崔磊　吳云龍

“飛向北京-飛向太空”全國青少年航空航天模型教育競賽（以下簡稱“飛北”比賽）是一項(xiàng)培養(yǎng)中小學(xué)生創(chuàng)新和動(dòng)手能力的有益活動(dòng)。其中，“東風(fēng)一號”帶降模型火箭留空計(jì)時(shí)賽（以下簡稱“東風(fēng)”帶降模型火箭）因器材制作簡單、學(xué)生參與積極性高，非常適合在中小學(xué)校推廣。

本文介紹“東風(fēng)”帶降模型火箭的制作要領(lǐng)、訓(xùn)練技巧以及賽場實(shí)踐，希望為各學(xué)?？萍祭蠋熼_展相關(guān)模型教學(xué)提供參考借鑒。

一、材料工具的準(zhǔn)備

1.準(zhǔn)備10張餐巾紙，將其剪成直徑85mm左右的圓形，用于制作活塞及飄帶的阻燃保護(hù)層。使用餐巾紙的原因是其表面凹凸不平，無論揉成活塞紙團(tuán)還是包裹在飄帶底部都能保持蓬松的狀態(tài)，可充分吸收發(fā)動(dòng)機(jī)反噴時(shí)的熱量，且具有較好的阻燃效果。此外，餐巾紙被噴出箭體后不易和飄帶粘在一起。

2.準(zhǔn)備5-6張塑料薄膜（可用2μm厚的塑料袋），剪成直徑85mm左右的圓形，用于包裹活塞紙團(tuán)，增加箭體內(nèi)部裝填后的密封性，并減小紙團(tuán)高速噴出時(shí)與箭體內(nèi)壁的摩擦阻力。

3.準(zhǔn)備長度1m左右的大力馬魚線（直徑為1.0-2.0號）。魚線用于模型火箭連接飄帶的系留線，先繞在卡紙片上備用。

4.準(zhǔn)備一罐爽身粉，并在瓶蓋上用錐子扎出一些小孔，方便模型組裝時(shí)進(jìn)行撲粉作業(yè)。

5.準(zhǔn)備管狀502膠水。這種包裝的膠水比較粘稠，使用時(shí)像擠牙膏一樣，很容易控制流量，適合剛?cè)腴T的學(xué)生使用。

6.準(zhǔn)備一卷寬度大于10mm的透明膠帶。

7.準(zhǔn)備10多根竹牙簽備用。

8.準(zhǔn)備一把尖頭剪刀。

為使學(xué)生養(yǎng)成良好的收納習(xí)慣，上述所有材料和工具應(yīng)統(tǒng)一裝入便攜式紙盒或工具箱內(nèi)，妥善保管（圖1）。

需要說明的是，考慮到部分參加比賽的學(xué)生年紀(jì)較小，剛開始訓(xùn)練時(shí)可由輔導(dǎo)老師幫助準(zhǔn)備工具和材料。但因在比賽中，工具及材料的拿取完全由學(xué)生獨(dú)立完成，所以要注意培養(yǎng)學(xué)生良好的習(xí)慣，避免比賽時(shí)丟三落四的情況發(fā)生。訓(xùn)練一段時(shí)間后，應(yīng)讓學(xué)生自己完成上述準(zhǔn)備工作。

二、模型火箭的組裝

1.箭體的裝配

（1）安裝尾翼片

因注塑精度存在差異，有的尾翼片很難順利推到安裝槽中。這時(shí)可用剪刀的刀面在尾翼片的安裝邊上刮幾下，就可以輕松地將其準(zhǔn)入卡槽了（圖2）。調(diào)整好尾翼片安裝位置后，在連接處滴入少許802膠固定（圖3）。

（2）安裝尾翼管和箭體

先在尾翼管的連接處滴上少許802膠，然后插入紙質(zhì)箭體底部（圖4）。安裝時(shí)先不要完全插入尾翼管，預(yù)留出部分空間點(diǎn)膠后，再迅速將其全部插入，這樣可避免因膠水過稠而插不到位。

（3）安裝發(fā)射導(dǎo)向管

發(fā)射導(dǎo)向紙管要粘在紙質(zhì)箭體中部偏下位置，并保證其和箭體的中軸線平行（圖5），安裝時(shí)可用較長的鋼板尺進(jìn)行輔助定位。另外，導(dǎo)向管安裝位置應(yīng)選在兩個(gè)尾翼片之間。

（4）安裝頭錐

頭錐由錐殼和底帽組成，先滴上502膠將二者迅速對接在一起。之后在底帽的圓環(huán)上系上松緊繩（可系成死扣），再剪掉多余繩頭（圖6）。

（5）安裝發(fā)動(dòng)機(jī)固定卡鉤

按照圖7所示位置，先用剪刀在箭體上扎一個(gè)小孔，再將金屬卡鉤的上端插入小孔中（圖7），然后用透明膠帶在卡鉤插入孔位置處纏繞幾圈（圖8）。注意，卡鉤不要安裝在有導(dǎo)向管的兩片尾翼中間。

（6）安裝系留線

將魚線一端粘在箭體底部作為模型火箭的系留線。其安裝位置的選取原則是：箭體內(nèi)含一枚消耗完的發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，線繩提起后（不合錐頭）箭體處于水平狀態(tài)（圖9）。這樣可增加箭體降落時(shí)的空氣阻力。

系留線的安裝方法為：先將線一端系成死結(jié)，用膠帶纏繞1圈。然后將線向上折成U字形，用膠帶再纏繞2圈固定（圖10）。系留線箭體端拴好后拉直，并在超過箭體上端150mm處剪斷（圖11）。其另一端和頭錐松緊繩的末端系牢（圖12）。

（7）安裝活塞。

活塞由3-4張圓形餐巾紙揉成的圓球制成，要求蓬松、有彈性，且其直徑不超過箭體內(nèi)壁。做好的活塞用2張圓形塑料薄膜包裹好（圖13），并打上一些爽身粉后再塞入箭體內(nèi)?；钊叽缫杂檬种富蛴米齑稻茌p松推入為佳（圖14）。

“飛北”比賽的規(guī)則要求選手在賽場上獨(dú)立完成模型火箭的制作和發(fā)射任務(wù)。日常訓(xùn)性東時(shí)應(yīng)教導(dǎo)學(xué)生，在領(lǐng)到模型套材后不要用手撕扯封口，而應(yīng)用剪刀剪開，以免零件意外甩出。安裝模型時(shí)，必須按操作步驟依次取出當(dāng)前所需的零件。另外，可先制作需用502膠水粘接的模型零件，以保證粘接更牢固。

2.飄帶的制作與裝配

由于“飛北”比賽規(guī)定若飄帶在空中不能完全伸展開將判為零分，因此飄帶的制作在整個(gè)模型火箭的制作過程中至關(guān)重要。飄帶的裝配質(zhì)量會(huì)直接影響模型自然飄落的速度，甚至?xí)Q定火箭發(fā)射的成敗。其具體制作和裝配要點(diǎn)如下：

（1）制作飄帶固定線

在“東風(fēng)”帶降模型火箭套材中，飄帶的一端已在出廠前預(yù)粘好雙面膠，可直接將吸管像卷畫軸一樣卷粘在上面。粘好后，在吸管的兩端分別剪出一個(gè)4-5mm深的切口，并將吸管中的連接線分別卡入其中（圖15）。伸出的兩段連接線要一樣長，將兩者打結(jié)后，應(yīng)保證它們和吸管形成一個(gè)等腰三角形（圖16）。

（2）折疊和裝配飄帶

飄帶應(yīng)從無吸管的一端以之字形反復(fù)折疊。每個(gè)折段的寬度控制在15-20mm之間。每次折疊后，都要用指甲刮出清晰的折痕，并在完成后重新打開并均勻撲粉，以防止飄帶展開時(shí)粘連（圖17）。折好的飄帶用3-4張餐巾紙圓片包裹好后，在其外側(cè)打一些爽身粉，再塞入箭體內(nèi)（圖18、圖19）。

（3）對接頭錐完成火箭制作

先將所有多余引線按順序推入箭體內(nèi)，然后將頭錐塞入，最后檢查箭體外壁上的系留線是否保持繃緊并與箭體平行（圖20）。

三、模型火箭的發(fā)射

發(fā)射是模型火箭升空前的最后一步。發(fā)射架和點(diǎn)火器雖可預(yù)先組裝好帶入賽場，但仍需學(xué)生在現(xiàn)場進(jìn)行必要的調(diào)整，具體操作步驟如下：

1.組裝檢查發(fā)射架

發(fā)射架由塑料支架、發(fā)射桿和金屬托板組成，其中發(fā)射桿在安裝時(shí)一定要保證垂直于地面。由于發(fā)射桿是由3節(jié)金屬管組成，因此一定要在賽前仔細(xì)檢查，以保證連接好的發(fā)射桿筆直無彎曲，用手摸連接縫隙平滑無臺(tái)階。

2.點(diǎn)火器布線和測試

點(diǎn)火器布線時(shí)，應(yīng)遵照裁判指定方向?qū)?dǎo)線“一”字形伸展開（圖21）。點(diǎn)火器面板要朝上放在干燥的地面。布好線后，可將點(diǎn)火器正負(fù)極接在一起，并插入保險(xiǎn)鑰匙觀察指示燈是否點(diǎn)亮（圖22）。若未點(diǎn)亮則應(yīng)檢查電池是否有電；如果電池有電而指示燈不亮，應(yīng)及時(shí)更換點(diǎn)火器。檢查完畢后要立即拔下鑰匙，并斷開點(diǎn)火器正負(fù)極。

3.安裝發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火頭

從裁判處領(lǐng)到點(diǎn)火頭后，先將電線末端裸露的金屬絲彎成U形，以增加其與點(diǎn)火器導(dǎo)線電夾的接觸面積。安裝點(diǎn)火頭時(shí)，用餐巾紙和工具盒里的牙簽輔助，具體方法是：先用手將指甲蓋大小的紙片搓成彈丸狀；再用牙簽將其與點(diǎn)火頭完全頂入發(fā)動(dòng)機(jī)噴口內(nèi)（圖23）；然后將噴口處的導(dǎo)線折彎90。與箭體軸線垂直（圖24）。點(diǎn)火頭的正負(fù)極導(dǎo)線放置在與箭體導(dǎo)向管相對的一側(cè)，并呈V形伸出。

4.模型火箭上架

安裝時(shí)，將模型火箭的導(dǎo)向管穿入發(fā)射桿，并輕輕沿發(fā)射桿將其放在底部金屬托盤上。切記，不可套上導(dǎo)向管后立即松手，以防發(fā)動(dòng)機(jī)脫落。

5.安裝點(diǎn)火器

雙手各持一個(gè)鱷魚嘴電夾，夾口從下向上分別夾在點(diǎn)火頭的兩根U形金屬絲上。兩個(gè)電夾要確保獨(dú)立，不能與其他任何金屬物品接觸，以防短路（圖25）。

6.發(fā)射前的準(zhǔn)備

為保證安全，不應(yīng)手持操作點(diǎn)火器。正確的做法是：將點(diǎn)火器面板向上放在平整而干燥的地面，一只手按住面板，另一只手操作安全鑰匙和點(diǎn)火按鈕。發(fā)射前可進(jìn)行最后一次點(diǎn)火器檢測，即插上鑰匙后觀察指示燈狀況后立即拔下，如果指示燈亮起則一切正常。

7.發(fā)射模型火箭

比賽時(shí)，學(xué)生應(yīng)緊盯裁判長和號位裁判，只有號位裁判開始倒計(jì)時(shí)后才能插上安全鑰匙。當(dāng)聽到“發(fā)射”口令時(shí)，應(yīng)果斷按下點(diǎn)火按鈕。發(fā)射完成后必須先拔下安全鑰匙再觀看模型火箭的運(yùn)動(dòng)狀況（圖26）。

“東風(fēng)”帶降模型火箭是“飛北”比賽中非常精彩的一個(gè)項(xiàng)目。雖然其操作難度不高，但影響發(fā)射質(zhì)量的因素卻不少，且絕大多數(shù)問題與學(xué)生的操作有關(guān)。這項(xiàng)比賽不僅是各路選手激烈競爭的舞臺(tái)，更是鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力、養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致做事習(xí)慣的重要過程。即使日常訓(xùn)練時(shí)非常優(yōu)秀的學(xué)生也會(huì)偶爾遭遇失敗，因此輔導(dǎo)教師應(yīng)不斷鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生如何正確面對挫折，并著重完善他們勇于迎接挑戰(zhàn)的堅(jiān)強(qiáng)心理素質(zhì)。必要時(shí)，還需在賽前對學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)男睦磔o導(dǎo)。