王新同
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?!暗褂?jì)時(shí)開(kāi)始,3、2、1,發(fā)射!”火箭拖著尾焰驟然升空,多個(gè)攝像機(jī)位,呈現(xiàn)了發(fā)射瞬間的氣勢(shì)。而觀看視頻的網(wǎng)友也沒(méi)閑著,紛紛發(fā)來(lái):“各地信號(hào)跟蹤正常的檢測(cè)結(jié)果”“空中姿態(tài)正常,陜西跟蹤正常,安徽遙感監(jiān)測(cè)正常,貴州信號(hào)正?!?/p>
隨后,火箭下落,降落傘成功打開(kāi),火箭順利著陸并被回收。近期,火箭的設(shè)計(jì)者——00后大學(xué)生劉上火了,連央視新聞都對(duì)他進(jìn)行了報(bào)道?!澳阏Σ簧咸炷亍边@句網(wǎng)絡(luò)戲言,被這個(gè)天才少年實(shí)現(xiàn)了。其間,曾經(jīng)歷數(shù)次失敗,未來(lái),他想用火箭來(lái)送快遞!
今年19歲的劉上,出生在湖南常德市一個(gè)普通職工家庭。由于爸爸劉正華愛(ài)看《三體》之類的科幻小說(shuō),而且平時(shí)喜歡搞一些小發(fā)明、小創(chuàng)造,比如家里的書架、板凳等都是用舊雜志做成的,漂亮、時(shí)尚又環(huán)保。他還用廢舊金屬為兒子做戰(zhàn)車、變形金剛等。受其影響,劉上自幼就在腦海里種下了熱愛(ài)科學(xué)的種子。
有趣的是,媽媽給他買的各種玩具,甚至家里的鬧鐘,常常被愛(ài)“鼓搗”的劉上“大卸八塊”,但通過(guò)摸索,他3歲時(shí)就能一點(diǎn)點(diǎn)再組裝上。就這樣通過(guò)分解組合,小家伙漸漸弄懂了發(fā)條、齒輪等零件的工作原理。
到讀小學(xué)時(shí),動(dòng)手能力很強(qiáng)的他,甚至能用別人扔掉的廢銅爛鐵等,自制出各種有趣的玩具,讓小伙伴們愛(ài)不釋手。尤其是劉上用廢舊塑料瓶做出的“水火箭”,連老師都不由得對(duì)他刮目相看。
讀初中時(shí),喜歡科技制作的劉上,閱讀了大量科普讀物,甚至翻爛了兩套百科全書,尤其對(duì)火箭、衛(wèi)星等產(chǎn)生了濃厚興趣。
一次,他在一本雜志上看到美國(guó)硅谷科技天才馬斯克,也就是如今聞名全球的斯特拉電動(dòng)汽車?yán)习?,他歷經(jīng)無(wú)數(shù)次失敗后,實(shí)現(xiàn)了私營(yíng)企業(yè)火箭順利折返、海上火箭回收等壯舉。
換句話說(shuō),這種可重復(fù)利用的火箭,可以往太空中送貨,大大節(jié)約了成本。劉上對(duì)之驚羨異常。尤其對(duì)這個(gè)獨(dú)立特行的“大神”非常崇拜,他立志要成為中國(guó)的“馬斯克”。
讀初一時(shí),劉上在老師指導(dǎo)下,開(kāi)始跟一幫同學(xué)“玩航模”。平日里,他閱讀的全都是有關(guān)航空航天方面的書籍。興趣是最好的老師,劉上的房間里也擺滿了各類制作航空模型的設(shè)備和工具。他曾寫下:“最吸引我的東西是航模、火箭,化學(xué)?!?/p>
2015年冬天,劉上看到網(wǎng)友自制無(wú)人機(jī)航拍器,覺(jué)得在高空中用這種大視野拍出的畫面,非常壯美,于是他就產(chǎn)生了自制無(wú)人機(jī)的想法。
普通人也許覺(jué)得這孩子有點(diǎn)異想天開(kāi),無(wú)人機(jī)都是買來(lái)的呀,誰(shuí)還能自己鼓搗?但對(duì)劉上來(lái)說(shuō),還真的難不倒他。后來(lái)他網(wǎng)購(gòu)了一些零部件,僅用10天,便制作出一架翼展1.9米的無(wú)人機(jī)。同小伙伴們買來(lái)的“小不點(diǎn)”相比,這架被命名為“獵鷹”的無(wú)人機(jī)顯得非常霸氣!
2016年春天,劉上又對(duì)其做了進(jìn)一步的改良。“獵鷹”具備定點(diǎn)、定向、定高、自動(dòng)返航飛行等功能。隨后,他利用周末操控著自己組裝的無(wú)人機(jī),從1600米高空航拍了桃花源大橋、柳葉湖、桃花島等常德美景,拍出的畫面效果,同學(xué)和老師們看后都頗感震撼。
向來(lái)喜歡新生事物的爸爸劉正華,還鼓勵(lì)兒子自學(xué)軟件,對(duì)視頻進(jìn)行后期制作。后來(lái)這條視頻上傳網(wǎng)絡(luò),吸引了眾多網(wǎng)友觀看,劉上還因此收獲了一批粉絲呢!
其間,劉上在網(wǎng)上認(rèn)識(shí)了一群航空愛(ài)好者,萌發(fā)了研制探空火箭的想法。他除了上網(wǎng)查資料和自學(xué),還在網(wǎng)上購(gòu)買了高氯酸銨、高分子粘結(jié)劑等材料回家研究。就連劉上自己,都覺(jué)得有點(diǎn)“走火入魔”了。對(duì)于孩子的愛(ài)好,父母始終保持大力支持和開(kāi)明的態(tài)度,哪怕是做實(shí)驗(yàn)曾經(jīng)差點(diǎn)讓家里燒起來(lái),他們也沒(méi)有反對(duì)過(guò)。
“最初只打算做成簡(jiǎn)單的模型,隨著模型完成,我希望火箭能飛上天?!敝谱鬟^(guò)程中,各種困難接踵而至,但劉上從不放棄。用半年多的時(shí)間,通過(guò)自學(xué)和與航天愛(ài)好者交流,劉上逐一完成火箭的機(jī)械設(shè)計(jì)。
那年暑假,劉上對(duì)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了第二次地面熱試車,當(dāng)他按下手中遙控器的點(diǎn)火按鈕時(shí),沒(méi)想到“轟”的一聲巨響,發(fā)動(dòng)機(jī)及試車裝置在煙霧中化為了碎片。萬(wàn)幸的是,這次事故沒(méi)有炸傷人。
這次試車雖然失敗,但劉上并沒(méi)有因此氣餒。他對(duì)爆炸原因進(jìn)行了分析,再次改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)。用PVC水管制作箭體、買來(lái)3D打印機(jī)打印出火箭頭錐,經(jīng)歷了多次制作、調(diào)試和發(fā)射,2016年8月4日,劉上終于把這個(gè)長(zhǎng)135厘米、重4.4公斤的火箭,拖到了常德市城區(qū)芙蓉北路的一處空曠工地上,進(jìn)行試飛。
倒數(shù)聲中,火箭“嗖”地一聲沖上高空,鉆進(jìn)厚厚的云層,消失在大家的視野外,攝影機(jī)根本來(lái)不及捕捉它的身影??吹交鸺晒Πl(fā)射,身穿黃色T恤、手拿遙控器的劉上興奮得跑了起來(lái)。
本來(lái)點(diǎn)火、發(fā)射、升空、開(kāi)傘控制裝置、降落傘彈出,整個(gè)過(guò)程都在他的計(jì)劃中,但出人意料的是,降落傘卻在彈出的一瞬間撕裂了,導(dǎo)致火箭硬著陸摔了下來(lái),可想而知,用于采集溫度、氣壓等大氣數(shù)據(jù)的探測(cè)設(shè)備全部損壞。
劉上從恢復(fù)的殘缺數(shù)據(jù)中,大致推算出火箭的飛行高度達(dá)到了1000米左右。盡管這個(gè)15歲少年自制小火箭升上了千米高空,但最終的試驗(yàn)結(jié)果卻完全可以用“一塌糊涂”來(lái)形容。
雖然表面上看,是降落傘彈出的問(wèn)題,其實(shí)這其中還牽涉到很多非常復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題,而在當(dāng)時(shí),對(duì)一個(gè)高中生來(lái)說(shuō),憑他的知識(shí)結(jié)構(gòu)想解決這些專業(yè)設(shè)計(jì)方面的難題,簡(jiǎn)直難以想象。了解到發(fā)射失敗的情況,父母都沒(méi)有責(zé)備他,尤其喜歡科技制作的爸爸,還幫他分析設(shè)計(jì)方面的缺陷,并鼓勵(lì)他“加強(qiáng)學(xué)習(xí),從頭再來(lái)”。
讓劉上興奮的是,2019年,他以優(yōu)異成績(jī)考入南京航空航天大學(xué),學(xué)的是航空航天工程專業(yè)。這也是填報(bào)高考志愿時(shí),爸爸提出的建議,而對(duì)瘋狂熱愛(ài)航天和火箭的劉上來(lái)說(shuō),這無(wú)疑是如虎添翼。
因?yàn)樗恢钡膲?mèng)想,就是有一天自己設(shè)計(jì)制作的火箭能真正飛上天!而不是像上次的“大炮仗”那樣,能飛上天卻無(wú)法回收,充其量那只是個(gè)“半拉子工程”。
2019年10月的一天,劉上看到國(guó)外知名的火箭愛(ài)好者“BPS.space”制作的姿態(tài)控制火箭,大開(kāi)眼界。
為火箭安裝姿態(tài)控制系統(tǒng)后,升空的火箭會(huì)根據(jù)傳感器收到的數(shù)據(jù),在空中自動(dòng)調(diào)整姿態(tài)?;鸺€能在空中完成推力矢量和鴨翼控制的切換,全程無(wú)需遙控。
劉上決定也要做出這樣的火箭,這對(duì)他是一次全新的嘗試,也是挑戰(zhàn)。他開(kāi)始自學(xué)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打印等相關(guān)知識(shí)和技能。
2020年,劉上在家上網(wǎng)課之余,他開(kāi)始著手制作火箭。這次,在爸爸的大力支持下,他推倒過(guò)去的方案,對(duì)新火箭重新進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
劉上說(shuō):“兩次攻關(guān),發(fā)動(dòng)機(jī)矢量噴口設(shè)計(jì)、燃料調(diào)配最關(guān)鍵?!背藚⒖紩€進(jìn)行了大量試驗(yàn),不斷驗(yàn)證、改進(jìn)。劉爸爸明白,尤其是火箭燃料的安全性,不容許有一點(diǎn)兒失誤,否則就會(huì)發(fā)生爆炸等意外事故,這可不是鬧著玩的。
由于存在著很大的危險(xiǎn),所以,每次試驗(yàn)時(shí),劉上都會(huì)找無(wú)人的地方,提前找好掩體,備好滅火器,遙控點(diǎn)火。這時(shí),父親劉正華就是他的主心骨和得力助手。
除了解決發(fā)動(dòng)機(jī)難題外,劉上還對(duì)火箭進(jìn)行多項(xiàng)設(shè)計(jì),如自帶起落架、無(wú)須發(fā)射架輔助便能起飛等?!赌P托』鸺l(fā)射》《小型火箭TVC推力矢量控制器》《自制碳纖維固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)第7次測(cè)試成功》……
劉上上傳到Bilibili視頻網(wǎng)站上的37個(gè)視頻,記錄了他制作火箭的全過(guò)程。但背后的艱辛,只有父親了如指掌,網(wǎng)友們并不清楚。
劉上最感激的就是爸爸,在搞發(fā)明創(chuàng)造這方面,他是全力以赴的支持。盡管家里并不富裕,但無(wú)論購(gòu)買材料、配件等花多少錢,父親都非常舍得,從來(lái)沒(méi)有因兒子大把“燒錢”心疼過(guò)。他認(rèn)為劉上不是胡鬧,而是實(shí)實(shí)在在的在做科學(xué)試驗(yàn),家里應(yīng)該盡最大努力幫兒子實(shí)現(xiàn)自己的夢(mèng)想!
在一個(gè)有關(guān)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的視頻評(píng)論區(qū)里,劉上寫了這樣一段話:“設(shè)計(jì)火箭項(xiàng)目我會(huì)持續(xù)地做下去,這是一個(gè)充滿著困難與挑戰(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,但只要一直堅(jiān)持下去,說(shuō)不定哪天就成功了?!?/p>
盡管其間經(jīng)歷了一次次的失敗,也花了不少錢,但劉上總是一副雄心勃勃、志在必得的樣子,從來(lái)沒(méi)有因?yàn)榇煺刍倚膯蕷膺^(guò)。
2020年8月,劉上費(fèi)盡心血設(shè)計(jì)、制作的這枚火箭,終于完成了。他特意邀請(qǐng)了5名資深航空愛(ài)好者協(xié)助發(fā)射。此時(shí),只見(jiàn)一枚擁有透明箭體、外形炫酷的火箭,矗立在一片非??諘绲幕牡厣系却包c(diǎn)火”。只聽(tīng)一名助手喊道:“倒計(jì)時(shí)開(kāi)始,3、2、1,發(fā)射!”劉上迅速按動(dòng)了發(fā)射按鈕,發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火。
那一刻,壯觀的一幕出現(xiàn)了。只見(jiàn)那枚火箭拖著尾焰驟然升空,多個(gè)攝像機(jī)位,呈現(xiàn)了發(fā)射瞬間的氣勢(shì)。通過(guò)安裝在火箭上的攝像頭,觀眾們得以在空中俯瞰平原上的城市與遙遠(yuǎn)的地平線,一時(shí)間,仿佛個(gè)個(gè)置身于火箭發(fā)射中心,體驗(yàn)了一把親臨發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)的激動(dòng)。
有趣的是,大批觀看視頻的網(wǎng)友也沒(méi)閑著,于是,畫面中出現(xiàn)了他們紛紛發(fā)來(lái)的聲音:“各地信號(hào)跟蹤正常的檢測(cè)結(jié)果”“空中姿態(tài)正常,陜西跟蹤正常,安徽遙感監(jiān)測(cè)正常,貴州信號(hào)正?!?/p>
這枚火箭經(jīng)過(guò)一段平穩(wěn)飛行后,開(kāi)始下落,盡管有網(wǎng)友已經(jīng)開(kāi)始?xì)g呼,殊不知,這時(shí)反而是劉上最緊張的時(shí)刻,因?yàn)閹啄昵澳谴卧囼?yàn)因設(shè)計(jì)存在問(wèn)題,就是因?yàn)殛P(guān)鍵時(shí)降落傘發(fā)生故障,導(dǎo)致前功盡棄的。這時(shí),父親劉正華的心也提在了嗓子眼上,生怕降落傘在打開(kāi)時(shí),出現(xiàn)哪怕一點(diǎn)點(diǎn)故障。
值得慶幸的是,降落傘根據(jù)設(shè)計(jì)程序成功打開(kāi)了,火箭順利著陸并被回收,其實(shí)這才是最關(guān)鍵的一步。不懂行的人,看似一切都順理成章,其實(shí)里面的科技含量太高了。要知道,大家以往在電視里看到的衛(wèi)星發(fā)射的場(chǎng)面,那可都是國(guó)家級(jí)的,從火箭到衛(wèi)星設(shè)計(jì),有著成千上萬(wàn)的科學(xué)家和專業(yè)人員“聯(lián)合作戰(zhàn)”,而劉上的這枚火箭,卻是他單槍匹馬獨(dú)自完成的。他僅僅是個(gè)剛滿19歲的小小少年!
在Bilibili視頻網(wǎng)站、抖音等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),劉上發(fā)射火箭獲得上千萬(wàn)網(wǎng)友圍觀、點(diǎn)贊。看完視頻,不少人為劉上點(diǎn)贊!
“看到火箭發(fā)射成功,很有成就感。”劉上說(shuō),火箭搭載自制的TVC發(fā)動(dòng)機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)噴口可向不同方向偏轉(zhuǎn),只要稍稍調(diào)整方向,就可以確?;鸺P直升空。這臺(tái)TVC發(fā)動(dòng)機(jī)是劉上最滿意的設(shè)計(jì)之一,研制耗時(shí)4個(gè)月,經(jīng)歷數(shù)次失敗。
劉上的父親劉正華介紹說(shuō),這枚火箭高約96厘米、直徑9.5厘米,重3.1公斤,不同部件用到光固化樹(shù)脂、電木、碳纖維、不銹鋼等材料。
“你咋不上天呢?”沒(méi)想到這句網(wǎng)絡(luò)戲言,被這個(gè)天才少年實(shí)現(xiàn)了。很快,連央視新聞都對(duì)火箭的設(shè)計(jì)者劉上進(jìn)行了報(bào)道。
如今,劉上沒(méi)有就此停止研究,他說(shuō):“這枚火箭還沒(méi)有達(dá)到最高的性能比。”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數(shù)據(jù),將繼續(xù)改進(jìn)程序算法。他說(shuō):“我最終的目標(biāo)是用火箭送快遞!”
這個(gè)想法聽(tīng)起來(lái)似乎有點(diǎn)天方夜譚,其實(shí)很靠譜。劉上說(shuō),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,他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。”此次的成功發(fā)射,讓他離目標(biāo)更近了一步。
如今,“天才少年”劉上在網(wǎng)絡(luò)上火了,他說(shuō)自己的偶像就是硅谷的馬斯克,對(duì)于研究火箭,劉上幾乎到了癡迷的地步。也正是因?yàn)樗目駸釔?ài)好,才成就了少年今天的成就。有網(wǎng)友甚至稱他是中國(guó)版的“馬斯克”,劉上始終相信有夢(mèng)想就去追,萬(wàn)一實(shí)現(xiàn)了呢!
7年里,劉上一直堅(jiān)持著自己的熱愛(ài)。今后,他也希望將熱愛(ài)變成事業(yè),為我國(guó)的航天事業(yè),貢獻(xiàn)自己的一份力量。
編輯/征?貞