臺灣自製!HTTP-3S探空火箭升空

四月 30, 2014
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圖片由美商國家儀器(NI)提供。


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圖片由美商國家儀器(NI)提供。

HTTP-3S探空火箭在今年3月底成功發射!由國內具規模的跨校探空火箭團隊──包含來自新竹、臺北、臺南與屏東四個地方地區的教授、研究人員與超過30名的碩博士生共同組成──的前瞻火箭研究中心(ARRC)團隊所製作。

藉由私人與企業捐款,「前瞻火箭研究中心」(Advanced Rocket Research CenterARRC,於2012年在交通大學成立,由交通大學機械工程系的吳宗信教授擔任中心主任。其他主要成員還有同系的陳宗麟教授、臺北科技大學電子工程學系林信標教授、成功大學工程科學系何明字教授、屏東科技大學車輛工程學系胡惠文教授、太空中心陳彥升資深研究員、銘傳大學余仁朋教授、海洋大學黃俊誠教授與中央大學張起維教授。

ARRC團隊2010年發射的第一支火箭HTTP-1至今,經過無數次跨校的嚴謹模擬、數不清的討論和修改。要製作出一支火箭須要有通訊、電控、結構、推進、熱控等專業的工程技術輔助,ARRC團隊藉由跨校合作延攬人才,成功達成目標。

火箭系統技術再升級

這次發射升空的HTTP-3S探空火箭總長為6.35公尺、直徑0.4公尺,採用大量複合材料與輕合金來控制火箭的重量,團隊還研發出大尺寸碳纖維纏繞技術,來製作出火箭大型壓力容器與發動機外殼。他們使用N2O當氧化劑然後注入具多叢集式渦流混合增強器的混合式引擎的方式,能夠將火箭的推力提昇至1000公斤級推力(比衝值達250秒),並可長時間燃燒。而火箭所使用的分散式航電系統、兩段側開式降落傘系統、雙頻長距離遙傳系統、分散式連網地面接收與即時互動顯示系統、GPS接收機、數位式IMU感測器系統等次系統技術也大幅提升。

即時分析與資料統整

火箭除了要能夠升空,還要能夠在高速環境下截取資料。這時就要靠航電系統、導航系統,以及各地面站資料的傳輸系統了。ARRC團隊使用的導航電腦系統是美商國家儀器(NI)的嵌入式系統,能夠將火箭高速升空時所截取到的加速度、姿態、高度判斷等資料截取並傳送到地面站給工作人員,同時量測火箭艙壓、確定燃料狀態,並依照資料判斷,提出降落傘開傘建議,讓火箭可以開傘成功降落。

地面站的系統則用LabVIEW加上sbRIO,一次呈現所有資料。還能讓每個工程師在人機介面上即時讀取所需資料,進行資料分析及判斷。此外,任務中還結合了 Google Earth,即時呈現火箭軌跡。


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圖片由美商國家儀器(NI)提供。

持續朝太空前進

HTTP系列火箭展現出臺灣高度的技術潛力,這次發射的目的除了測試各項重要次系統在高速飛行時的各項功能外,也一邊演練發射場的安全操作程序,為預計在年底發射雙節式大型探空火箭做準備。

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