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大一男生自制仿真火箭发射 网友:后生可畏

2020-08-18 14:48:15  来源:北晚新视觉网

近日,一条大学生自制火箭发射升空的视频火了。视频完整展现了一枚火箭从设计,到仿真、制造、测试、组装,并最终发射和回收的全过程。火箭制作者、视频拍摄者刘上是@南京航空航天大学 航空航天工程专业00后大一学生,视频中所有步骤都由他自主完成。他说,中学时就迷上了火箭,未来想用火箭送快递。

“倒计时开始

3

2

1

发射!”

火箭拖着尾烟骤然升空

多个摄像机位呈现了发射瞬间的气势

弹幕不断地滚动惊叹:

“这个项目,我王多鱼投了!”

一支穿云箭,千军万马来相见!

随后火箭下落

降落伞成功打开

火箭顺利着陆并被回收

视频完整展现了一枚火箭从自主设计,到流体仿真、制造、测试、控制,并最终发射和回收的全过程。

8月6日,这条名为《疫情在家耗时半年自制一枚矢量喷管TVC姿态控制伞降回收固体火箭 (成功发射-回收)》的视频在哔哩哔哩视频网站(B站)上火了,目前播放量已超百万,弹幕6000多条,最高全站日排行28名。

从标题就能看出

这人是利用疫情在家的时间研究出来的

在座的多少人

这段时间在家只顾着长肉了…

这则视频的作者,同时也是火箭的设计者,名叫刘上,就读于南京航空航天大学航天学院航空航天工程专业,刚结束大一的所有课程,视频中所有步骤都由他自主完成。

从他的视频简介中还能看到,他初中阶段的作品:无控火箭发射……(不知道为什么,我一巴掌拍向身边只会打手游,还半天上不了分的初中表弟)

下面进入看神仙时间

疫情期间上网课之余制作火箭

37个视频记录全过程

这枚火箭高约96cm,直径9.5cm,重3.1kg,不同部件用到了光固化树脂、电木、尼龙、PC塑料、碳纤维、不锈钢等材料,是刘上疫情期间在家中上网课之余制作的。

但早在去年10月,刘上已经有了这样的设想。

“当时看到国外知名的爱好者‘BPS.space’制作的姿态控制火箭,激发了灵感。不过最初的想法非常粗糙,有很多空白的知识点没有去了解。”

2019年10月19日,刘上通过自己的B站账号发布了第一个相关视频《小型矢量喷管姿态自稳固体火箭》,展示了作为固体火箭雏形的模型火箭的制作过程。

刘上介绍,这枚火箭他最初只打算做成简单的模型,所以在设计时并未考虑各种现实性因素,不过随着模型渐渐完成,便有了使用固体火箭发动机使这个模型飞起来的想法。

在视频的评论区中,刘上写道:

保持着这样的决心,在半年多的时间里,通过自学和与爱好者们交流,刘上点亮了机械设计、3D建模、发动机、燃料、编程、飞控算法、3D打印的“技能树”,才最终实现火箭的成功发射。

火箭研发过程展示

《模型小火箭发射》《小型火箭TVC推力矢量控制器》《固体火箭发动机地面试车失败》《自制碳纤维固体火箭发动机第七次测试取得圆满成功》……B站账号上的37个视频,记录了刘上一步一脚印的研制过程。

刘上B站的部分视频页面截图

“用半年的时间一步步做出来,看到火箭发射成功还是很有成就感的,但想的更多的还是如何改进。”刘上说,自己喜欢用相机把过程拍摄下来,记录下自己一步步攻克难关的不易。

最终成功的火箭牛在哪里?

“推力矢量控制(TVC)”“姿态控制”“模块化设计”“可重复使用”…这些都是这枚火箭的“牛”处所在。

火箭搭载了刘上自制的TVC发动机。发动机的喷口可以向不同方向偏转,只要稍稍改变方向,就可以保证火箭笔直升空。

这枚TVC发动机是刘上此次最满意的设计之一,在民间火箭爱好者的圈子里也是一个不小的突破。此外,发动机使用“c型”燃料内孔,推力平稳;自带起落架,无需发射架辅助便能起飞。

为火箭安装姿态控制系统,对刘上而言同样是全新的尝试。有了它,升空后的火箭会根据传感器收到的数据,在空中自动调整姿态。火箭还在空中完成了推力矢量和鸭翼控制的切换,全程无需遥控。

传感器记录的数据

成功的路上得众多好友相助

目标是用火箭送快递

在研制中

矢量发动机的部分是耗时最久的

近四个月尝试

刘上经历了数次失败

第一大难题便是发动机矢量喷口的设计,对这方面知识储备不足的刘上参考了很多图书,设计完成后,和朋友一同完成了推力矢量的流体仿真,最终的仿真结果与实验高度吻合。

“另一个是燃料问题,我对于燃料方面的了解不够深入。”刘上说。研制过程需要大量实验验证改进,火箭燃料的安全问题更是重中之重,不容许一点失误。“虽然有危险,但都是可控的。试验的时候会找无人的地方,提前找好掩体,备好灭火器,遥控点火。”

在6月份的发动机测试中,刘上接连发生两次失败。测试时,矢量控制系统已经成型,发动机上安装有矢量喷口、高速舵机等部件,成本很高。两次失败让刘上损失了上千元,也对他造成了不小的打击。经过一番调整,他和伙伴中燃料方面的高手不断讨论,最后通过调整配方、冷冻燃料表面等方法解决了问题。

网友评论

网友:太厉害了

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