重要的作用。
通过本课程的学习，学生将达到以下要求：1．熟练掌握固体火箭发动机的基本结构、工作原理，燃气在喷管与燃烧室内的流动过程，掌握固体火箭发动机内弹道的计算方法。
2．掌握固体火箭发动机的总体结构设计方法。
3．要求学生能将所学知识灵活运用于产品的设计和生活实践当中。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求要求学生理解并掌握《火箭发动机原理》这门课程，使学生对固体火箭发动机有一定的认识。
1.掌握固体火箭发动机原理的主要内容，包括固体火箭发动机的工作原理、固体火箭推进剂以及固体火箭推进剂在燃烧室中的燃烧过程、燃气在喷管中的流动过程、固体火箭发动机性能参数、固体火箭发动机的热力计算、固体火箭发动机的内弹道计算方法等方面的知识。
2.掌握固体火箭发动机设计的主要内容，包括固体火箭发动机的基本结构，主要设计参量的选择，发动机结构的初步设计等。
3.了解固体火箭发动机的应用及发展趋势，并能用所学知识指导在本领域的技术研究和产品的设计。
（三）实施说明1．教学方法：课堂讲授中重点对固体火箭发动机的基本概念，工作原理和设计方法进行讲解。
培养学生的思考能力和分析问题的能力。
在讲授中注意采用理论知识与实际应用相结合的方法，提高学生分析问题、解决问题的能力。
2．教学手段：在教学中主要采用电子教案、CAI 课件及多媒体教学系统等教学手段相结合。
火箭发射力学实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解火箭发射的基本原理和力学知识；2. 掌握火箭发射过程中涉及的力学现象；3. 通过实验验证火箭发射的力学原理。
二、实验器材1. 火箭模型（自制或购买）2. 发射台3. 火箭燃料（如酒精、火药等）4. 火箭点火器5. 计时器6. 测量工具（如尺子、天平等）7. 记录表格三、实验原理火箭发射的原理主要基于牛顿第三定律，即“作用力与反作用力相等、方向相反”。
火箭发射时，燃料燃烧产生的高温高压气体向下喷射，对火箭产生向上的推力，从而使火箭克服地球引力，实现升空。
四、实验步骤1. 准备实验器材，确保火箭模型、发射台、燃料、点火器等设备完好；2. 将火箭模型放置在发射台上，确保其稳定；3. 将燃料倒入火箭模型中，根据火箭型号和实验要求确定燃料量；4. 使用点火器点燃燃料，启动火箭发射；5. 观察火箭发射过程中的现象，记录数据；6. 实验结束后，清理实验场地，整理实验器材。
五、实验数据记录与分析1. 记录火箭发射时间、燃料类型、火箭质量、燃料质量、发射角度等数据；2. 分析火箭发射过程中的推力、速度、高度等力学现象；3. 通过实验数据验证火箭发射的力学原理。
六、实验结果1. 火箭发射过程中，推力随着燃料燃烧逐渐减小，直至燃料耗尽；2. 火箭发射速度逐渐增加，直至达到最大速度；3. 火箭发射高度逐渐上升，直至达到最大高度；4. 实验结果验证了火箭发射的力学原理，即牛顿第三定律。
七、实验结论1. 火箭发射过程中，燃料燃烧产生的高温高压气体向下喷射，对火箭产生向上的推力，实现火箭升空；2. 火箭发射过程中，推力、速度、高度等力学现象符合牛顿第三定律；3. 通过本次实验，我们掌握了火箭发射的力学原理，为今后相关研究奠定了基础。
八、实验注意事项1. 实验过程中，确保安全，避免火灾等事故发生；2. 实验操作要规范，注意观察实验现象，准确记录数据；3. 实验结束后，清理实验场地，整理实验器材。
九、实验总结本次实验通过对火箭发射力学原理的验证，使我们更加深入地了解了火箭发射过程中的力学现象。
飞向太空小学科学课堂学习火箭的工作原理
火箭工作原理在 太空探索中的应 用
火箭在太空探测中的作用
运送宇航员和物 资：火箭能够将 宇航员和必需的 设备、物资运送 到太空站或其他 太空目标。
卫星发射：火箭 是发射卫星的主 要工具，能够将 卫星送入预定轨 道，实现通信、 导航、气象观测 等功能。
月球和火星探索： 火箭能够将探测 器送往月球和火 星，实现科学研 究、勘探和探测 任务。
通过动手制作和 操作火箭模型， 学生可以培养实 践能力和动手能 力，增强团队协 作和沟通能力。
学习火箭工作原 理可以帮助学生 更好地理解科学 知识和工程原理， 培养他们的科学 素养和技术能力。
通过参与太空探 索相关的活动， 学生可以拓宽视 野，了解科技前 沿和未来发展方 向，为未来的职 业发展做好准备。
实验结果：火箭成功发射，了 解火箭发射原理及过程
火箭推进剂燃烧过程
燃烧室：推进剂在燃烧室内进 行燃烧，产生高温高压气体
推进剂：火箭发动机的主要能 源，通过燃烧产生大量气体和 热量
喷管：高温高压气体从喷管 高速喷出，产生推力
推进剂供应系统：确保推进 剂能够稳定地供应给燃烧室
火箭发射的力学原理
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汇报人：
火箭可以用于将 物资和设备运输 到太空站，支持 太空站的工作和 太空科研活动。
火箭可以用于开 采太空中的稀有 金属和矿物资源， 为地球上的工业 生产和科技发展 提供原材料。
火箭可以用于在 太空中建立采矿 基地，实现太空 资源的就地加工 和利用，降低地 球对太空资源的 依赖。
火箭可以用于将 太空中的水和气 体资源运输到地 球，解决地球上 的能源和环境问 题。
添加标题
火箭发射过程：火箭发射过程包括起竖、加注燃料、点火发射等阶段，每个阶段都涉及到力学的应用。 例如，点火发射时，火箭发动机产生的反作用力推动火箭升空。
大班科学动力火箭实验教案
大班科学动力火箭实验教案教案标题：大班科学动力火箭实验教案教案目标：1. 通过动手实验，培养幼儿对科学的兴趣和探索精神。
2. 让幼儿了解火箭的基本原理和工作原理。
3. 培养幼儿的观察、记录和分析能力。
4. 提高幼儿的团队合作和沟通能力。
教学准备：1. 火箭模型（可使用塑料瓶和纸卷制作）2. 水3. 小石子或沙子4. 醋5. 小苏打粉6. 活动室或户外空间教学步骤：引入活动：1. 利用图片或视频展示火箭发射的场景，引发幼儿对火箭的兴趣。
2. 向幼儿简要介绍火箭的基本原理和工作原理，让幼儿了解火箭是如何通过推力飞行的。
实验过程：3. 将幼儿分成小组，每组2-3人。
4. 向每个小组发放火箭模型和一瓶水。
5. 指导幼儿将一些小石子或沙子放入火箭模型的底部，以增加重量。
6. 让幼儿用水将火箭模型的瓶子装满。
7. 指导幼儿将一小勺醋和一小勺小苏打粉分别放入火箭模型的瓶子中。
8. 快速将火箭模型的瓶盖盖紧，并将其放置在平坦的地面上。
9. 观察并记录火箭模型的反应，看它是否产生推力并飞行。
讨论与总结：10. 引导幼儿观察火箭的飞行情况，并让他们讨论火箭飞行的原因。
11. 提问幼儿：为什么火箭会飞起来？他们认为是什么原因导致了火箭的飞行？12. 解释火箭飞行的原理：醋和小苏打粉反应产生二氧化碳气体，气体的产生增加了火箭内部的压力，从而产生了推力，使火箭飞行。
13. 鼓励幼儿分享他们的观察和实验结果，让他们学会以科学的方式记录和分析实验数据。
延伸活动：14. 鼓励幼儿设计不同形状和材料的火箭模型，观察它们的飞行效果有何不同。
15. 鼓励幼儿尝试不同比例的醋和小苏打粉，观察对火箭飞行的影响。
16. 鼓励幼儿尝试不同的推力方式，例如使用气球或橡皮筋等。
评估方式：17. 观察幼儿在实验过程中的参与度和团队合作能力。
18. 检查幼儿对火箭飞行原理的理解程度。
19. 评估幼儿对实验过程的观察和记录能力。
教案指导：1. 在引入活动中，要注意用简单明了的语言向幼儿介绍火箭的基本原理，避免使用过于专业的术语。
液体火箭发动机课程设计
课程设计任务书一、课程设计题目：设计实验用液体火箭发动机推力室二、课程设计题目的原始数据及设计技术要求推力：500N燃料：气氧+75%酒精余氧系数：α=0.8燃烧室压力：2MPa出口压力：0.1MPa三、课程设计任务：1进行热力计算、推力室结构参数计算：确定圆柱形燃烧室长度，喉部直径，喷管收敛段、扩张段长度，喷管出口直径。
2进行喷嘴设计、推力室水冷却计算。
3详细设计并绘制推力室部件总图。
4零件设计。
5撰写设计说明书。
四、课程设计日期：学生：指导教师：班级：教研室主任：目录一、设计任务分析 (1)二、热力计算 (1)三、推力室型面设计 (2)1.燃烧室的初步设计 (2)1)喷管收敛段的初步设计 (3)2)喷管扩张段 (4)2.喷嘴设计 (5)1)气氧直流喷嘴 (6)2)酒精离心式喷嘴设计 (6)3.推力室身部设计 (8)1)热防护校核计算方法如下： (8)2)由CEA热力计算可得喉部燃气的输运特性如下： (9)四、推力室强度校核计算 (11)1.圆筒段应力校核 (11)2.喉部应力校核 (12)3. 螺栓强度校核 (12)五、课程总结 (12)六、参考文献 (13)一、 设计任务分析任务设计气氧—酒精液体火箭发动机为地面试验系统用小推力火箭发动机，仅用于地面试车，由此该发动机设计时具有如下特点：1. 发动机的推力小，燃烧室压强及推进剂的流量都不大，设计结构应尽量简单可靠，便于加工。
2. 发动机仅用于地面试验，对其结构质量要求不高，必要时可增加结构质量来满足其性能要求。
3. 该发动机为试验用发动机，因此设计时考虑测量装置的布置和精确度的要求。
4. 该发动机的制造属单件生产，设计的结构应当易于加工，且尽量采用标准件和已有零件。
5. 在满足其他需求的基础上，选用适当的结构材料以降低成本。
二、 热力计算标况下，()32=1.0/H O kg m ρ，()326=785.47/C H O kg m ρ，可计算出75%酒精的假定化学式为30.524124.6831.814C H O ；标准生成焓为-8960.25/kJ kg ，热力计算结果如下：K)比热比（冻结）/(m s)导热系数特征速度2O1.1295 0.0166三、推力室型面设计1.燃烧室的初步设计酒精与氧气反应的化学当量混合比γ0=3×321×46.07/0.75=1.465实际混合比：γmc=0.8×γ0=1.172根据经验，取燃烧室效率为ηc=0.98，喷管效率为ηn=0.98。
火箭发动机教案
火箭发动机是目前航空航天领域中最核心的技术之一，也是探究太空、探索外太空和实现人类重大探索目标的重要工具。
随着科技的不断进步和创新，火箭发动机技术也不断得到提升和发展。
因此编写一份完备的火箭发动机的教案来培养学生对于火箭发动机的技术知识与应用能力显得尤为重要。
一、教学目标本次火箭发动机教学活动的核心目标是，让学生了解火箭发动机整体结构、各种零部件原理、燃料和氧化剂选择、燃烧产生的推力等方面的知识，掌握火箭发动机的分析方法，培养学生的科学分析能力、实验能力和创新能力，引导学生引导学生积极探索，开阔眼界，增强抗压能力和创新思维。
二、教学内容1.火箭发动机整体结构的设计原理通过该部分内容的学习，能使学生了解火箭发动机整体结构的设计原理，并了解火箭发动机工作的基本原理。
就是使学生能分析出火箭发动机中各个组成部分的工作原理，并了解每个组成部分的作用是什么。
2.火箭发动机中各种零部件的原理及设计通过该部分内容的学习，能让学生了解火箭发动机中各种零部件的原理及设计，并了解零部件之间的联系和相互作用的关系。
就是使学生能分析出各个零部件不同的功能，以及各个零部件之间的联系和作用。
3.火箭发动机的燃料和氧化剂选择通过该部分内容的学习，能使学生了解火箭发动机燃料和氧化剂选择的原理和方法，并了解燃料和氧化剂的选择对于火箭发动机推力大小和性能的影响。
就是使学生能了解不同燃料和氧化剂的化学性质，以及它们之间的反应关系，了解不同燃料和氧化剂适用的场景和条件。
4.火箭发动机燃烧产生的推力通过该部分内容的学习，能使学生了解火箭发动机燃烧产生的推力的原理和数学公式，并且能够解答火箭发动机的推力变化受哪些因素影响。
就是使学生掌握计算火箭发动机推力的公式，以及掌握各个因素对于火箭发动机推力大小的影响程度。
三、教学方法本次火箭发动机教学活动采取讲解理论部分，注重实践的方式进行。
包括对火箭发动机的解析、组装、燃烧实验等。
让学生通过实际的操作和演练，更加直观和深刻的理解火箭发动机的结构和原理。
火箭发动机专业综合实验(2.4.1)--固体推进剂燃速与燃速测量
固体推进剂燃速的定义一般有两种：
—— 线性燃速 r ：在单位时间内，推进剂燃面沿
其法线方推进的位移。
r
=
de dt
r
=
D）； t 代表时间 。
在给定工作条件下，测出烧去△ e 所需的
时间△ t 之后，即可算出在△ t 时间内的
—— 质量燃速平均m燃p速：r 在单位时间内单位燃面上沿 燃面法线方向所烧掉的推进剂质量 。
燃速压强指数
北京航空航天大学宇航学院 403 教研室
单 位 时 间 内 燃 烧 掉 的 推 进 剂 质 量 ：
m& p = r p Abr
r = a ￗpn
rp 为固体推进剂的密度， Ab 为燃烧面积， r
燃速 m& p = r p �Ab�a�pcn
固 体 火 箭 发 动 机 的 喷 管 流 量 公 式
③ 如果 n﹥1 ，压强升高造成的燃气生成 率增量会小于排气质量流量增量，燃烧 室内的燃气质量存在这减少的趋势，这 样会抑制压强的进一步升高，促使压强 恢 复 到 先 前 平火衡箭状发 动态机，专因业而综 合可实以验保 持 稳 定状态。
埃里（ Vieille ）r 公=式a：ￗpn
a 为燃速系数，是推进剂初温的函数；
p 是燃烧室压强，单位 MP ；
n 为燃速压强指数，是压强和推进剂初温的函
数。
火箭发动机专业综合实验
燃速压强指数
北京航空航天大学宇航学院 403 教研室
燃速压强指数体现了燃速对压强变化的敏感程度 ， 因此也是表征固体推进剂燃烧稳定性能的一个重要参 数。
稳态燃烧性能是其中的基础，这是因为从使用上讲，在设计
条件下的要求固体火箭发动机中的燃烧过程呈现稳定状态，不能 发生不可控制的变化；从研究上讲，只有充分理解与掌握了固体 推进剂的稳态燃烧性能，才能进一步地研究其他燃烧特性。
火箭发动机专业综合实验(4.1.1)--液体火箭发动机点火技术理论课之补充
，已有一个大火炬在燃烧，形成火炬式点火。
主要优点：已在发动机上经过较长时间的实际使用，方便可
靠，技术已经非常成熟。可以多次点火，因此在美国的 SSME
和 Apollo 的登月飞行的 J-2 氢氧发动机都采用了这种点火技
术。此外，在美国 RL-10 、日本的 LE-5A 、 LE-7 和俄罗斯的
PД-0120 等氢氧发动机上都有成功的应用。
8 2018年4月19日 星期四
北京航空航天大学 宇航学院
2.3 电火花点火技术
电火花点火技术常用于氢氧发动机的点火过程。
火花塞安装在专用点火喷嘴内，点火喷嘴通常都设在燃烧室
( 包括燃气发生器 ) 的喷注器中心，并有独立的氢、氧供应系
统。在火花塞通电发火花时，气氧和气氢进入点火喷嘴而点
火，形成—个大火炬，当主系统的大量氢和氧进入燃烧室时
主要缺点：必须要有气相起动组元的供应系统和大功率的电
源；在真空条件下高压电路系统的工作可靠性差，除氢 - 氧
组元外，点火室内不太干净的“气体”容易引起电火花塞产
生故障；结构较复杂，重量相对较大。
9 2018年4月19日 星期四
北京航空航天大学 宇航学院
Fig. 3 Typical Scheme of Spark plug torch ignition
11 2018年4月19日 星期四
北京航空航天大学 宇航学院
Fig. 4 Typical scheme of Catalytic ignition
12 2018年4月19日 星期四
北京航空航天大学 宇航学院
2.5 气动谐振点火技术
气动谐振点火技术是基于气动谐振加热现象的一种新型非电 钝感点火方式。
科学实验教案：火箭原理与发射实验设计
科学实验教案：火箭原理与发射实验设计1. 引言本科学实验教案将介绍火箭的原理和发射实验的设计，帮助学生深入了解火箭工作原理并进行实际的发射实验。
通过这个实验，学生将能够观察和了解火箭运行的基本原理，并学习如何设计一个可成功发射的火箭。
2. 火箭的工作原理在本节中，我们将简要介绍火箭的工作原理。
火箭是一种推进器，它通过喷出高速燃烧产物来产生反作用力，并从而使自身获得加速度。
基本组成部分包括燃料和氧化剂（通常是液体或固体），以及喷气口用于产生推力。
当燃料和氧化剂混合并点燃时，会产生大量高温、高压的废气，废气通过喷嘴喷出来时会产生强大的推力。
3. 火箭发射实验设计3.1 目标本节旨在提供一个完整的火箭发射实验设计方案，其中包括所需材料、步骤和安全措施。
3.2 材料•空白纸张（卷成锥形）•Scissors•胶带•火箭燃料（例：小型固体火箭发动机）•点火装置（例如火柴或电子点火装置）•支架3.3 步骤1.使用空白纸张制作一个锥形的火箭外壳，并将其用胶带固定。
2.在火箭底部制作一个小孔，用于插入点火装置。
3.将火箭燃料固定在支架上，确保其指向正确的方向。
4.将点火装置插入底部孔中，确保稳固而安全。
5.在室外开阔场地进行实验，并注意周围的安全情况。
6.按照使用说明点火装置，远离燃烧物进行点火，确保迅速撤离现场。
7.观察并记录发射过程中的数据、高度以及时间。
3.4 安全措施为了确保参与实验者的安全，请遵循以下安全措施：- 在合适的场地进行实验，远离人群和易燃物品； - 当点燃火箭时，请保持安全距离； - 确保有成年人的指导和监督下进行实验； - 必要时佩戴安全帽和护目镜。
4. 结论通过本次实验，学生可以深入了解火箭的基本工作原理，并通过设计、制作和发射自己的火箭来巩固所学知识。
这个实验既能激发学生的兴趣，又能培养他们的动手能力和科学思维。
此外，实验过程中注意到的数据和观察结果还可以用于后续讨论和分析，进一步加深对火箭原理的理解。
“火箭发动机专业综合实验”课程学习指导
“火箭发动机专业综合实验”课程学习指导火箭发动机专业综合实验是一门以实验项目为核心的实践课程，在课程学习时，需要重视动手能力的锻炼与培养，还需要学习掌握各种实验方法。
此外，本门课程是建立在宇航推进专业的知识理论与实验理论体系之上，因此，相关的理论知识学习也是完成本课程的基础。
课程的实验项目安排是遵循着从“基础操作实验——参与引导实验——综合演示实验——自主研究实验”的递进路线，同学们在实验项目中的独立性与自主性会越来越高，指导老师在实验过程中的参与和干涉将会越来越少，因此，要求各位同学在进入自主研究实验之前，要一步步完成“具备实验操作技能——理解实验理论——熟悉实验设备——掌握实验方法”的进阶，最终实现“设计实验方案、实施实验过程、完成实验分析”的自主实验研究能力。
学习建议：1.针对不同类型的实验来侧重不同能力的培养，做到重点突出。
2.重视预习。
《实验指导书》是本课程的实验教材，同学们要在实验前提前预习将要开展的实验内容。
通过预习，要达到理解实验原理、初步了解实验设备、熟悉实验内容与步骤的效果。
充分的预习是实验顺利实施的保障。
3.积极主动的参与到实验过程。
无论是哪一种类型的实验，都需要同学们在实验过程中有一个积极主动的态度。
越积极，收获越多；越主动，提高越大。
各个实验项目的内容和重点不一，所以不好统一要求，但是如下三个基本点是需要同学们努力做到的：(1)主动认知实验设备。
实验设备是实验过程的载体，是实验研究的基本工具。
只有正确熟练地使用实验设备，才能完成实验内容，实现实验目标。
(2)关注实验细节。
实验过程是一项随机过程，即便是严格按照实验参数与规程，也可能出现不同的实验现象与数据，因此，需要同学们对实验细节能够多多关注，细小的差别就会牵引出新的问题，科学研究的进展也很多是基于此。
(3)注意实验数据的完整性。
实验过程的目的就是要获取实验数据，通过一定的分析处理，来证明某个定理、说明某项趋势、达到某类指标，从而实现实验目的。
火箭发动机专业综合实验(1)--火箭发动机专业综合实验理论课程测验2009
北京航空航天大学
2009－2010 学年 第一学期期中
《火箭发动机专业综合实验》
理论课程测验
班 级______________学 号 _________
姓 名______________成 绩 _________
2009年10月20日
班号 学号 姓名 成绩
（说明：本测验总分70分，占本课程期末总成绩的15%）
一、为什么进行超燃冲压发动机地面实验需要高焓来流？ （7分）
二、什么是直连式超声速燃烧实验，什么是自由射流式实验？各能开展冲压发动机什么类型实验？（7分）
三、高温超导体磁悬浮特性测试中，零场冷、场冷及场冷高度的含义分别是什么？（10分）
四、全流量补燃循环发动机中推进剂流动是如何安排的？（30分）
班号 学号 姓名
五、介绍典型电推进（以电弧加热发动机为例）地面实验系统的主要组成，并画出简单的系统示意图 （16分）。
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固体火箭发动机地面点火及推力、压强测试实验（火箭发动机原理课程教学实验一）
实验指导书
西北工业大学航天学院
一、实验目的
1、学习固体火箭发动机地面点火及推力、压强测试的方法；
2、掌握实验中推力传感器、压强传感器的标定方法；
3、利用实验结果（数据或曲线）、参照火箭发动机原理课程教学中介绍的方
法，处理参试发动机的特征速度（*c）、比冲（s I）和推力系数（F C）。
二、实验内容要求
1、清点参试发动机的零部件、检查零部件的齐套情况；
2、记录实验前发动机的喷管喉径、固体推进剂装药的结构参数；
3、检查实验数据采集系统、点火控制系统，确保各系统正常可靠工作；
4、标定实验中使用的推力、压强传感器；
5、称量点火药并制作点火药盒、装配实验发动机，做好点火实验前的一切
准备工作；
6、发动机点火，并采集P~t和F~t曲线；
7、完成实验数据处理及实验报告。
三、实验原理
固体火箭发动机设计完成之后，要进行地面静止实验，测量P~t和F~t曲线，然后进行数据处理，检查技术指标是否达到设计要求。
如果没有达到，还要进一步修改设计，再次进行地面实验，直至达到设计要求。
因此，学习固体火箭发动机的实验方法，对一个固体火箭发动机设计人员来说就显得特别重要。
由于发动机工作时将伴随着强大的振动和噪声，有时还有毒性、腐蚀性和爆炸的危险，因此为了保证试验人员的安全和健康、保护贵重的仪器仪表，必须采用远距离操纵和测量的方法，即采用非电量电测法。
为了获得发动机的P~t和F~t曲线，通过安装在发动机上的压强传感器和推力传感器，将被测的压强和推力信号转变为电压信号，电压信号经放大后由计算机数据采集系统保存。
由于传感器输出的是电压信号，而实验需要得到的是推力和压强信号（实际物理量），因此实验前应对所采用的传感器进行标定，标定的目的是为了建立传感器电压信号和实际物理量之间的关系，只要将标定结果输入到计算机采集系统中，在信号采集时，采集系统将按照标定结果将测得的电信号
转换成实际物理量，即可获得P~t 和F~t 曲线。
实验原理框图如下：
四、 实验设备
1. 实验发动机、试车台、测控台。
2. 测量设备：（活塞式）压强标定计、压力表、（应变式）压强传感器、动态
应变放大器、三等推力标定计、推力传感器、数据采集系统（计算机、数
试车台
测控台
大、小两台试验发动机
据采集卡）。
3. 其他：计量天平、游标卡尺。
五、 实验步骤
1. 准备工作
（1） 发动机准备：检查并齐套发动机各零、部件，测量喷管喉径t d ； （2） 主装药准备：检查药柱外表面质量，并称量药柱质量p M ； （3） 点火药准备：称量7克小粒2号黑火药，并作一个点火药包； （4） 检查实验数据采集系统、点火控制系统。
2. 传感器标定
本次实验压强传感器的标定采用活塞式油压标定计，推力传感器的标定采用三等标准测力计。
下面以压强传感器的标定为例，说明标定过程要进行的工作。
（1） 利用活塞式油压标定计加载几个压强，同时采集每个压强所对应的电
压值。
压强的加载可以是等间距的，也可以在测量点附件多加载几个点，最后获得如下的数据格式： P 1 V 1 // P 代表标定物理量；
P 2 V 2 // V 代表与之相对应的电压值。
… … P n V n
（2） 数据拟合
根据标定时获得的｛Pi ，Vi ｝数据，拟合三阶有理式（也可以是低阶的）曲线，得到K 3、K 2、K 1、K 0四个参数。
构成实际被测物理量P 与测量电压V 的关系如下：
P K V K V K V K =+++3322110
活塞式压力标定计
推力标定计
其中： P代表标定物理量；
V 代表对应的电压值；
K0～K3代表标定系数。
（3）将拟合的结果（K0～K3）输入到计算机采集系统中，在信号采集结束时，按照上述的公式即可将测得的电信号转换成实际物理量。
对推力传感器，利用三等标准测力计进行同样的标定过程。
3.安装、准备工作
（1）将发动机各零部件、主装药、点火药包装配，并将装配好的发动机安装于试车台上；
（2）将压强传感器和推力传感器安装在发动机上；
（3）检查各测试设备的工作状态；
（4）全部人员离开实验间，由一人去连接点火线，连接点火线之前一定要注意将点火线的另一短短接；
（5）关闭实验间铁门。
4.发动机点火实验
（1）检查点火电阻、再次检查各测试设备的工作状态，设置好数据采集系统，等待触发；
（2）发点火指令，发动机点火工作、采集系统进行实验过程中数据的采集；（3）保存所采集到的实验数据；
（4）拆卸参试发动机，清理干净并涂防锈油，完成了实验。
实验中应注意的事项：
（1）装配发动机时一定要安装挡药板，否则容易引起事故；
（2）连接点火线时一定要注意将点火线的另一端短接，以确保连接接点火线时的安全；
（3）实验前认真检查测试仪器的状态，包括应变放大器和数据采集的系统的工作状况和参数设置。