“东风一号”带降模型火箭的训练要点与竞赛经验

崔磊　吴云龙

“飞向北京-飞向太空”全国青少年航空航天模型教育竞赛（以下简称“飞北”比赛）是一项培养中小学生创新和动手能力的有益活动。其中，“东风一号”带降模型火箭留空计时赛（以下简称“东风”带降模型火箭）因器材制作简单、学生参与积极性高，非常适合在中小学校推广。

本文介绍“东风”带降模型火箭的制作要领、训练技巧以及赛场实践，希望为各学校科技老师开展相关模型教学提供参考借鉴。

一、材料工具的准备

1.准备10张餐巾纸，将其剪成直径85mm左右的圆形，用于制作活塞及飘带的阻燃保护层。使用餐巾纸的原因是其表面凹凸不平，无论揉成活塞纸团还是包裹在飘带底部都能保持蓬松的状态，可充分吸收发动机反喷时的热量，且具有较好的阻燃效果。此外，餐巾纸被喷出箭体后不易和飘带粘在一起。

2.准备5-6张塑料薄膜（可用2μm厚的塑料袋），剪成直径85mm左右的圆形，用于包裹活塞纸团，增加箭体内部装填后的密封性，并减小纸团高速喷出时与箭体内壁的摩擦阻力。

3.准备长度1m左右的大力马鱼线（直径为1.0-2.0号）。鱼线用于模型火箭连接飘带的系留线，先绕在卡纸片上备用。

4.准备一罐爽身粉，并在瓶盖上用锥子扎出一些小孔，方便模型组装时进行扑粉作业。

5.准备管状502胶水。这种包装的胶水比较粘稠，使用时像挤牙膏一样，很容易控制流量，适合刚入门的学生使用。

6.准备一卷宽度大于10mm的透明胶带。

7.准备10多根竹牙签备用。

8.准备一把尖头剪刀。

为使学生养成良好的收纳习惯，上述所有材料和工具应统一装入便携式纸盒或工具箱内，妥善保管（图1）。

需要说明的是，考虑到部分参加比赛的学生年纪较小，刚开始训练时可由辅导老师帮助准备工具和材料。但因在比赛中，工具及材料的拿取完全由学生独立完成，所以要注意培养学生良好的习惯，避免比赛时丢三落四的情况发生。训练一段时间后，应让学生自己完成上述准备工作。

二、模型火箭的组装

1.箭体的装配

（1）安装尾翼片

因注塑精度存在差异，有的尾翼片很难顺利推到安装槽中。这时可用剪刀的刀面在尾翼片的安装边上刮几下，就可以轻松地将其准入卡槽了（图2）。调整好尾翼片安装位置后，在连接处滴入少许802胶固定（图3）。

（2）安装尾翼管和箭体

先在尾翼管的连接处滴上少许802胶，然后插入纸质箭体底部（图4）。安装时先不要完全插入尾翼管，预留出部分空间点胶后，再迅速将其全部插入，这样可避免因胶水过稠而插不到位。

（3）安装发射导向管

发射导向纸管要粘在纸质箭体中部偏下位置，并保证其和箭体的中轴线平行（图5），安装时可用较长的钢板尺进行辅助定位。另外，导向管安装位置应选在两个尾翼片之间。

（4）安装头锥

头锥由锥壳和底帽组成，先滴上502胶将二者迅速对接在一起。之后在底帽的圆环上系上松紧绳（可系成死扣），再剪掉多余绳头（图6）。

（5）安装发动机固定卡钩

按照图7所示位置，先用剪刀在箭体上扎一个小孔，再将金属卡钩的上端插入小孔中（图7），然后用透明胶带在卡钩插入孔位置处缠绕几圈（图8）。注意，卡钩不要安装在有导向管的两片尾翼中间。

（6）安装系留线

将鱼线一端粘在箭体底部作为模型火箭的系留线。其安装位置的选取原则是：箭体内含一枚消耗完的发动机时，线绳提起后（不合锥头）箭体处于水平状态（图9）。这样可增加箭体降落时的空气阻力。

系留线的安装方法为：先将线一端系成死结，用胶带缠绕1圈。然后将线向上折成U字形，用胶带再缠绕2圈固定（图10）。系留线箭体端拴好后拉直，并在超过箭体上端150mm處剪断（图11）。其另一端和头锥松紧绳的末端系牢（图12）。

（7）安装活塞。

活塞由3-4张圆形餐巾纸揉成的圆球制成，要求蓬松、有弹性，且其直径不超过箭体内壁。做好的活塞用2张圆形塑料薄膜包裹好（图13），并打上一些爽身粉后再塞入箭体内。活塞尺寸以用手指或用嘴吹均能轻松推入为佳（图14）。

“飞北”比赛的规则要求选手在赛场上独立完成模型火箭的制作和发射任务。日常训性东时应教导学生，在领到模型套材后不要用手撕扯封口，而应用剪刀剪开，以免零件意外甩出。安装模型时，必须按操作步骤依次取出当前所需的零件。另外，可先制作需用502胶水粘接的模型零件，以保证粘接更牢固。

2.飘带的制作与装配

由于“飞北”比赛规定若飘带在空中不能完全伸展开将判为零分，因此飘带的制作在整个模型火箭的制作过程中至关重要。飘带的装配质量会直接影响模型自然飘落的速度，甚至会决定火箭发射的成败。其具体制作和装配要点如下：

（1）制作飘带固定线

在“东风”带降模型火箭套材中，飘带的一端已在出厂前预粘好双面胶，可直接将吸管像卷画轴一样卷粘在上面。粘好后，在吸管的两端分别剪出一个4-5mm深的切口，并将吸管中的连接线分别卡入其中（图15）。伸出的两段连接线要一样长，将两者打结后，应保证它们和吸管形成一个等腰三角形（图16）。

（2）折叠和装配飘带

飘带应从无吸管的一端以之字形反复折叠。每个折段的宽度控制在15-20mm之间。每次折叠后，都要用指甲刮出清晰的折痕，并在完成后重新打开并均匀扑粉，以防止飘带展开时粘连（图17）。折好的飘带用3-4张餐巾纸圆片包裹好后，在其外侧打一些爽身粉，再塞入箭体内（图18、图19）。

（3）对接头锥完成火箭制作

先将所有多余引线按顺序推入箭体内，然后将头锥塞入，最后检查箭体外壁上的系留线是否保持绷紧并与箭体平行（图20）。

三、模型火箭的发射

發射是模型火箭升空前的最后一步。发射架和点火器虽可预先组装好带入赛场，但仍需学生在现场进行必要的调整，具体操作步骤如下：

1.组装检查发射架

发射架由塑料支架、发射杆和金属托板组成，其中发射杆在安装时一定要保证垂直于地面。由于发射杆是由3节金属管组成，因此一定要在赛前仔细检查，以保证连接好的发射杆笔直无弯曲，用手摸连接缝隙平滑无台阶。

2.点火器布线和测试

点火器布线时，应遵照裁判指定方向将导线“一”字形伸展开（图21）。点火器面板要朝上放在干燥的地面。布好线后，可将点火器正负极接在一起，并插入保险钥匙观察指示灯是否点亮（图22）。若未点亮则应检查电池是否有电；如果电池有电而指示灯不亮，应及时更换点火器。检查完毕后要立即拔下钥匙，并断开点火器正负极。

3.安装发动机点火头

从裁判处领到点火头后，先将电线末端裸露的金属丝弯成U形，以增加其与点火器导线电夹的接触面积。安装点火头时，用餐巾纸和工具盒里的牙签辅助，具体方法是：先用手将指甲盖大小的纸片搓成弹丸状；再用牙签将其与点火头完全顶入发动机喷口内（图23）；然后将喷口处的导线折弯90。与箭体轴线垂直（图24）。点火头的正负极导线放置在与箭体导向管相对的一侧，并呈V形伸出。

4.模型火箭上架

安装时，将模型火箭的导向管穿入发射杆，并轻轻沿发射杆将其放在底部金属托盘上。切记，不可套上导向管后立即松手，以防发动机脱落。

5.安装点火器

双手各持一个鳄鱼嘴电夹，夹口从下向上分别夹在点火头的两根U形金属丝上。两个电夹要确保独立，不能与其他任何金属物品接触，以防短路（图25）。

6.发射前的准备

为保证安全，不应手持操作点火器。正确的做法是：将点火器面板向上放在平整而干燥的地面，一只手按住面板，另一只手操作安全钥匙和点火按钮。发射前可进行最后一次点火器检测，即插上钥匙后观察指示灯状况后立即拔下，如果指示灯亮起则一切正常。

7.发射模型火箭

比赛时，学生应紧盯裁判长和号位裁判，只有号位裁判开始倒计时后才能插上安全钥匙。当听到“发射”口令时，应果断按下点火按钮。发射完成后必须先拔下安全钥匙再观看模型火箭的运动状况（图26）。

“东风”带降模型火箭是“飞北”比赛中非常精彩的一个项目。虽然其操作难度不高，但影响发射质量的因素却不少，且绝大多数问题与学生的操作有关。这项比赛不仅是各路选手激烈竞争的舞台，更是锻炼学生动手能力、养成严谨细致做事习惯的重要过程。即使日常训练时非常优秀的学生也会偶尔遭遇失败，因此辅导教师应不断鼓励和引导学生如何正确面对挫折，并着重完善他们勇于迎接挑战的坚强心理素质。必要时，还需在赛前对学生进行适当的心理辅导。