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あの晴れわたる空より高く (教你如何作火箭!!) --共通線--中

月讀 | 2015-03-07 23:31:40 | 巴幣 8 | 人氣 872


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一早有佐又跑來家裡打擾了,在揍過乙矢後上學途中又開始教導主角火箭知識,例如固態火箭中所需要氧化劑等等,路上也遇到焰,三人一起上學了。

中午五人在部室集合,有佐說明最早比賽的是5月的Maxfive 小型火箭發射大賽,規定長度是五公尺以下,而且ARC目標是製造宇宙火箭因此通常不會參賽,對白虎來說是最好的選擇,夏季全國大賽則有很多強大的火箭部會參賽,所以以馬克斯5號為最佳選擇。另外因為開發預算是看各部的實績以及技術生A檢執照,其他人都是宇宙航行學科早已考過,因此乙矢當前優先目標是要先考過A檢增加白虎的預算。

同時也解明天之島俱樂部的的諧音正是白虎,白虎屬,正好與火箭有淵源。而計畫資金來源正是宇宙航空研究開發學園都市計畫,簡稱AXIP
 
於是眾人開始幫助乙矢念書,可是乙矢實在太笨,讓他硬背完全沒辦法,10題全答錯,因此有佐接受乙矢跟夏帆的提議跟乙矢解釋火箭原理,這邊解釋了火箭是利用燃料噴射的反作用而到達太空。有佐很驚訝解釋原理後乙矢很快就記住,焰幫忙回答乙矢以前只記得住喜歡的的事情,當大家問起乙矢喜歡甚麼,乙矢說遊戲。

因此有佐想到一個很簡單的方法,帶著乙矢到遊戲中心,途中遇到絆也一起加入了。一群人來到QUIZ ROCKET ACADEMY 8的遊戲機前面,是一款AXIP協助開發的猜謎遊戲,由AXIP理事長 (兼任學園理事長) 配音,乙矢開始了新手模式,新手模式的故事是描述AXIP發現了月球上有一隻兔子,兔子得了一個人就會寂寞到死的病,因此玩家必須幫忙火箭開發,把機器兔子送給月兔作伴。
 
1.     固體推進劑可分為雙基型(燃料與氧化劑添加硝化棉與硝酸甘油) 與哪一種?
A:組合型推進劑 (氧化劑結晶、燃料粉末、黏著劑以及添加劑混合凝固)。
(的雙基型推進力大,組合型推進力持久)

2.     組合型推進劑使用的粉末是甚麼?
A:鋁粉 (金屬燃料,添加後容易爆炸)

3.     火箭在進行慣性導航 (火箭的位置、速度、姿勢讓機器知道的航行法)時,為了正確在預定軌道飛行需要甚麼軟體?
A:誘導控制軟體。

 
雖然乙矢連對三題但是最後還是發射失敗,因此乙矢繼續投錢並看著AXIP技術生試驗入門參考書挑戰,最後即將成功時沒錢了,眾人各自給了100元給他,但乙矢說今天就算了,他要好好準備再來挑戰,一定要連同上級者挑戰成功。
 
乙矢盯著書本邊問起火箭馬達甚麼?有佐回答是固態推進劑使用的火箭引擎被稱為火箭馬達,乙矢了解到所以才沒被液態引擎所使用,就這樣乙矢邊看書邊回家了。有佐擔心他的狀態跟著乙矢回家,並跟乙矢道謝,沒有他的話,自己也不知道怎麼辦。沒想到乙矢完全沒聽到又問他motor case是甚麼,有佐回答了是燃燒時所用的燃燒室。乙矢這才發現有佐一直跟著他回家。
 
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乙矢一整天都在讀書,讓妹妹很擔心主角是不是出問題了(((゚д゚)))
 
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乙矢又自言自語的讀了一整天的書,並說了一定要拯救那隻月兔,妹妹擔心主角希望他不要努力過度。
 
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到了凌晨乙矢終於不眠不休讀完整本參考書,並且回到被窩睡了。早上,乙矢被有佐壓醒,上學途中遇到焰,約定放學後再到遊戲中心挑戰。早上到部室遇到了夏帆與學姊,學姊聊到他的初戀,一開始以為是個天才病弱的正太,結果學姊的初戀情人是傑特火箭12號。
 
放學後大家一起去遊戲中心挑戰,途中遇到絆,她也開心地加入了。乙矢再次挑戰火箭猜謎的新手模式,毫不意外的成功破關。

1.     火箭誘導方式有程式誘導、慣性誘導以及哪種誘導方式?
A: 電波誘導方式

   
初級挑戰模式是要送食物給月兔避免她餓死,乙矢也成功破關了,中級是火星人駕駛章魚宇宙船登陸月球,要乘坐宇宙飛船擊退火星人,但是中級問題開始困難了,因此乙矢不斷的投錢挑戰。

就在乙矢剩下最後一枚100元時,有個綠髮眼鏡女出來阻止,原來她是宇宙研究同好會的社長美野里同時也是乙矢班上的班長,因為家裡貧窮看不慣別人隨便浪費錢。

想到大地也來了,因為美野里不小心說出了白虎是部費小偷,有佐與她便吵起來了,還給她取了橫綱的綽號。

此時ARC部長也出現了,並用藐視的態度勸架,整個火上加油,因此三方決定用火箭猜謎一決勝負,輸的人要答應贏的人一個條件。絆則不知道何時就不見了。
 
挑戰模式讓三方輪流選擇項目、難易度以及出題形式,一開始由宇宙研先選擇,由於題目都是早期火箭開發的知識讓宇宙研搶先了,ARC部長因為沒摸清楚遊戲方式一開始吃虧了,白虎答對的題目也很少,換到白虎選擇時因為4人 (除乙矢)擅長項目都不同選了全科目並用多數決決定,但是依然一直出錯,ARC部長則摸熟了遊戲方式開始急起直追,情勢開始不樂觀。

此時乙矢提出意見,三個臭皮匠勝過一個諸葛亮,要大家放棄多數決用互相討論問意見的方式決定答案,行動計畫命名為超級文殊菩薩的智慧d(`・∀・)b,方法很成功,但是依然無法逆轉差距,最後乙矢突發奇想在最後一輪用搶答的初心者模式,在問題還沒結束前就先快速解答,讓白虎獲得最後的勝利,有佐也順利借到ARC的火藥製造廠。
 
(這段很有趣,然後問題非常難,故省略介紹,這不是正常人會學到的知識…)
 

結束後大家為了慶祝勝利到海邊開了煙火大會,並且用寶特瓶做了二段式煙火火箭。
 
4/16
乙矢被夏帆叫醒,距離A檢還有三天,路上依然遇到焰與學姊,

中午到了部室,又被焰惡作劇。放學後又開始會議,除了乙矢以外其他人著手開發火箭。

大家開始討論火箭製造的材質,燃料,尺寸等等。焰沒做過 CFRP因此很緊張,學姊提議做混合式引擎 (固態燃料與液態氧化劑混合的推進劑) 因難度太高被有佐駁回。大家又討論不出結果,這時乙矢又發話了,他相信大家的能力,要大家想想猜謎那時候的事,五人合力絕對可以做到。最後大家決定用固態火箭引擎以及CFRP (碳素纖維強化樹脂複合材料—強度為鐵的10倍,重量為1/4) 作為火箭主要組成。有佐也拿了四件生化套裝給大家作為作業用防護裝。
 
4/17
一早乙矢做了惡夢,夢到自己考A檢回答不出任何問題。醒來又被有佐壓床。出門時碰到夏帆在外迎接,並且邊走邊教導主角火箭知識,路上遇到焰與學姊,

夏帆宣布她的設計圖已經完成,焰看到CFRP部分誤差容許範圍為0.5mm差點暈倒,夏帆對乙矢解釋火箭由許多零件組成,組合起來會有誤差。
 
午休時間,擔當白虎顧問的大澄老師來打招呼,有佐給老師看了設計圖,5m固態火箭,motor case為CFRP,組合推進劑,Payload (積載物)為SP(購買成品)。焰則不得已要回自家工廠製作CFRP。會議結束後,有佐幫忙學姊找到 端羥基聚丁二烯(Hydroxyl-terminated polybutadiene (HTPB) )的存放位置 (固態火箭燃料),幫忙夏帆找screenleader軟體 (盲人用電腦軟體)。幫忙焰聯絡家裡幫忙,被焰稱部長是鬼 (老爸很兇)。此時每個部員都要求乙矢幫忙-------
 
有佐的場合:幫忙找可以與screen leader對應的火箭發射軟體,模擬飛行裝置α火箭飛行Ⅱ等,乙矢拿了有佐給的名單開始一家家打電話。最後選擇了在娛樂廣場的一家專賣火箭相關的中古零件店。最後從雜亂的櫃子中找到了火箭飛行二,

回程有佐到焰家的工廠打招呼,發現了前白虎部長明里前輩,明里很尷尬的打完招呼,並說明老闆在工作中打擾他反而會有壞印象。有佐希望明里能來看他們的火箭發射,但被拒絕並表明不想跟火箭扯上關係。
 
乙矢帶著有佐去散心,來到火箭公園吃紅豆冰,有佐說出去年白虎發射火箭卻爆炸的事情,發射場地損壞,預算削減,部員也紛紛離開,有佐說出過去他也以為結果不是一切,但是如果火箭部發射成功一切都是白費,因此她死也要發射火箭。
 
夏帆的場合:乙矢騎著腳踏車載著夏帆回家裡拿輔助軟體,夏帆表示她的動態視力很弱,到夏帆家裡後找到軟體,回程中聊了她的過去,夏帆父親是月輪開發主任,母親是太空人。載人火箭用動物發射時成功,但載人時發生事故,無法控制,失速並爆炸,發射場半毀,母親逃脫不能死亡,與父親一起的夏帆雙眼因火箭的碎片射入受傷。事故原因是引擎故障,父親因為責任追究辭職。
 
焰的場合:與夏帆跟焰聊天後,到焰家裡幫忙練習CFRP的製作 (碳素纖維浸潤樹脂變硬的過程)。焰解釋碳素纖維含碳量為90%以上,並且由焰的爸爸劉生用身體解釋了強度 (受到拉力變形的程度),而剛性 (受到彎曲而變形的程度),而樹脂的特性是對拉力很弱,對壓縮很強,碳素纖維正好相反,對拉力強,對壓縮弱,因此兩種組合形成了高強度的材料
 
焰的爸爸把乙矢叫到外面,並提起女兒非常有天分可是不努力,並用錢賄絡乙矢要他注意有沒有奇怪男性接近焰 (笨蛋父親) (((゚д゚)))

那津奈的場合:在打哈哈完之後,幫忙反覆運送推進劑的原料,卻看到學姊在火藥製造廠玩火…。
 
4/18
早上因為不想再被有佐壓床,早點起來換衣服,結果被有佐撞見…過了一段尷尬的劇情(゚д゚≡゚д゚),與眾人會合後因有佐匆匆離去的神情被眾人調戲。乙矢上課時繼續看著A檢參考書,被戶田老師發現之後以為主角是不是有問題而關心他。
中午有佐看乙矢臉色差而關心他,但是乙矢說沒事,會議正常舉行,焰CFRP製作順利,而學姊想要試作直填試推進劑卻因motor case沒完成不能進行,而且直填式燃料冷卻凝固要一周的時間,有佐請夏帆幫忙調查有沒有其他比較快的方式。電裝部分則全部用SP,因此希望都在乙矢的A檢通過增加預算上。有佐則說 Maxfive5  只剩18天,motor case還要2天才能完成,用直填式時間完全不夠,要大家幫忙想方法,乙矢則要努力通過A檢。
 
4/19
當日乙矢因為過度操勞而嚴重發燒,其他人都來看乙矢並要他不要勉強自己,下午六點開始A檢,乙矢休息到快要考試前故意對體溫計動手腳,有佐擔心他的身體要他選一個人陪他去考場。
 
有佐的場合:乙矢騎自行車載著有佐,騎到中途有佐要他換人,因為其實她早就知道乙矢還在發燒。
 
夏帆的場合:乙矢騎到一半,夏帆就發現他的異狀叫計程車載他過去。
 
焰的場合:由焰載著乙矢去考場。
 
那津奈的場合:乙矢騎到一半,學姊跟乙矢聊天消除他的緊張,之後主角自己搭公車到考場。
 
考試前主角先趴著休息,中途硬撐著身體寫完試卷就昏倒了。
 
4/20
在房間醒來時已經是中午,來到部室時有佐跟其他人都跑來關心,因為大家都對乙矢很溫柔,乙矢以為是安慰他沒考上,沒想到正好相反,他通過檢驗了。眾人又開始會議,學姊從爸爸的書房找到了 block bonding 的方式可以在一天內製作完成,方式為用模塊讓固體推進劑凝固後再放入motor case中。但是缺點是插入推進劑時要把motor case分成兩半。另外大型火箭也不適合這種做法,最後決定23號燃燒試驗,28號發射試驗。明天開始要分成固體推進劑與motor case兩組人馬,前面選有佐或學姊會幫忙固體推進劑,而選擇焰或夏帆則是motor case。
 
4/21
固體推進劑的場合:學姊與有佐穿著私服來找乙矢,眾人往火藥製造廠前進。乙矢問到推進劑佔火箭體積的 80-90%,火箭有 5m,推進器卻有 4m,我們3人能做嗎?有佐稱讚乙矢這次終於有用腦了。並且回答說現在都是自動化製造的。學姊開始解釋製造流程,一開始要把氧化劑與金屬燃料均質,使他們大小一樣,才不會影響燃燒特性。再來加入黏著劑以及添加劑,並注意不要產生氣泡,這部分要在真空中進行。
 
有氣泡產生的話燃燒時會爆炸,但固體燃料的優點是室溫下不會產生毒氣也不容易隨意爆炸。有佐補充價格便宜而且不需要定期檢驗。
接下來又到了說明的部分:

1.     火箭馬達,是固態火箭的引擎部分。

2.     Payload (積載物) 裝載火箭的貨物,一般是搭載人工衛星。Maxfive參加者則是要裝載測量高度的裝置。

3.     motor case

4.     噴嘴

5.     推進劑

6.     點火器
 
乙矢問起為何點火器不是在後面,學姊回答端面燃燒型在後方,內面燃燒型在前方。因為學姊的宇宙語聽不懂,所以由有佐代為解說,

端面燃燒就是點火器在後方燃燒面從後方推進。

內面燃燒就像通心麵一樣在點火器中央打洞,從內側燃燒,優點是燃燒面更大推力也更強,而且推進劑本身就可以做為隔熱器材,一舉兩得,當然motor case內面,還是要貼耐熱器材,畢竟固態火箭燃燒時還是有3000左右的高溫。
 
(端面燃燒後方燃燒部分直接與motor case 接觸,溫度高比較危險)

解說完畢之後大家開始製作推進劑,學姊也在製作空檔做起用電子信號發火的點火器。最後對著製作完成的推進劑進行X光檢查,目前只有非常細微的裂縫稱為hair crack,如果大一點就會成為crack 會引起火箭爆炸。
 
為了慶祝推進劑完成後有佐幫大家去買了飲料,學姊說起了以前小時候有個男生喜歡翻她裙子,是有佐保護了她,揍了那男生一頓,乙矢想起那個男生就是他自己…。從此以後學姊就跟有佐很要好。有佐這時剛好回來,發給大家飲料。
乙矢感嘆真是有各種發現的一天Σ( ° △ °)
 
 
motorcase的場合:夏帆穿著便服來找乙矢,跟他一起來到焰的工廠,與焰的爸爸打過招呼後開始作業,夏帆則開始對主角解釋目前使用的CFRP成形法,稱為Filament Winding。原理是---

1.     由筒架拉出碳素纖維。

2.     經過樹脂槽後浸泡熱硬化樹脂。

3.     之後碳素纖維通過眼。

4.     眼部分控制著彎曲的形式向左或向右。

5.     通過眼部分後,繞在軸心上進行旋轉。

6.     最後將軸心拿去烤箱加熱硬化,抽出軸心後完成。

利用熱硬化樹脂加熱硬化的原理,與碳素纖維混合固定,稱為
Carbon Fiver Reinforced Plastics,簡稱CFRP。
 
另外在捲法上也有不同的方式,螺旋捲法、鐵環捲法以及平繞捲法。捲法不同強度也不同,碳素纖維對垂直方向強但直角方向弱。

例如鐵環捲法遇到縱向施力火箭容易壞掉。因此捲法必須由發射前計算機體在哪邊受力最多來決定。設計錯誤的話發射時就會損壞。
 
此時焰又惡作劇,故意把碳素纖維跟樹脂命名為焰跟乙矢說出下流的話,被焰的笨蛋老爸叫出去,後來主角以與焰像是兄妹一樣瞞混過去。
 
眾人繼續工作,軸心放入烤箱後等了數小時,motor case終於完成了。
 
夜晚,夏帆建議大家去火箭公園看星星,眾人開玩笑的說看到流星要許願,沒想到流星真的出現了。乙矢許願後轉過身來對著----
 
焰的場合:焰回答說願望已經實現了。
 
夏帆的場合:乙矢問了夏帆是否許願,夏帆回答作了,但臉龐卻流下淚水,乙矢不明所以。 (因為當時夏帆因長時間工作又失明了,在有流星的天空中卻看不見任何流星。・゚・(つд`゚)・゚・)

4/22
當天又被有佐壓醒,眾人在上學途中會合,早上開會議討論眾人進度,一切順利,大澄老師來給搬運車鑰匙,並讓有搬運駕照的學姊開車,由於天之島學園敷地廣大,搬運車也只能在學園與宇宙中心的發射場之間的火箭專用搬運道路行駛,避免火箭在搬運過程中受損。

於是大家先去把焰工廠的motor case搬去部室跟推進劑組裝。
放學後眾人在部室開始組裝motor case與推進劑。
最終檢查固態燃料與隔熱片有好好貼緊,也沒有剝離的現象,就等明天的燃燒試驗了。
 
4/23
凌晨又是有佐來壓床,並且偷拍他的睡相威脅要零用錢。出門後與夏帆會合,

並且在天還沒亮時在部室開會,中午前把火箭搬過去,放學後進行燃燒試驗。

小心的用搬運車搬到大型火箭配裝棟後放置,焰發現這邊空調好像故障了,變得非常熱。搬運完成後大家趕上學校公車趕回上課。
 
放學後大家在燃燒實驗場檢查完接合的配線後就到位於地下的控制中心了。為了紀念大家在這邊拍照留念了,一開始有佐還不想要,但是看了眾人都拍照之後開始傲嬌起來了,

大家一起拍了一張紀念照。
 

最後燃燒試驗大成功,持續了94秒的燃燒時間。大家拍手祝賀 ヽ(∀゚ )人(゚∀゚)人( ゚∀)人(∀゚ )人(゚∀゚)人( ゚∀)ノ,最後將火箭回收搬回部室。

 
To be continued…
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