SpaceX 用了多年时间才成功实现了其可重复使用的猎鹰 9 号火箭的首次垂直着陆。此后,模型火箭设计者们试图重现这一壮举——Joe Barnard 的 BPS.space 在 7 年工作后于 2022 年完成了这一里程碑。然而,最新的实现垂直着陆的 模型 来自一位高中生。
在 7 月 5 日由其公司 JRD Propulsion 在 YouTube 上传的一段 视频 中,Kapoor 描述了他从 2021 年 8 月开始设计一款能够进行推进式着陆的模型火箭。经过三年的“开发、测试和多次失败”,据报道,在 5 月 25 日的四次发射尝试后,一切终于成功了。
与 Barnard 的版本不同,Aryan Kapoor 的火箭也是原创设计,而非 SpaceX 的比例复制品。正如 Hackaday 指出的那样,Kapoor 的模型依赖于堆叠的两个固体推进发动机——一个用于起飞,一个用于下降和软着陆。Kapoor 火箭最引人注目的方面之一是其整体设计,它摒弃了稳定性尾翼,转而使用 3D 打印的万向节支架来实现推力矢量控制。两个伺服电机的加入允许堆叠在两个方向上进行加减 7 度的偏转。所有这些都通过定制的计算机阵列、惯性测量单元和气压高度计进行控制。在视频中,Kapoor 表示,创建数千行软件代码是他多年试错过程中“迄今为止”最复杂的一步。
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成功起飞后,高度计会告知火箭的计算机何时弹出第一个推进剂,并切换到第二个发动机进行受控下降。为了成功着陆,Kapoor 为其安装了比标准模型长得多的支腿——并进行了一些创造性的改造。每条支腿都安装了经过改装的注射器和橡皮筋,用作减震器,使火箭能够进一步缓冲着陆。
有趣的是,尽管存在一些内部问题,Kapoor 的火箭还是实现了首次成功着陆。在其上升过程中,系统未能弹出第一个已用完的推进剂堆,这在受控下降过程中增加了额外的非预期重量。这导致模型在首次触地后,其弹簧支腿将其轻轻弹回,技术上意味着它着陆了两次——而不是一次。