南航學(xué)生自制火箭成功發(fā)射并回收，過(guò)程中遇到過(guò)哪些難點(diǎn)?

“推力矢量控制（TVC）”“姿態(tài)控制”“模塊化設(shè)計(jì)”“可重復(fù)使用”……這些都是這枚火箭的“牛”處所在。火箭搭載了劉上自制的TVC發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)的噴口可以向不同方向偏轉(zhuǎn)，只要稍稍改變方向，就可以保證火箭筆直升空。這枚TVC發(fā)動(dòng)機(jī)是劉上此次最滿(mǎn)意的設(shè)計(jì)之一，這在民間火箭愛(ài)好者的圈子里也是一個(gè)不小的突破。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)使用“c型”燃料內(nèi)孔，推力平穩(wěn)；自帶起落架，無(wú)需發(fā)射架輔助便能起飛。

為火箭安裝姿態(tài)控制系統(tǒng)對(duì)劉上而言同樣是一次全新的嘗試。有了它，升空后的火箭會(huì)根據(jù)傳感器收到的數(shù)據(jù)，在空中自動(dòng)調(diào)整姿態(tài)?；鸺€在空中完成了推力矢量和鴨翼控制的切換，全程無(wú)需遙控。

近日，一條學(xué)生自制固體火箭成功發(fā)射的視頻在視頻網(wǎng)站上火了。不到一天的時(shí)間里，該視頻播放量就達(dá)到41.6萬(wàn)，目前閱讀量超過(guò)百萬(wàn)，有著超6000條彈幕留言。

視頻中，一枚擁有透明箭體、外形炫酷的火箭矗立在一片空地上等待發(fā)射。倒計(jì)時(shí)開(kāi)始，發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，火箭拖著尾煙升空，火箭升空飛行190米，隨后下落，降落傘成功打開(kāi)，火箭順利著陸并被回收。隨后，視頻完整展現(xiàn)了一枚火箭從自主設(shè)計(jì)，到流體仿真、制造、測(cè)試、控制，并最終發(fā)射和回收的全過(guò)程。

火箭搭載了劉上自制的TVC發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)的噴口可以向不同方向偏轉(zhuǎn)，只要稍稍改變方向，就可以保證火箭筆直升空。這枚TVC發(fā)動(dòng)機(jī)是劉上此次最滿(mǎn)意的設(shè)計(jì)之一，在民間火箭愛(ài)好者的圈子里也是一個(gè)不小的突破。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)使用“c型”燃料內(nèi)孔，推力平穩(wěn)；自帶起落架，無(wú)需發(fā)射架輔助便能起飛。

這枚火箭高約96cm，直徑9.5cm，重3.1kg，不同部件用到了光固化樹(shù)脂、電木、尼龍、PC塑料、碳纖維、不銹鋼等材料，是劉上疫情期間在家中上網(wǎng)課之余制作的。但早在去年10月，劉上已經(jīng)有了這樣的設(shè)想?！爱?dāng)時(shí)看到國(guó)外知名的愛(ài)好者‘BPS.space’制作的姿態(tài)控制火箭，激發(fā)了靈感。不過(guò)最初的想法非常粗糙，有很多空白的知識(shí)點(diǎn)沒(méi)有去了解?！?/p>

在研制中，矢量發(fā)動(dòng)機(jī)的部分是耗時(shí)最久的。近四個(gè)月嘗試，劉上經(jīng)歷了數(shù)次失敗。

第一大難題便是發(fā)動(dòng)機(jī)矢量噴口的設(shè)計(jì)，對(duì)這方面知識(shí)儲(chǔ)備不足的劉上參考了很多圖書(shū)，設(shè)計(jì)完成后，和朋友一同完成了推力矢量的流體仿真，最終的仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)高度吻合。

另一個(gè)是燃料問(wèn)題，我對(duì)于燃料方面的了解不夠深入。”劉上說(shuō)。研制過(guò)程需要大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證改進(jìn)，火箭燃料的安全問(wèn)題更是重中之重，不容許一點(diǎn)失誤。試驗(yàn)的時(shí)候會(huì)找無(wú)人的地方，提前找好掩體，備好滅火器，遙控點(diǎn)火。雖然有危險(xiǎn)，但都是可控的。