小火箭改定向流量

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  当网友咨询玩这个的经费哪里来时,刘上说,其实整个制作下来总共就花了大几千块,并没有大家想象的那么多。

  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)

  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。

  “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。

  《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》……37个视频,记录了刘上一步一脚印的研制过程。

  “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。

  “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发动机小火箭改定向流量。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。

  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。

  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。

  “他涉及方面很多,摄影、视频制作、航模、穿越机花飞、火箭、外骨骼,什么都玩。”白澔烔这样形容刘上。平日在朋友眼中“不太爱说话”的他,总能对自己的作品侃侃而谈。

  得益于父母的大力支持,刘上能将更多的精力投入到兴趣上。平日里,刘上阅读的书籍全是自己搜集来的专业书,他的房间内也摆满了各类制作模型的设备和工具,刘上自己都觉得“有点走火入魔的感觉”。

  在刘上的房间里,贴着一张SpaceX的海报,SpaceX的创始人马斯克是刘上的偶像。初中时,刘上了解到SpaceX公司的可回收垂直起降的火箭,瞬间被吸引,加上对各类科幻电影的喜爱,都影响了刘上的研究方向。

  “我就是想搞点好玩炫酷、对社会有价值的东西出来。”在刘上看来,视频的爆红有因可循,“以前大家都觉得只有国外网友能玩火箭,所以在国内看到会觉得还蛮惊喜的。如果我能继续做成功,应该还是挺有鼓舞性的。”

  而在视频发布后,“BPS.space”也注意到了刘上的成果,“不可思议,这是非凡的作品!”对于这句评价,刘上感到自己的作品获得了认可。

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