转发:逐鹿太空,“火箭男孩”让台湾自制火箭登上国际舞台

文 号

846947

1 回复 / 500 浏览


太空来电(楼主) 12 天前 -2018-06-10 22:108469470楼

中学时老师要激励迷途不知道方向的少年,往往会放电影《十月的天空》,希望让学生从别人的太空追梦故事,得到人生启发。或许我们看完电影感动仍回荡心中,但同时也了解现实仍有很多难关要过,对未来仍旧有不确定性。但在台湾却有一群学生与老师,真的踏上了太空追梦的旅程,动手合作研发火箭,最终在 2014 年 3 月 24 日于屏东外海试射成功。整个过程就如同《十月的天空》一样令人热血沸腾,美商国际仪器公司(National Instruments, NI)也趁技术支持时,以镜头将整个研发过程记录下来,最后制作成台湾版的《十月的天空》。

pic

 台湾的火箭梦:前瞻火箭中心的 HTTP 火箭

台湾版的故事源起于一群早年到海外求学进而互相结识的学子,归国后虽然在各自的领域奋斗,却不忘年轻时共同拥有的太空梦,因缘际会下,并藉由太空中心的帮忙与多家企业及私人捐助,成立前瞻火箭研究中心(Advanced Rocket Research Center, ARRC),希望能集结全台各地的学校和研究单位,一同打造台湾的自制火箭,并期待未来能更上一层楼,用在商业太空飞行、承载小型卫星,以及气象数据观测上。

pic

 其中 HTTP 火箭计划是 ARRC 中最重要的一环,由新竹、台北、台南与屏东四个地方包括 30 位以上的教授、研究人员与硕博士生组成,2014 年试飞成功的火箭“HTTP-3S”,就是其第三代火箭,总长度 6.35 公尺、直径 0.4 公尺,是目前台湾学界所研发最大的混合式探空火箭。

pic

HTTP 火箭制作大解密

混合式火箭的燃料和氧化剂具有不同的物质状态,分别是固体和液体,等到火箭点火之后,两者才慢慢混合产生推力,推进火箭,它的优点是稳定,操作上也较安全,不像固态火箭容易爆炸,此外结构上又比液态火箭简单许多,成本也较低。

与前几代火箭相比,HTTP-3S 采用 N2O 作为氧化剂,注入具多丛集式涡流混合增强器的混合式引擎,使推力提升至 1,000 公斤级推力(比冲值达 250 秒),并可长时间燃烧,此技术居国际领先地位;同时各次系统技术也大幅提升,包括:分散式航电系统、两段侧开式降落伞系统、双频长距离遥传系统、分散式连网地面接收与即时互动显示系统、高端 GPS 接收机、数码式 IMU 感测器系统、流量伺服控系统、Yo-Yo 减滚机构、储存 N2O 的碳纤维缠绕大型压力容器、火箭复合材料结构体与大型探空火箭发射架系统(高达 13 公尺)等。

 

pic

 

pic

厂商的协力与支持

火箭的制作是复杂且庞大的工程,升空后资料监控与传输更是一大挑战,除了研究团队本身的技术能力,更仰赖许多企业的软硬件支持,NI 就扮演地面站系统和导航电脑的要角。

在双航电架构下,NI 嵌入式系统成为火箭的导航电脑,将火箭高速升空时的加速度、姿态、高度判断等资料截取,传送到地面站给工作人员,同时需要量测火箭舱压、确定燃料状态,并依照资料判断,提出降落伞开伞建议,让火箭可以开伞成功降落。而地面站的系统,则透过 LabVIEW 加上 sbRIO,把所有资料做一次完整的呈现,并让远在新竹的交大工作站接收火箭所回报的资讯,同时工程师可藉由 LabVIEW 的 Data Dashboard,在人机界面上即时读取所需资料,做资料分析及判断。

https://youtube.com/watch?v=bOwMrSjmA1g

火箭材料大多属于管制品,不是那么好取得,因此 HTTP 小组若无法从岛内采购所需物件,就得自己动手制作,这也让 HTTP 成为一个名符其实“Made in Taiwan”的火箭。在制作上,瑞领科技协助制作无法采购的特规品,宏升营造则是协助大型探空火箭发射架系统的施工;其他厂商则有经纬资讯提供试射时的空拍影像,台洪中心提供气象观测数据。

HTTP-3S 火箭虽然只是为了测式火箭发射技术而试射,但从中得到的宝贵经验,无非是为了提供数据给 2015 年试射的双节式大型探空火箭 HTTP-3,做为设计上改良的依据。

pic

 

pic

 

pic

 逐鹿太空,从政府到企业

若说二十世纪的太空任务是列强展示各国武力的竞赛擂台,那二十一世纪的太空任务就是跨国企业的技术伸展台。从美国 NASA 与苏联太空中心的对抗,到全球航太科技的重心转移至企业,每个时代的太空计划都有各自的使命,也都承载着当代人的梦想。虽然台湾不是航太技术研发重镇,但在学生、老师的积极投入,并结合 NI 与学校合作推广的“Do Engineering”,目前 HTTP 所展现的技术已经超越国际学界,并朝下一个目标迈进,《十月的天空》的剧情将在台湾小镇继续感动人心。

pic

▲ 预计明年初要发射的 HTTP-3 正在实作和测试,图为火箭航空电脑系统测试情形。

火箭发射架的研制

pic

 发射架装箭

pic

 一个小火箭的测试

pic

 成功回收

pic

感谢太空中心郑竣吉先生协助本文完成。

本文来源:科技新报 (Technews Inc.),太空来电略有编辑,图片不分先后,详情请访问前瞻火箭研究中心FaceBook粉丝页

[修改于 12 天前 - 2018-06-10 22:24:17]


apww10 天前 -2018-06-12 07:238469721楼

台湾的十月的天空,赞一个~!



返回喷气推进
返回本页顶部

想参与大家的讨论?现在就 登录 或者 注册


nkc production server  https://github.com/kccd/nkc.git

科创研究院 (c)2001-2018

蜀ICP备11004945号-2 川公网安备51010802000058号