Project
WINDBREAK 「破風」
願破狂風，乘千里浪，以穿蒼穹，俯萬頃原
任務介紹
破風計畫 "WINDBREAK" 是 ISP 旅程的先驅。它是 ISP建造的首個總衝量突破M級的載具，也是我國首個於美國發射的全實驗性載具，該箭的全部次系統皆為實驗性。
該飛行體於 2023 年 6 月 2 日美國加州FAR發射試驗場成功發射，最終飛行高度約為3000公尺，攜帶了一個 3U 立方衛星模擬體(Dummy)和一部滑翔機，以及其實驗性的機身、航空電腦、降落傘和固體發動機。
「風浪的存在造就了挑戰的意義
惟有踏出溫室之外劫經險難
靠自己親手推開新世界的大門
才能看見他人所不見之光景」
PERFORMANCE
Apogee
Max Velocity
Max Mach
Time to apogee
Motor Designation
Avionics Designation
Recovery Method
2,970 m
332.9 m/s
M1.0 (Transonic)
26.685 s
MQ-13000
ISP-32 v2
SD-1C1D
*以上數據皆為實際飛行測試航電系統量測並分析之最終結果。其數值之有效位數以箭載測量儀器之最大精度為準
OVERVIEW
CASE
E-Glass
全箭100%由ISP親手纏繞、成形、固化、表面處理。
採用自研的玻璃纖維纏繞技術與自行研製的纏繞機台，採用自行研製的AF-1製程。
NOSECONE
O-give
因飛行速度達穿音速，權衡開發時間與學生能力之下使用O-Give作為鼻錐幾何構型，並使用3D列印與環氧樹脂製造。
RECOVERY
SD-1C1D
本次回收系統搭載一具直徑三公尺的主傘與直徑一公尺的副傘。
採用單次部署爆炸開傘的觸發方式同時投放主副傘。主副傘的設計與製造也皆是ISP自行負責。
AVIONICS
ISP-32 v2
本次任務採用ISP自研的旗艦航電 ISP-32 v2。其搭載IMU慣性測量單位、氣壓計、GPS全球定位系統、通訊系統、與簡滾控制。支援10公里範圍之通訊與實時圖像傳輸。
PROPULSION
MQ-13000
發動機採用自研的第四代固態引擎MQ-13000 v3。燃料的製造採用團隊自研之第三代的KNSB製程，是 迄今為止ISP所設計與製造過最大推力、最大衝量的發動機。其理論平均推力達2108N，總衝量達到13356 Ns，發動機規範為N級。
CASE
E-Glass
本次任務攜帶一顆自研的3U Cubesat，一台滑翔機。3U的立方衛星上將原本預計置放科學酬載處移除改為RCS系統，目標是在部署酬載後停止立方衛星慣性旋轉。
STRUCTURE
箭身
WINDBREAK「破風」的箭身採用非預浸全玻纖強化技術，在原本的纖維結構體上纏繞玻纖並直接進行固化與成形，省去脫模的過程也同時強化纖維本身。
鼻錐
因飛行速度達穿音速，權衡開發時間與學生能力之下使用O-Give作為鼻錐幾何構型，並使用3D列印與環氧樹脂製造。內部至有空腔存放比賽需求的水，在達到制高點時會觸發部署裝置將水體拋撒至空中。
尾翼
本次任務翼面採梯形翼設計，其目的在於降低翼面落地後衝擊地面而損毀導致比賽失分。
製程
本次任務製程使用自研的AF-1製程。因為使用了非預浸布，為了提升樹脂塗抹得均勻度，ISP自製了由PID控制旋轉速率的上膠架，使用滾筒的方式讓箭體可以旋轉。在上膠完後啟動控制器進行旋轉，使未乾的膠不會因為重力往其中一邊集中，失去原本的均勻性。
AVIONICS
ISP-32 v2
ISP-32 v2 是ISP自研旗艦型航電板"ISP-32"系列的第二個迭代版本。將流程飛控、姿態偵測、高度偵測、全球定位系統、慣性控制、開傘部署、影像傳輸、箭載地面點火全部集成在這一塊小巧又強大的航電板上。
PROPULSION
MQ-13000
發動機採用自研的第四代固態引擎MQ-13000 v3。燃料的製造採用團隊自研之第三代的KNSB製程，是迄今為止ISP所設計與製造過最大推力、最大衝量的發動機。其理論平均推力達2108N，總衝量達到13356 Ns，發動機規範為N級。
Max Thrust
Avg Thrust
Total Impulse
Specific Impulse
Effective Burn Time
Propellant
3,452 N
2,529 N
13,733 N-s
26.685 s
5.431 s
KNSB
*以上數據理論計算數值，與實際結果之間存在差距
PAYLOAD
本次任務攜帶一顆自研的3U Cubesat ，一台滑翔機。3U的立方衛星上將原本預計置放科學酬載處移除改為RCS系統，目標是在部署酬載後停止立方衛星慣性旋轉。
內容
流程
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3U 立方衛星
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滑翔機
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RCS系統
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獨立航電
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投放後開啟降落傘
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開啟反應輪控制(目標是停止衛星旋轉)
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降至 400 英尺 (約 120m) 投放滑翔機
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落地後停止反應輪並投放探測車
時間表
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2022/08
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2022/10
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2022/11
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2023/01
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2023/02
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2023/03
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2023/04
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2023/06
計畫開始
試驗型發動機 I (MQ-9000 v1) 推力測試完成
前沿整合飛行測試 I 完成
試驗型發動機 II (MQ-11000 v1) 推力測試完成
前沿整合飛行測試 II 完成
全酬載關鍵設計審查 完成
飛行體全箭整合 完成
最終飛行測試 計畫收束