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          未来可期!大一学生自制火箭成功发射并回收

          2020-08-13 14:56:31来源:中新社微信公众号  

          疫情期间,宅在家里的你

          都忙了什么,有哪些收获

          是解锁了一些新技能

          还是默默地长了十五斤肉

          在南京,有位大一男生

          选择在这段特殊时期

          自制火箭发射成功并回收

          他录制的视频在网上火了之后

          不少网友纷纷感慨

          “未来可期”

          “太强了,这才是后浪”

          视频中

          一枚拥有透明箭体

          外形炫酷的火箭

          矗立在一片空地上等待发射

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          倒计时开始

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          发射

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          发动机点火

          火箭拖着尾烟升空

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          网友满屏的“惊喜”“惊叹”

          随着视频上的弹幕的滚动

          不断地向外传递着

          随后火箭下落

          降落伞成功打开

          火箭顺利着陆并被回收

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          视频完整展现了

          一枚火箭从自主设计

          到流体仿真、制造

          测试、控制

          并最终发射和回收的全过程

          火箭背后的故事

          近日,这条名为《疫情在家耗时半年自制一枚矢量喷管TVC姿态控制伞降回收固体火箭 (成功发射-回收)》的视频在网上火了。

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          不到一天的时间里,该视频播放量就达到41.6万,目前阅读量超过百万,有着超6000条弹幕留言。

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          这则视频的作者、火箭的设计者名叫刘上,就读于南京航空航天大学航天学院航空航天工程专业,刚结束大一的所有课程。

          视频中所有步骤都由他自主完成,其中涉及的专业知识之多,令网友们大呼“真是专业大神!”

          2019年10月19日,刘上在网上发布了第一个相关视频《小型矢量喷管姿态自稳固体火箭》,展示了作为固体火箭雏形的模型火箭的制作过程。

          刘上介绍,这枚火箭他最初只打算做成简单的模型,所以在设计时并未考虑各种现实性因素,不过随着模型渐渐完成,便有了使用固体火箭发动机使这个模型飞起来的想法。

          在视频的评论区中,刘上写道:“这个项目我会持续地做下去,这是一个充满着困难与挑战的过程,同时也是一个长久的过程,需要我不断地去学习、不断地去探索、不断地去尝试,但只要我一直坚持下去,说不定哪天就成功了。”

          保持着这样的决心,在半年多的时间里,通过自学和与爱好者们交流,刘上点亮了机械设计、3D建模、发动机、燃料、编程、飞控算法、3D打印的“技能树”,才最终实现火箭的成功发射。

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          刘上发布在网络上的部分视频。

          《模型小火箭发射》《小型火箭TVC推力矢量控制器》《固体火箭发动机地面试车失败》《自制碳纤维固体火箭发动机第七次测试取得圆满成功》……网络上的37个视频,记录了刘上一步一脚印的研制过程。

          “用半年的时间一步步做出来,看到火箭发射成功还是很有成就感的,但想的更多的还是如何改进。”刘上说自己喜欢用相机把过程拍摄下来,记录下自己一步步攻克难关的不易。

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          火箭研发过程展示。受访者供图

          在研制中,矢量发动机的部分是耗时最久的。近四个月尝试,刘上经历了数次失败。

          第一大难题便是发动机矢量喷口的设计,对这方面知识储备不足的刘上参考了很多图书,设计完成后,和朋友一同完成了推力矢量的流体仿真,最终的仿真结果与实验高度吻合。

          “另一个是燃料问题,我对于燃料方面的了解不够深入。”刘上说。研制过程需要大量实验验证改进,火箭燃料的安全问题更是重中之重,不容许一点失误。“虽然有危险,但都是可控的。试验的时候会找无人的地方,提前找好掩体,备好灭火器,遥控点火。”

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          发动机测试。受访者供图

          在6月份的发动机测试中,刘上接连发生两次失败。测试时,矢量控制系统已经成型,发动机上安装有矢量喷口、高速舵机等部件,成本很高。两次失败让刘上损失了上千元,也对他造成了不小的打击。

          经过一番调整,他和伙伴中燃料方面的高手不断讨论,最后通过调整配方、冷冻燃料表面等方法解决了问题。

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          火箭各模块。受访者供图

          “这枚火箭还没有达到最高的性能。”刘上表示,通过安装在火箭上的传感器和定位模块,他采集到了本次飞行的各类数据,将继续改进程序算法。

          “我的最终目标是用火箭送快递,”刘上介绍,装载着货物的火箭“快递员”会精准地射向目的地,并在到达后通过减速发动机安全软着陆。

          为此,刘上确定了三步走的研发策略:“姿态控制、飞行轨迹控制、定点软着陆。”

          早在初中时,刘上就已发射过自制火箭,并用自制的无人机航拍。平日在朋友眼中“不太爱说话”的他,总能对自己的作品侃侃而谈。

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          刘上的房间。受访者供图

          得益于父母的大力支持,刘上能将更多的精力投入到兴趣上。

          平日里,刘上阅读的书籍全是自己搜集来的专业书,他的房间内也摆满了各类制作模型的设备和工具,刘上自己都觉得“有点走火入魔的感觉”。

          “与其他大一新生的微信朋友圈’画风’不同,他的朋友圈记录了他在航天道路上的每一步成长。”刘上的本科生导师、航天学院副院长朱旭东对刘上有很深的印象。朱旭东说。“了解到他在航天科创方面的热情后,学院联系了相关领域的教授对他进行科创指导。”

          2014年,还在上初中的刘上曾写下:“我觉得最吸引我的东西是航模、火箭、化学。”

          7年里,他一直坚持着自己的热爱。“我的兴趣好像没有起源,追求一直没断,今后希望将热爱变成事业。”

          网友这么评价

          @猴子老板

          作为同学和网友,从去年开始见证了制作历程。最初的原型机是去年国庆完成的,到现在成功发射,一步一步实属不易。

          研发工作量巨大,我有幸帮了些小忙参与其中,深知整个研究过程的不容易。通过长期的研究、学习攻关,最终在前些日子成功发射,具有非凡的意义。

          @我们的太空

          未来可期,未来可期。

          @isolation小强

          大佬的大一

          @动物们的世界

          这不能叫“后浪”,这是海啸啊!

          责任编辑:hnmd004

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