近日,一條高校大學生自制固體火箭并成功發射的視頻,在嗶哩嗶哩視頻網站(B站)上火了。這段8分鐘的視頻完整展現了一枚火箭從設計,到仿真、制造、測試、組裝,并最終發射和回收的全過程,其中涉及的專業軟件與專業設備之多,讓網友們大呼目不暇接。記者聯系上火箭的制作者,也是視頻的拍攝者劉上,他是南京航空航天大學航天學院航空航天工程專業的00后大一學生,視頻中所有步驟都由他自主完成。
超硬核!網友自制火箭發射升空
這則獲得b站“首頁通知書”的硬核視頻,展示了火箭制作、升空和回收的全過程。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射。伴隨著“三、二、一,發射”的倒計時,發動機點火,火箭拖著尾煙升空,成為點綴在晚霞與圓月構成背景板上的一處明麗的光亮。
通過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的地平線,一時間彈幕刷起了“跟蹤正常、遙感正常”,仿佛個個置身于火箭發射中心,體驗了一把親臨發射現場的激動。最后,火箭下落,降落傘成功打開,火箭順利著陸并被回收,視頻完美收官。
進入作者的b站空間,可以發現像這樣“硬核”的視頻還有很多,僅是這枚火箭的制作過程,作者就發布了37個記錄視頻。最早的相關視頻《小型矢量噴管姿態自穩固體火箭》展現了作為該火箭雛形的小型模型火箭的制作過程。視頻發布于2019年10月19日,作者在評論區介紹,這枚火箭最初只打算做成簡單的模型,所以在設計時并未考慮各種現實性因素,不過隨著模型漸漸完成,便有了使用固體火箭發動機使這個模型飛起來的想法: “這個項目我會持續地做下去,這是一個充滿著困難與挑戰的過程,同時也是一個長久的過程,需要我不斷地去學習、不斷地去探索、不斷地去嘗試,但只要我一直堅持下去,說不定哪天就成功了。”
《模型小火箭發射》《小型火箭TVC推力矢量控制器》《固體火箭發動機地面試車失敗》《自制碳纖維固體火箭發動機第七次測試取得圓滿成功》……透過這些標題,可以看到一步一腳印的研制過程,但作者本人卻始終保持著“高冷神秘”,從不在視頻中出鏡,也不進行任何語音解說。
作者是南航大一學生,中學時就迷上了火箭
昨天,記者聯系上了火箭的制作者,也是視頻的制作者劉上。他是一名00后,就讀于南京航空航天大學航天學院航空航天工程專業,剛結束大一的所有課程,視頻中所有步驟都由他自主完成。
劉上說,這些成果不是一朝一夕能夠做到的,而是得益于自己從初中就開始的興趣和知識積累。 早在15歲時,劉上就已發射過自制火箭,并使用自制的無人機從1600米高空航拍。 此外,他還在高中時玩起了“穿越機”,發布過不少花式飛行和航拍視頻。攝影也是劉上的興趣領域之一,他喜歡用相機把自制作品每一部分的過程都拍攝下來,為此也逐漸掌握了視頻后期技術。
所有這些“硬核”愛好需要的知識全部來源于劉上的自學。劉上回憶,自己在初中時接觸了“科技論壇”,最初的相關知識便是在瀏覽帖子時積攢的。平日里,劉上閱讀的書籍全是自己搜集來的專業書,他的房間內也擺滿了各類制作模型的設備和工具,劉上自己都覺得“有點走火入魔的感覺”。
而劉上的父母對他始終保持著大力支持,劉上說, 自己做實驗曾經差點讓家里燒起來,即使這樣父母也沒有表示反對,這讓他能將更多的精力投入到興趣上,“這樣的父母給我來一打”。
在劉上的房間里,貼著一張SpaceX的海報,SpaceX的創始人馬斯克是劉上的偶像。初中時,劉上了解到SpaceX公司的可回收垂直起降的火箭,瞬間被吸引,加上對各類科幻電影的喜愛,都影響了劉上的研究方向。
“我就是想搞點好玩炫酷、對社會有價值的東西出來。”在劉上看來,視頻的爆紅有因可循,“以前大家都覺得只有國外網友能玩火箭,所以在國內看到會覺得還蠻驚喜的。如果我能繼續做成功,應該還是挺有鼓舞性的。”
為了火箭研發相當拼命,獲得美稱“肝帝”
劉上告訴記者,b站網友在視頻中見到的這枚火箭,是疫情防控期間自己宅在家中,在上網課之余制作的。但早在去年10月,他就有了這樣的設想。“當時看到國外知名的愛好者’BPS.space’制作的姿態控制火箭,激發了靈感。”而在視頻發布后,“BPS.space”也注意到了劉上的成果, “不可思議,這是非凡的作品!” 得到這樣的評價,劉上自然覺得非常有成就感。
劉上介紹,火箭可不僅僅是看起來“唬人”,在視頻令人炫目的標題中,“矢量噴管”、“TVC”、“姿態控制”,都悄悄揭示了這枚火箭的“牛”處所在。
TVC(推力矢量控制)發動機是劉上此次最滿意的設計之一,在民間火箭愛好者的圈子里也是一個不小的突破。發動機的“矢量噴管”可以靈活地向不同方向偏轉,只要稍稍改變方向,就可以保證火箭筆直升空。
為火箭安裝姿態控制系統對劉上而言同樣是全新的嘗試。有了它,升空后的火箭會根據傳感器收到的數據,在空中自動調整姿態,全程無需遙控。
“有控火箭涉及方面很多,不可能每一點都兼顧,所以愛好者之間相互幫助交流是很重要的環節。”劉上說,自己經常在愛好者組建的交流群中分享研制進度和難點,與成員們相互請教。 由于劉上常常埋頭研究到凌晨兩三點或者更晚,第二天早上照常上課,群友們都稱他為“肝帝”。
他的終極目標更驚人:未來想用火箭送快遞
為了實現這些炫酷的功能,研制過程自然不是一帆風順,耗時最久的發動機部分,劉上就用了近四個月嘗試,其間經歷了數次失敗,也得到了朋友們的幫助。
“感謝這半年來所有幫助過我的小伙伴們,特別感謝LYB同學的幫助,從最早的發動機零件加工再到多次測試、最終發射,都給予了非常多的幫助;感謝鏗矐同學的發動機加工支持;感謝Boss Monkey和某位低調的大佬在CFD流體仿真方面的幫助;感謝所有在設計研發過程中提過建議和幫助分析的小伙伴們……”在視頻評論區被置頂的,是劉上這段寫給朋友們的感謝。
“視頻中你們聽到的點火倒計時就是我的朋友喊的。”劉上表示,自己的同鄉兼網友劉奕兵是給予他最大幫助的人。從最初的發動機加工一直到視頻后期制作,這位朋友始終支持著自己。
“他幾乎在現場參與了每一次測試和火箭最后的發射,測試時的素材他拍攝的比我自己還多,特別感謝他。”劉上介紹,劉奕兵是自己的同齡人,也是高校內的火箭愛好者,二人在網上認識后一拍即合,劉奕兵很快成為劉上火箭研制之路上的堅強支持。
“這枚火箭還沒有達到最高的性能。”劉上表示,通過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據,將繼續改進程序算法。 “我的最終目標是用火箭送快遞,” 劉上介紹, 裝載著貨物的火箭“快遞員”會精準地射向目的地,并在到達后通過減速發動機安全軟著陸。 為此,劉上確定了三步走的研發策略:“姿態控制、飛行軌跡控制、定點軟著陸。”
實習生 張紫略 揚子晚報/紫牛新聞記者 楊甜子