本选题响应“航天强国”战略，聚焦3D打印增材制造技术与航天推进系统的跨学科融合。鼓励青少年通过工程建模、空气动力学设计及增材制造工艺，亲手打造固体动力火箭并实现精准发射与安全回收。通过“设计-制造-试验-迭代”的商业航天研发逻辑，培养选手的工程实践能力、精密制造精神及安全科学素养。
一、组别要求：小学低龄组、小学高龄组、初中组、高中组
二、组队要求：单人参赛
三、评选形式
- 初评：学校推荐
- 复评：线上或线下评选
- 中国区交流展：线下评选
四、复评要求
| 组别 | 小学低龄组 |
| 作品要求 | 1、 选手需通过3D建模软件（如SolidWorks、shapr3d）设计火箭的头锥与尾翼等基础部件，箭体可采用3D打印或高强度复合管材。头锥需符合空气动力学外形（锥角120°±5°），尾翼不少于3片。 2、 使用 FDM（熔融沉积成型）或类似技术直接打印成型，不得使用其他材料替代或拼接非打印部件。头锥要求厚度≥4mm，具有良好的耐温稳定性。 3、 搭载固体燃料发动机，火箭总重≤600g。全箭高度与重心需通过配重达到稳定平衡。 4、 配备直径≥60cm的被动降落伞系统，确保火箭完整回收。 |
| 材料要求 | 3D打印部件需使用PLA、ABS、PETG、或光敏树脂中的一种或多种。 部件需包含但不限于整流罩（伞头锥）、箭体（主干部分）、固体燃料动力系统、降落伞系统、尾翼、高度计等。 |
| 任务要求 | 1、 打印组装： 建模完成后，使用规定技术与材料打印部件，并完成整箭组装。 2、 气动标识： 在箭体清晰标注重心（CG）与压心（CP）位置。 3、 飞行目标 距离发射平面高度不低于60米。 4、 安全操作： 独立完成发动机安装与整箭拼装。 |
| 评分标准 | 1、 建模设计（20%）： ①模型结构的合理性（10%）：头锥曲线是否平滑，尾翼形状是否符合空气动力学基础，头锥锥角及尾翼数量是否符合要求。 ②创新性（5%）：在保证功能的前提下，是否有独特的视觉涂装或几何造型设计。 ③稳定性校核（5%）：是否能清晰说明重心（CG）与压心（CP）的基本位置。 2、 3D打印与制造工艺（20%）： ①打印质量（10%）：表面层纹是否均匀，是否存在溢料、拉丝或严重的支撑残留。 ②材料运用（10%）：是否根据部件功能选择合适的填充率（填充率建议≥15%以保证尾翼强度）,并保证在一定填充率下满足总重≤600g。 3、 发射回收（50%）： ①飞行高度（30%）：在要求质量限制下，本项评分（百分制）标准为：火箭飞行高度60米以下0分，60-150米按飞行高度150米为满分等比计分，大于150米满分；不满足质量要求0分。 ②起飞姿态（10%）：火箭是否能正常点火起飞，起飞轨迹是否笔直稳定，有无剧烈晃动或偏航。 ③回收效果（10%）：开伞是否及时，箭体着陆后是否保持结构完整，无明显受损。 4、 文件提交规范（10%）： 按要求填写制作文档（包含必要的建模参数与实测数据），完整图片、视频记录。 |
| 提交规则 | 1、作品制作文档（内含图片分辨率≥300DPI），包含： ①参选信息。 ②制作过程记录（包含建模软件操作截图3张、打印参数截图2张、游标卡尺测量的头锥尺寸图片、成品多角度照片3张、重心（CG）与压心（CP）的位置标注2张）。 ③技术参数表：整箭高度、重量、材料类型，飞行高度。 2、 作品视频（4个，单条视频大小≤100M）： ①自我介绍、设计思路展示（3D软件操作截图）、3D打印参数讲解。 ②火箭组装展示及飞行实测画面（含起飞及回收）、回收实物展示。 ③飞行高度视频：需搭载高度计测量并提交现场无剪辑视频。 ④重量测量视频：需用精度不小于0.1g的电子秤称重。 3、 合规性： 参选作品必须为原创，严禁使用AI生成图片视频，且符合航天发射安全规范，内容健康。 |
| 组别 | 小学高龄组 |
| 作品要求 | 1、 选手需通过3D建模软件（如SolidWorks、shapr3d）合理设计火箭头锥（载荷舱）、箭体及尾翼。头锥需符合空气动力学外形（锥角120°±5°），载荷舱需具备容纳不小于40g模拟载荷的空间，尾翼不少于4片。 2、 使用 FDM（熔融沉积成型）或类似技术直接打印成型，不得使用其他材料替代或拼接非打印部件，颜色不少于2种。 3、 设计一个载荷舱缓冲装置，保护载荷不因冲击震动受损。 4、 匹配头锥、箭体、尾翼的尺寸并进行组装，搭载固体燃料发动机，火箭总重≤800g。 5、 配备不少于一把降落伞（直径≥60cm），确保火箭完整回收与载荷安全。 |
| 材料要求 | 3D打印部件需使用PLA、ABS、PETG、或光敏树脂中的一种或多种。 部件需包含但不限于载荷舱（头锥）、箭体（主干部分）、固体燃料动力系统、降落伞系统、尾翼、高度计等。 |
| 任务要求 | 1、 打印组装： 各部件建模后需在软件内组装为整箭装配体，使用规定技术与材料打印部件，并完成整箭组装。 2、 飞行目标： 目标飞行高度不小于80米。 3、 载荷验证： 载荷舱内需放置模拟载荷（一枚重量不小于40g的生鸡蛋），回收后完好无损。 4、 安全操作： 独立完成发动机安装、整箭拼装与载荷安置。 |
| 评分标准 | 1、 3D打印与制造工艺（20%）： ①材料性能（10%）：头锥等关键件的层结合力是否牢固，表面有无碳化或熔融过度。 ②打印优化（5%）：是否根据受力分析调整了打印方向以增强力学性能。 ③材料要求（5%）：各部件是否均按照规定材料，整箭颜色种类是否≥2种。 2、 模块化设计（20%）： ①载荷保护（10%）：载荷舱内部是否有缓冲结构设计，确保载荷安全。 ②轻量化程度（5%）：在保证强度的前提下，是否通过空心化设计有效降低了箭体死重，火箭总重是否≤800g。 ③尺寸适配性（5%）：各部件尺寸设计是否合理，打印实物组装后是否无明显晃动。 3、 发射回收（50%）： ①载荷是否受损（25%）：在降落伞回收成功的前提下，本项评分（百分制）标准为：鸡蛋完整满分、鸡蛋表面有微小裂纹80分、鸡蛋表面有较明显大裂纹50分、鸡蛋破碎蛋液流出30分；未回收成功0分。 ②高度达成率（15%）：在要求质量限制下，本项评分（百分制）标准为：火箭飞行高度80米以下0分，80-200米按飞行高度200米为满分等比计分，大于200米满分；不满足质量要求0分。 ③起飞姿态（5%）：火箭是否能正常点火起飞，起飞轨迹是否笔直稳定，有无剧烈晃动或偏航。 ④回收可靠性（5%）：舱段分离动作的顺畅性，降落伞伞绳有无缠绕，回收过程是否平稳。 4、 制作文档（10%）： 按要求填写制作文档（包含必要的建模参数与实测数据），重点说明载荷缓冲结构设计。 |
| 提交规则 | 1、作品制作文档（内含图片分辨率≥300DPI），包含： ①参选信息。 ②制作过程记录（包含建模软件操作截图3张、打印参数截图2张、游标卡尺或量尺测量的载荷舱尺寸图片、成品多角度照片3张、建模设计STL文件（整箭及各部件））。 ③技术参数表：整箭高度、重量、材料类型，飞行高度，载荷重量。 ④载荷保护方案说明。 2、 作品视频（4个，单条视频大小≤100M）： ①自我介绍、展示尺寸设计与适配思路（可包含轻量化设计）、载荷舱的设计与保护方案。 ②火箭组装展示（包含载荷展示）及飞行实测画面（含起飞及回收）、回收实物展示（打开载荷舱展示鸡蛋完整度的无剪辑视频）。 ③飞行高度视频：需搭载高度计测量并提交现场无剪辑视频， ④重量测量视频：需用精度不小于0.1g的电子秤称重。 3、 合规性： 参选作品必须为原创，严禁使用AI生成图片视频，且符合航天发射安全规范，内容健康。 |
| 组别 | 初中组 |
| 作品要求 | 1、 选手需通过3D打印制造一套集成了电子感测系统的固体动力火箭系统（包含头锥、电子舱、箭体、发射架）。 2、 全系统集成：独立设计电子舱，用于固定高度计等。电子舱需设计专用的螺纹连接或卡扣结构，便于维护。 3、 高强度支架：发射架需提交50N承重测试记录，发射架需具备良好的隔热间隙。 4、 数据采集任务：火箭必须搭载高度计，并能够从设备导出飞行高度曲线、最大速度等核心数据。 5、 动力规范：使用固体燃料发动机，火箭总重≤1000g。 6、 配备不少于一把降落伞（直径≥60cm），确保火箭完整回收与电子设备安全。 |
| 材料要求 | 3D打印部件需使用PLA、ABS、PETG、或光敏树脂中的一种或多种，发动机支架必须使用PETG材质。 部件需包含但不限于电子舱（头锥）、发射架、箭体（主干部分）、固体燃料动力系统、降落伞系统、尾翼、高度计等。 |
| 任务要求 | 1、 打印组装： 各部件建模后需在软件内组装为整箭装配体，使用规定技术与材料打印部件，并完成整箭组装。 2、 飞行目标： 目标飞行高度不小于80米。 3、 数据采集： 提交完整的飞行高度曲线图及加速度分析报告。 4、 发射架设计： 选手需展示自制的3D打印便携式发射架，需具备角度调节功能。 5、 安全操作： 独立完成发动机安装、整箭拼装与电子设备安置。 |
| 评分标准 | 1、 系统集成设计（30%）： ①空间布局（15%）：电子设备在3D打印舱室内的固定是否稳固，布线是否整齐合理，具体体现为：电子器件（高度计/电池）在舱内有专门设计的3D打印卡槽、螺丝孔位或限位柱（仅用双面胶粘得3%，有专用限位结构得15%）。 ②工程交互（15%）：舱口盖、外部电源开关等细节设计是否考虑了人机交互的便利性，具体体现为：实物视频中，清晰展示了电子舱闭合使用了卡扣或螺纹结构（若使用胶带缠绕或热熔胶死封得0分）；设计有无需拆卸火箭即可操作的外部电源开关槽。 2、 打印制造力学（20%）： ①发射架承重测试（15%）：文档或视频中提供了一张发射架悬挂50N（约5公斤，如一桶5L矿泉水）重物且未发生断裂的真实测试照片/视频。无测试图得0分。 ②系统总质量控制（5%）：全箭总质量是否≤1000g，部件是否有减重设计。 3、 飞行数据与分析（40%）： ①数据还原度（15%）：提交了高度计导出的原始数据源文件（如Excel格式）及绘制的曲线图，坐标轴物理量（时间、高度、加速度）及单位标注完整，在高度-时间曲线图上，准确圈出并标注了四个关键物理时刻：起飞点、最高远地点、开伞点（下降斜率变缓处）、落地静止点，标注错误或未标注按点扣分。 ②高度达成率（15%）：在要求质量限制下，本项评分（百分制）标准为：火箭飞行高度100米以下0分，100-250米按飞行高度250米为满分等比计分，大于250米满分；不满足质量要求0分。 ③飞行任务达成（10%）：视频最后展示落地后的火箭，证明箭体未发生严重断裂，电子舱完好且能正常读取数据。 4、 作品制作文档（10%）： 按要求填写制作文档（包含必要的建模参数与实测数据、包含详细的飞行数据导出图表），重点说明电子舱和发射架结构设计。 |
| 提交规则 | 1、作品制作文档（内含图片分辨率≥300DPI），包含： ①参选信息。 ②模型工程图STL文件（整箭及各舱端部件）。 ③制作过程记录（包含建模软件操作截图3张、打印切片截图2张、成品多角度照片3张、电子舱实物图片、建模设计STL文件（整箭及各部件））。 ④技术参数表（高度、重量、材料类型），飞行曲线数据表（包含高度-时间曲线图、最大速度数据等）。 2、 作品视频（5个，单条视频大小≤100M）： ①自我介绍、以“航天工程师”视角进行技术综述。包含：结构受力分析、电子系统展示、飞行任务全过程录制。 ②发射架悬挂50N（约5公斤，如一桶5L矿泉水）重物且未发生断裂的真实测试视频。 ③清晰展示电子舱内部设计与外部连接设计，以及电源槽开口设计。 ④飞行高度视频：需搭载高度计测量并提交现场无剪辑视频。 ⑤重量测量视频：需用精度不小于0.1g的电子秤称重。 3、 合规性： 参选作品必须为原创，严禁使用AI生成图片视频，且符合航天发射安全规范，内容健康。 |
| 组别 | 高中组 |
| 作品要求 | 1、 复合制造：探索多材料3D打印，如头锥使用尼龙+碳纤维（耐温1200℃级），箭体采用蜂窝结构PLA+玻璃纤维加固。 2、 远程遥测：火箭需集成无线传输模块，实时回传高度、速度、加速度数据至地面站。 3、 多方案对比实验：选手需打印至少两组不同形状的尾翼或头锥，进行地面“风力吹风测试”（可利用大功率工业风扇或吹风机），观察并对比不同形状对火箭摆动幅度的影响。 4、 材料与减重实验：提交“打印参数与强度/重量对比表”，记录不同材料或不同内部填充率对结构部件质量的影响，论证整箭的推重比优化过程。 5、 动力规范：使用固体燃料发动机，火箭总重≤1500g。 6、 配备不少于一把降落伞（直径≥60cm），确保火箭完整回收。 |
| 材料要求 | 3D打印材料不限，选手可自由发挥。 部件需包含但不限于整流罩（头锥）、箭体（主干部分）、固体燃料动力系统、降落伞系统、尾翼、无线传输模块等。 |
| 任务要求 | 1、 打印组装： 各部件建模后装配，独立完成复杂的机电集成与整箭总装。 2、 飞行目标 目标高度不小于120米。 3、 实时数据链路： 在发射期间，地面站设备需成功接收并记录实时遥测数据。 4、 复用能力： 箭体结构需支持不少于2次的连续发射验证（第二次依旧能成功发射并回收）。 |
| 评分标准 | 1、 实验探究与对比（30%）： ①气动对比实验（15%）：提交的视频及报告中，真实记录了2种以上3D打印外形件的吹风对比测试，且得出了明确的数据结论（只有结论无测试视频得0分）。 ②轻量化与结构优化（15%）：软件截图清晰展示了内部采用了非实体/非均匀填充（如蜂窝、网格结构），并附有减重前后的重量对比数据表。 2、 机电集成与遥测技术（20%） ①地面站联调（10%）：视频中清晰展示了火箭端电子舱工作，且地面电脑/手机端软件能够实时显示接收到的传感器数据变化（若只展示了本地存储设备拔出读取，该项得0分）。 ②一体化集成设计（10%）：STL模型或实物展示了电子元器件（如天线、电池、主板）拥有专用的3D打印定制安装槽，实现了无胶水/无扎带的模块化硬连接稳固装配。 3、 综合飞行任务（40%）： ①双次复用发射（25%）：视频一镜到底或明确记录了“起飞-落地-现场整备换发-再次起飞-落地”的连贯过程。完成两次完整起飞与开伞得25%，仅完成一次成功发射得10%，发生箭体断裂或未开伞坠毁得0分。 ②高度达成率（15%）：取两次发射中的最高有效成绩。本项评分（百分制）标准为：飞行高度120米以下0分，120-300米按飞行高度300米为满分等比计分，大于300米满分；不满足质量要求0分。 4、 制作文档（10%）： 按照科学论文格式撰写，包含研究背景、变量对比实验数据表、轻量化推重比计算过程、遥测系统架构图，以及对实测飞行数据的深度复盘反思。 |
| 提交规则 | 1、作品制作文档（内含图片分辨率≥300DPI），包含： ①参选信息 ②多材料制造调研简报（说明不同部件耗材的选择依据）。 ③多方案气动对比实验报告（含测试照片与数据总结）。 ④制作过程记录（包含SW整箭装配图截图3张、高级填充结构切片截图2张、成品多角度特写照片3张、电子舱内部布线图片）。 ⑤技术参数与实验对比表（不同打印参数下的重量/强度对比表、最终箭体推重比计算表）。 ⑥模型工程图STL文件（整箭及各舱端部件） 2、 作品视频（4个，单条视频大小≤150M：包含较长的飞行验证环节）： ①TED技术演讲（5分钟内）：由选手面对镜头，深入浅出地讲解对比实验过程、特殊3D打印结构的设计思路、以及飞行数据的复盘反思。 ②实验与遥测证明视频（不限时）：地面吹风测试过程实拍；发射前地面站（电脑/手机）成功接收火箭实时数据的屏幕录屏或实拍。 ③双次复用飞行视频（不限时）：完整记录火箭第一次发射升空开伞、落地寻回、现场整备安装新发动机、第二次发射升空开伞的全过程（证明同一壳体的极高可靠性）。 ④测量验证视频：使用精度不小于0.1g电子秤称重的无剪辑视频；实测数据导出及最大高度截图。 3、 合规性： 参选作品必须为原创，严禁使用AI生成图片视频，且符合航天发射安全规范，内容健康。 |