上观新闻|所有步骤自主完成,00后大学生成功发射自制火箭!刚结束大一课程


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“倒计时开始
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发射!”
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“未来可期”“太强了 , 这才是后浪”“大一就把毕设做完了!”
近日 , 一条学生自制固体火箭成功发射的视频在哔哩哔哩视频网站(B站)上火了 。
不到一天的时间里 , 该视频播放量就达到41.6万 , 目前阅读量超过百万 , 有着超6000条弹幕留言 , 而在抖音中同时发布的视频 , 已收获800余万播放 。
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视频中 , 一枚拥有透明箭体、外形炫酷的火箭矗立在一片空地上等待发射 。 倒计时开始 , 发动机点火 , 火箭拖着尾烟升空 , 成为点缀在晚霞与圆月构成背景板上的一处明丽的光亮 。 随后火箭下落 , 降落伞成功打开 , 火箭顺利着陆并被回收 。
随后 , 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 。
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这则视频的作者、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 , 其中涉及的专业知识之多 , 令网友们大呼“真是专业大神!”
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疫情期间上网课之余制作火箭
37个视频记录全过程
“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 。
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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 。
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 。
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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 。
《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 。


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