B站小伙教你十分鐘學(xué)會研發(fā)火箭,看完只會喊牛

大數(shù)據(jù)文摘轉(zhuǎn)載自學(xué)術(shù)頭條

朋友，想要自己制造火箭嗎？會發(fā)射的那種。

雖然聽起來有些異想天開，但有人真的做到了。

近日，UP主 @LShang001 在 B站發(fā)布了名為《小型反推垂直回收火箭研發(fā)制造與發(fā)射》的視頻解說，只需不到十分鐘，你即可掌握UP主用兩年時(shí)間潛心研發(fā)的火箭制造與發(fā)射全套流程 膜拜大佬的創(chuàng)世之作，感受自己和大神的云泥之別。

教程開始前，先來簡單介紹一下我們老師-UP 主 @LShang001：他就讀于南京航空航天大學(xué)，是一名大二本科生。

2020 年疫情期間，他利用上網(wǎng)課的間隙，開始了火箭制造之路，并在 B 站同步記錄研發(fā)制造的整體過程。

2020 年 8 月 6 日，他發(fā)布了大一階段的收官之作，疫情在家半年的成果-自制的矢量噴管TVC姿態(tài)控制傘降回收固體火箭，并在視頻中展示了它成功發(fā)射的過程。

時(shí)隔一年，他又帶著他的升級作品——小型反推垂直回收火箭回來了！

視頻記錄得十分詳盡，看得出來up主有在試圖教會大家如何制造火箭。。

小編反復(fù)鉆研視頻教程，得出結(jié)論：要想開始制造火箭，第一步十分關(guān)鍵！那就是擁有一個聰明的腦殼！

接著就可以開始考慮制造火箭了。

放上本次 UP 主發(fā)布的量噴管 TVC 姿態(tài)控制傘降回收固體火箭的主要結(jié)構(gòu)圖，讓大家先有一個簡單直觀的概念。

知道了這些主要結(jié)構(gòu)之后，老師為大家展示了各個部件的研發(fā)過程，請睜大你的小眼睛，仔細(xì)觀看。

第一部分：CF-20-44 發(fā)動機(jī)

此發(fā)動機(jī)采用了 C 型截面裝藥，它的特點(diǎn)是推理穩(wěn)定、加工方便、燃燒余藥少。

發(fā)動機(jī)內(nèi)彈道仿真。這是發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，提供的推理、流量等一系列性能參數(shù)是飛行器總體進(jìn)行射程計(jì)算、散布分析及導(dǎo)彈姿態(tài)控制的重要依據(jù)。

推力曲線仿真，確保發(fā)動機(jī)是否可以正常推行。

第二部分：推力矢量控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)可以全向擺動，最大推理偏向角為 15°，不控制無推力損失，可保證推力最大化利用。

第三部分：推力矢量控制試車

第四部分：航電及飛控系統(tǒng)

第五部分：組合導(dǎo)航算法

使用了捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（SINS）和全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）的松組合。

捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)（SINS）是在平臺式慣導(dǎo)系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，它是一種無框架系統(tǒng)，由三個速率陀螺、三個線加速度計(jì)和微型計(jì)算機(jī)組成。

全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也叫全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System，GNSS），是能在地球表面或近地空間的任何地點(diǎn)為用戶提供全天候的3維坐標(biāo)和速度以及時(shí)間信息的空基無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。包括一個或多個衛(wèi)星星座及其支持特定工作所需的增強(qiáng)系統(tǒng)。

捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)（SINS）利用陀螺儀、加速度計(jì)等慣性器件進(jìn)行目標(biāo)的位置、速度估計(jì)，其缺點(diǎn)是誤差隨時(shí)間累積。全球定位系統(tǒng)（GPS）定位和測速精度較高，然而其信號有可能中斷或受干擾，造成短時(shí)間無法正常使用的情況，因此，將 SINS 與 GPS 進(jìn)行優(yōu)勢互補(bǔ)，即組成組合導(dǎo)航系統(tǒng)。

松組合導(dǎo)航系統(tǒng)是一種相對簡單的組合方式，在該方式下，GPS 與 SINS 各自獨(dú)立工作，最終將兩者數(shù)據(jù)融合，用于修正 SINS 系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)，最終給出較好的導(dǎo)航估計(jì)結(jié)果。

本項(xiàng)目采用卡爾曼濾波進(jìn)行組合，用 GNSS 和慣導(dǎo)輸出的位置和速度信息差值作為量測值，經(jīng)卡爾曼濾波，估計(jì)慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差，然后對慣導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行校正。

第六部分：相對垂直高度解算測試

初步嘗試中，慣導(dǎo)和氣壓計(jì)的融合有些許的偏差。

使用卡爾曼濾波對慣導(dǎo)與氣壓計(jì)融合，氣壓計(jì)測量噪聲與延遲得到顯著改善。

在該部分進(jìn)一步制作火箭著陸反推減速發(fā)動機(jī)，通過對四個噴管擺角獨(dú)立進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對和推力矢量大小及方向的控制。

第七部分：反推發(fā)動機(jī)裸機(jī)試車

第八部分：反推發(fā)動機(jī)推力測試

??

這一系列神乎其神 嚴(yán)謹(jǐn)有序的操作下來，火箭的組裝工作就算完成了。

第九部分：火箭發(fā)射（小編終于能看懂的一步）

在視頻結(jié)尾老師表示：由于控制算法不成熟，反推回收系統(tǒng)工作異常，啟動了緊急備用降落傘。現(xiàn)已完成火箭修復(fù)翻新工作，將對軟件算法改進(jìn)優(yōu)化后再次發(fā)射。各位欲進(jìn)一步學(xué)習(xí)的同學(xué)，請持續(xù)關(guān)注老師 B 站的視頻更新。

由于 @LShang001 的這條視頻實(shí)在精彩，引來了諸多大佬和官方球的評論點(diǎn)贊。在 2020 年的視頻發(fā)布后，江蘇衛(wèi)視就對其進(jìn)行了報(bào)道，同時(shí)也成為共青團(tuán)大大的重點(diǎn)關(guān)注對象。

不僅如此，評論區(qū)也有很多熱心群眾大佬和我們的 @LShang001 老師進(jìn)行了專業(yè)知識方面的友好交流。

果然是高手在民間。

也有關(guān)心老師下一步計(jì)劃的。

當(dāng)然最多的彈幕和評論還是你我共同的心聲：

沒錯，我們都是只會喊牛x 的渣渣罷了，雖然看不懂，但不妨礙我大受震驚。

寫在最后

少年強(qiáng)則中國強(qiáng)。

B站上像 @LShang001 一樣優(yōu)秀的硬核極客大神還有很多，例如大家膜拜的稚暉君、老師好我叫何同學(xué)等等。

而正如 @LShang001的個人簡介所說：始于夢想，基于創(chuàng)新，成于實(shí)干。讓我們看到了新青年有理想、有能力、有學(xué)識、有沖勁的模樣，也讓我們看到祖國未來的棟梁之材正在以他們的方式在努力著。

與此同時(shí)，他們也是一顆火種，埋在了新一代青少年的心中。也許會有很多人受到他們的鼓舞，也走向了科技振興的道路。亦或者他們這種鉆研的精神，感染了很多人，潛移默化的影響他們在其他的行業(yè)發(fā)光發(fā)熱。火種代代相傳，會將成為科技強(qiáng)國的無形推手，滾滾前行。

很多人里，也許有你也許有我。比你優(yōu)秀的人都在努力，你還有什么理由摸魚。不說了，小編要升華自己的摸魚方式，看書學(xué)習(xí)去了。

如果各位讀者老爺也大為震撼，請給個贊和在看吧，也一定要移步B站給UP個三連。留下你想對 UP 主 @LShang001提問的問題，說不定閱讀過1w，我們會沖一個 UP 專訪呢？

參考鏈接：
https://baike.baidu.com/item/%E5%85%A8%E7%90%83%E5%8D%AB%E6%98%9F%E5%AF%BC%E8%88%AA%E7%B3%BB%E7%BB%9F/3395723?fr=aladdin

https://baike.baidu.com/item/%E5%85%A8%E7%90%83%E5%8D%AB%E6%98%9F%E5%AF%BC%E8%88%AA%E7%B3%BB%E7%BB%9F/3395723?fr=aladdin

https://baike.baidu.com/item/%E5%85%A8%E7%90%83%E5%8D%AB%E6%98%9F%E5%AF%BC%E8%88%AA%E7%B3%BB%E7%BB%9F/3395723?fr=aladdin
https://baike.baidu.com/item/%E5%85%A8%E7%90%83%E5%8D%AB%E6%98%9F%E5%AF%BC%E8%88%AA%E7%B3%BB%E7%BB%9F/3395723?fr=aladdin