我們都知道，火箭在發(fā)射之前要經(jīng)過多次反復(fù)的試驗(yàn)，今天小菲就給大家說下南加州大學(xué)火箭推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的Neil Tewksbury及其團(tuán)隊(duì)想把一枚火箭發(fā)射到太空所，通過使用FLIR T540對火箭部件反復(fù)試驗(yàn)過程進(jìn)行記錄，最終得到最佳效果的案例！

作為一場非官方國際大學(xué)太空競賽的一部分，Tewksbury和他的團(tuán)隊(duì)不僅想成為第一個成功發(fā)射火箭的團(tuán)隊(duì)，還想用完全由自己制造的部件組成的火箭達(dá)到海拔100公里（33萬英尺）的高度。他們每年只能制造一到兩枚火箭，所以在地面上測試組件對制造可行的火箭至關(guān)重要。

火箭發(fā)動機(jī)測試面臨的挑戰(zhàn)

作為申請從聯(lián)邦航空局（FAA）獲得發(fā)射窗口的一部分，Tewksbury需要驗(yàn)證他的太空發(fā)射火箭能否安全完成這次旅行，驗(yàn)證過程的一部分是在莫哈韋沙漠試驗(yàn)場進(jìn)行的。Tewksbury需要測試火箭發(fā)動機(jī)外殼熱保護(hù)系統(tǒng)的完整性以及碳酚醛噴嘴的設(shè)計(jì)。“我們必須保護(hù)這個箱子，因?yàn)樗翘祭w維，所以實(shí)際上它不能在高溫下存活”，Tewksbury解釋說。

“這種靜態(tài)火最大的新增加是噴嘴，我們用新材料、新工藝完全重新設(shè)計(jì)了噴嘴，”Tewksbury補(bǔ)充道。“我們想看看它的表現(xiàn)如何，因此在噴嘴上使用了一種特殊的燒蝕技術(shù)，希望能盡可能多地散發(fā)熱量，以保護(hù)我們的熱敏外殼”。被稱為“地面”和“旅行者”的Graveller II，是對地面火箭發(fā)動機(jī)的一次靜態(tài)測試。

在過去的靜態(tài)試驗(yàn)中，Tewksbury依靠熱電偶收集熱管理數(shù)據(jù)。雖然熱電偶可以提供特定的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，但他需要一個解決方案，以便收集更全面的數(shù)據(jù)進(jìn)行此測試。“我們真的想看看箱子上和噴嘴上是否有熱點(diǎn)，但目前只能使用有限數(shù)量的熱電偶，”Tewksbury說。

火箭試驗(yàn)數(shù)據(jù)詳細(xì)記錄

2018年2月17日，南加州大學(xué)火箭推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室成功測試了Graveler II，這是迄今為止成功發(fā)射的最大復(fù)合外殼業(yè)余火箭發(fā)動機(jī)。直徑8英寸（約20.3厘米），長80.5英寸（約2米）的R級固體火箭發(fā)動機(jī)的總脈沖推力為42,000磅/秒（約19噸/秒）。Graveler II在帶有碳酚醛噴嘴的碳環(huán)氧機(jī)殼中發(fā)射，所有這些都是由南加州大學(xué)的學(xué)生設(shè)計(jì)和制造的。

在測試之前，Tewksbury聯(lián)系了一位到訪教室討論紅外技術(shù)的FLIR代表，問他是否可以借一臺紅外熱像儀。最終，F(xiàn)LIR為測試提供一臺T540專業(yè)手持式熱像儀，Tewkesbury發(fā)現(xiàn)它非常直觀且易于使用。他只需要在FLIR-ResearchIR軟件上觀看一段簡短的教程視頻，就可以開始測試了。

Tewksbury想要使用熱像儀的主要原因是，如果設(shè)計(jì)失敗，則要進(jìn)行故障調(diào)查，F(xiàn)LIR T540可以很好將試驗(yàn)過程的數(shù)據(jù)詳細(xì)記錄。但試驗(yàn)完全成功，因此無需進(jìn)行失敗調(diào)查。“火箭運(yùn)轉(zhuǎn)得很好，我還獲得了一些有關(guān)熱防護(hù)系統(tǒng)如何管理熱量的有意義的數(shù)據(jù)。”
火箭發(fā)射后，Tewksbury繼續(xù)收集冷卻火箭上的熱數(shù)據(jù)。“燃燒幾分鐘后，您就能看到顆粒之間的界限。我們的發(fā)動機(jī)實(shí)際上是五到六塊推進(jìn)劑相互疊放在一起，稱為BATES顆粒，您實(shí)際上可以將顆粒之間的縫隙視為熱點(diǎn)。因此可以知道，我們可以量化熱量的傳遞方式。”

FLIR T540助力團(tuán)隊(duì)獲得發(fā)射窗口

有了這些成果，Tewksbury和他的團(tuán)隊(duì)即將從FAA獲得發(fā)射窗口，并有望到達(dá)內(nèi)華達(dá)州黑石市上方的Karman線（海拔100公里）發(fā)射。他們將與南加州大學(xué)的航空電子團(tuán)隊(duì)合作，該團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)飛行軟件，傳感器和降落傘的部署。“當(dāng)然，我們將降落在Karman防線的后面，然后在降落傘下向后退。”

FLIR T540專業(yè)紅外熱像儀

FLIR T540采用人體工學(xué)設(shè)計(jì)，分辨率高，能快速排查熱點(diǎn)、找出隱藏的故障并確認(rèn)維修結(jié)果。這款161,472（464×348）像素的紅外熱像儀配備明亮的4英寸液晶顯示屏和可180°旋轉(zhuǎn)的鏡頭平臺，因此您甚至能在難以觸及的區(qū)域輕松舒適地診斷電氣或機(jī)械問題。這款熱像儀內(nèi)置先進(jìn)的測量工具（如單觸式電平/跨度），采用激光輔助自動對焦技術(shù)，使您每次都能記錄精確的溫度測量值。

編輯：jq