火箭发射现场
近日，一条学生自制固体火箭成功发射的视频在哔哩哔哩视频网站（B站）上火了。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，而在抖音中同时发布的视频，已收获800余万播放。
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！”
推力矢量控制（TVC）、姿态控制、模块化设计、可重复使用……这些都是这枚火箭的“牛”处所在。火箭搭载了刘上自制的TVC发动机。发动机的喷口可以向不同方向偏转，只要稍稍改变方向，就可以保证火箭笔直升空。这枚TVC发动机是刘上此次最满意的设计之一，在民间火箭爱好者的圈子里也是一个不小的突破。此外，发动机使用“c型”燃料内孔，推力平稳；自带起落架，无需发射架辅助便能起飞。
为火箭安装姿态控制系统对刘上而言同样是全新的尝试。有了它，升空后的火箭会根据传感器收到的数据，在空中自动调整姿态。火箭还在空中完成了推力矢量和鸭翼控制的切换，全程无需遥控。
这枚火箭高约96cm，直径9.5cm，重3.1kg，不同部件用到了光固化树脂、电木、尼龙、PC塑料、碳纤维、不锈钢等材料，是刘上疫情期间在家中上网课之余制作的。但早在去年10月，刘上已经有了这样的设想。“当时看到国外知名的爱好者’BPS.space’制作的姿态控制火箭，激发了灵感。不过最初的想法非常粗糙，有很多空白的知识点没有去了解。”
2019年10月19日，刘上通过自己的B站账号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。
“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。（张紫略 倪子涵 柯龙婕旻 陈彬）
来源：中国科学报
