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。
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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。