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中國(guó)科商網(wǎng)
南京大一男生自制火箭發(fā)射成功并回收
發(fā)布日期: 2020-08-12 11:24:58 來(lái)源: 中新社微信公眾號(hào)

疫情期間,宅在家里的你

都忙了什么,有哪些收獲

是解鎖了一些新技能

還是默默地長(zhǎng)了十五斤肉

在南京,有位大一男生

選擇在這段特殊時(shí)期

自制火箭發(fā)射成功并回收

他錄制的視頻在網(wǎng)上火了之后

不少網(wǎng)友紛紛感慨

“未來(lái)可期”

“太強(qiáng)了,這才是后浪”

視頻中

一枚擁有透明箭體

外形炫酷的火箭

矗立在一片空地上等待發(fā)射

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倒計(jì)時(shí)開(kāi)始

3

2

1

發(fā)射

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發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火

火箭拖著尾煙升空

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網(wǎng)友滿(mǎn)屏的“驚喜”“驚嘆”

隨著視頻上的彈幕的滾動(dòng)

不斷地向外傳遞著

隨后火箭下落

降落傘成功打開(kāi)

火箭順利著陸并被回收

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視頻完整展現(xiàn)了

一枚火箭從自主設(shè)計(jì)

到流體仿真、制造

測(cè)試、控制

并最終發(fā)射和回收的全過(guò)程

火箭背后的故事

近日,這條名為《疫情在家耗時(shí)半年自制一枚矢量噴管TVC姿態(tài)控制傘降回收固體火箭 (成功發(fā)射-回收)》的視頻在網(wǎng)上火了。

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不到一天的時(shí)間里,該視頻播放量就達(dá)到41.6萬(wàn),目前閱讀量超過(guò)百萬(wàn),有著超6000條彈幕留言。

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這則視頻的作者、火箭的設(shè)計(jì)者名叫劉上,就讀于南京航空航天大學(xué)航天學(xué)院航空航天工程專(zhuān)業(yè),剛結(jié)束大一的所有課程。

視頻中所有步驟都由他自主完成,其中涉及的專(zhuān)業(yè)知識(shí)之多,令網(wǎng)友們大呼“真是專(zhuān)業(yè)大神!”

2019年10月19日,劉上在網(wǎng)上發(fā)布了第一個(gè)相關(guān)視頻《小型矢量噴管姿態(tài)自穩(wěn)固體火箭》,展示了作為固體火箭雛形的模型火箭的制作過(guò)程。

劉上介紹,這枚火箭他最初只打算做成簡(jiǎn)單的模型,所以在設(shè)計(jì)時(shí)并未考慮各種現(xiàn)實(shí)性因素,不過(guò)隨著模型漸漸完成,便有了使用固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)使這個(gè)模型飛起來(lái)的想法。

在視頻的評(píng)論區(qū)中,劉上寫(xiě)道:“這個(gè)項(xiàng)目我會(huì)持續(xù)地做下去,這是一個(gè)充滿(mǎn)著困難與挑戰(zhàn)的過(guò)程,同時(shí)也是一個(gè)長(zhǎng)久的過(guò)程,需要我不斷地去學(xué)習(xí)、不斷地去探索、不斷地去嘗試,但只要我一直堅(jiān)持下去,說(shuō)不定哪天就成功了。”

保持著這樣的決心,在半年多的時(shí)間里,通過(guò)自學(xué)和與愛(ài)好者們交流,劉上點(diǎn)亮了機(jī)械設(shè)計(jì)、3D建模、發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料、編程、飛控算法、3D打印的“技能樹(shù)”,才最終實(shí)現(xiàn)火箭的成功發(fā)射。

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劉上發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)上的部分視頻。

《模型小火箭發(fā)射》《小型火箭TVC推力矢量控制器》《固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)地面試車(chē)失敗》《自制碳纖維固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)第七次測(cè)試取得圓滿(mǎn)成功》……網(wǎng)絡(luò)上的37個(gè)視頻,記錄了劉上一步一腳印的研制過(guò)程。

“用半年的時(shí)間一步步做出來(lái),看到火箭發(fā)射成功還是很有成就感的,但想的更多的還是如何改進(jìn)。”劉上說(shuō)自己喜歡用相機(jī)把過(guò)程拍攝下來(lái),記錄下自己一步步攻克難關(guān)的不易。

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火箭研發(fā)過(guò)程展示。受訪者供圖

在研制中,矢量發(fā)動(dòng)機(jī)的部分是耗時(shí)最久的。近四個(gè)月嘗試,劉上經(jīng)歷了數(shù)次失敗。

第一大難題便是發(fā)動(dòng)機(jī)矢量噴口的設(shè)計(jì),對(duì)這方面知識(shí)儲(chǔ)備不足的劉上參考了很多圖書(shū),設(shè)計(jì)完成后,和朋友一同完成了推力矢量的流體仿真,最終的仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)高度吻合。

“另一個(gè)是燃料問(wèn)題,我對(duì)于燃料方面的了解不夠深入。”劉上說(shuō)。研制過(guò)程需要大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證改進(jìn),火箭燃料的安全問(wèn)題更是重中之重,不容許一點(diǎn)失誤。“雖然有危險(xiǎn),但都是可控的。試驗(yàn)的時(shí)候會(huì)找無(wú)人的地方,提前找好掩體,備好滅火器,遙控點(diǎn)火。”

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發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試。受訪者供圖

在6月份的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試中,劉上接連發(fā)生兩次失敗。測(cè)試時(shí),矢量控制系統(tǒng)已經(jīng)成型,發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝有矢量噴口、高速舵機(jī)等部件,成本很高。兩次失敗讓劉上損失了上千元,也對(duì)他造成了不小的打擊。

經(jīng)過(guò)一番調(diào)整,他和伙伴中燃料方面的高手不斷討論,最后通過(guò)調(diào)整配方、冷凍燃料表面等方法解決了問(wèn)題。

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火箭各模塊。受訪者供圖

“這枚火箭還沒(méi)有達(dá)到最高的性能。”劉上表示,通過(guò)安裝在火箭上的傳感器和定位模塊,他采集到了本次飛行的各類(lèi)數(shù)據(jù),將繼續(xù)改進(jìn)程序算法。

“我的最終目標(biāo)是用火箭送快遞,”劉上介紹,裝載著貨物的火箭“快遞員”會(huì)精準(zhǔn)地射向目的地,并在到達(dá)后通過(guò)減速發(fā)動(dòng)機(jī)安全軟著陸。

為此,劉上確定了三步走的研發(fā)策略:“姿態(tài)控制、飛行軌跡控制、定點(diǎn)軟著陸。”

早在初中時(shí),劉上就已發(fā)射過(guò)自制火箭,并用自制的無(wú)人機(jī)航拍。平日在朋友眼中“不太愛(ài)說(shuō)話(huà)”的他,總能對(duì)自己的作品侃侃而談。

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劉上的房間。受訪者供圖

得益于父母的大力支持,劉上能將更多的精力投入到興趣上。

平日里,劉上閱讀的書(shū)籍全是自己搜集來(lái)的專(zhuān)業(yè)書(shū),他的房間內(nèi)也擺滿(mǎn)了各類(lèi)制作模型的設(shè)備和工具,劉上自己都覺(jué)得“有點(diǎn)走火入魔的感覺(jué)”。

“與其他大一新生的微信朋友圈’畫(huà)風(fēng)’不同,他的朋友圈記錄了他在航天道路上的每一步成長(zhǎng)。”劉上的本科生導(dǎo)師、航天學(xué)院副院長(zhǎng)朱旭東對(duì)劉上有很深的印象。朱旭東說(shuō)。“了解到他在航天科創(chuàng)方面的熱情后,學(xué)院聯(lián)系了相關(guān)領(lǐng)域的教授對(duì)他進(jìn)行科創(chuàng)指導(dǎo)。”

2014年,還在上初中的劉上曾寫(xiě)下:“我覺(jué)得最吸引我的東西是航模、火箭、化學(xué)。”

7年里,他一直堅(jiān)持著自己的熱愛(ài)。“我的興趣好像沒(méi)有起源,追求一直沒(méi)斷,今后希望將熱愛(ài)變成事業(yè)。”

網(wǎng)友這么評(píng)價(jià)

@猴子老板

作為同學(xué)和網(wǎng)友,從去年開(kāi)始見(jiàn)證了制作歷程。最初的原型機(jī)是去年國(guó)慶完成的,到現(xiàn)在成功發(fā)射,一步一步實(shí)屬不易。

研發(fā)工作量巨大,我有幸?guī)土诵┬∶⑴c其中,深知整個(gè)研究過(guò)程的不容易。通過(guò)長(zhǎng)期的研究、學(xué)習(xí)攻關(guān),最終在前些日子成功發(fā)射,具有非凡的意義。

@我們的太空

未來(lái)可期,未來(lái)可期。

@isolation小強(qiáng)

大佬的大一

@動(dòng)物們的世界

這不能叫“后浪”,這是海嘯啊!

關(guān)鍵詞: 火箭

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