南極熊導讀:有人用消費級的FDM 3D打印機“手搓”制導RPG火箭筒。請中國人不要玩火。
2026年3月26日,南極熊獲悉,洛杉磯山谷學院學生Alisher Khojayev近日發布了一款低成本發射器與制導火箭筒的概念驗證原型。主要采用消費級電子產品和3D打印組件,整套硬件的3D打印成本約為96美元(約合661人民幣)。目前,他已將測試視頻上傳至YouTube,相關代碼也已發布在GitHub上。Khojayev將這個系統描述為一個實驗性平臺,核心包括折疊翼穩定火箭、機載遙測系統及獨立的攝像頭節點跟蹤系統。
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△Alisher Khojayev正在測試一款低成本發射器與制導火箭系統的概念驗證原型
Alisher表示,發射器會創建一個Wi-Fi網絡連接到他的電腦,使他能夠監控遙測數據,包括系統狀態、橫滾角、橫滾速率和舵機響應。主開關為發射器供電,第二個開關則通過激活火箭內部電池來啟動火箭。此時,機載慣性測量單元會測量火箭相對于地面的橫滾姿態,并將它與校準后的姿態數據進行比較,從而使尾翼控制邏輯能夠在軟件中進行調整。發射器和火箭之間的通信在發射前通過臍帶電纜連接完成。
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火箭筒的控制由機載ESP32微控制器和MPU6050慣性測量單元(IMU)共同完成,后者可在飛行過程中提供姿態和角速度數據。發射器電子設備也基于ESP32構建,包括用于航向的QMC5883L羅盤、用于定位的Neo-6M GPS模塊以及用于高度估算的BMP180氣壓傳感器。控制面通過比例微分控制回路進行穩定。視頻中,他還提到設計過程始于OpenRocket,這是一款開源火箭仿真工具,用于評估氣動特性,包括壓力中心、重心和整體飛行穩定性;之后,機械組件才在Autodesk的計算機輔助設計軟件Fusion 360中建模。
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△3D打印制導火箭原型機的內部結構布局
在這個項目中,值得注意的是,大多數結構部件采用消費級3D打印機以及PLA材料制造。組裝過程中使用了加熱螺紋嵌件、機螺釘和由鋼琴絲制成的定制扭簧。在開發過程中,針對折疊翼機構進行了多次設計迭代測試,直至系統運行穩定。GitHub文檔將這個項目描述為機械設計、電子集成和測試迭代的成果。Khojayev還提到,在將發動機與火箭彈體集成之前,進行了多次靜態燃燒測試。
相關代碼庫概述了一種分布式相機節點系統,此系統利用多個低成本單元提供空間三角測量,并比單個傳感器覆蓋范圍更廣。該系統旨在生成目標的實時XYZ坐標并傳輸到發射器,在發射器上,這些坐標將與機載GPS和羅盤數據進行比較。
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△原型火箭系統的3D打印結構部件和電子元件
牛X的消費級3D打印案例
Alisher的項目展示了消費級桌面制造系統在航天原型研發中的潛力,這一趨勢在其它領域也已得到驗證。例如,汽車博主Mike Lake利用多臺智能派Elegoo公司的Neptune 4 Pro熔融沉積成型(FDM)打印機,制造了保時捷992 GT3 RS的非結構性車身面板。其中,單個前翼子板耗時55小時完成打印,并通過分割處理與玻璃纖維背襯加固,實現了所需的剛性結構。
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△采用拓竹Bambu Lab H2D制造的音速無人機
高速無人機研發也同樣依賴消費級3D打印技術。Luke Maximobell父子團隊使用拓竹科技的桌面H2D雙噴頭3D打印機,采用PETG、PA6-CF和TPU三種材料進行針對性優化,制造出Peregreen V4無人機機身,實現了657公里/小時的平均飛行速度,并完成了多次破紀錄嘗試。
這些案例進一步展示,現代桌面增材制造平臺已經能夠支持復雜系統的迭代開發,即便涉及熱應力、空氣動力學載荷及多材料結構,也無需依賴工業級制造設備,為快速原型和創新設計提供了更低門檻的解決方案。
通知:南極熊近期現場采訪了超100家3D打印廠商,視頻已經發布視頻號,敬請掛看,干貨信息非常多。
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