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“你咋不上天呢?”19岁少年要用火箭送快递

2021-03-11洁净

恋爱婚姻家庭 2021年2期
关键词:火箭

洁净

一枚拥有透明箭体、外形亮眼的火箭,矗立在一片空地上等待发射。“倒计时开始,三、二、一,发射!”火箭拖着尾烟骤然升空,多个摄像机位,完整呈现了发射瞬间的磅礴气势。观看视频的网友纷纷发来信息。“空中姿态正常,陕西跟踪正常。”“安徽遥感监测正常。”“贵州信号正常……”

这段火箭发射视频在网上火了,火箭设计者——“00后”大学生刘上也随之被网友们认识。“你咋不上天呢?”这句网络戏言,被一名少年实现了。

从小种下爱科学的种子

今年19岁的刘上出生在湖南常德市一个普通家庭。父亲刘正华爱看《三体》等科幻小说,平时喜欢摆弄小发明、小创造,家里的书架、板凳等都是他用旧杂志做成的,既漂亮又环保。刘正华还用废旧金属为儿子做战车,做变形金刚。受父亲的影响,刘上自幼就在心中种下了热爱科学的种子。

妈妈给刘上买的各种玩具,甚至家里的闹钟,都被爱“鼓捣”的刘上“大卸八块”。经过摸索,3岁时,刘上就能把拆掉的玩具一点点再组装起来。通过不断地分解组合,小刘上渐渐弄懂了发条、齿轮等零件的工作原理。读小学时,动手能力很强的刘上甚至能用别人扔掉的废铜烂铁,自制各种有趣的玩具,让小伙伴们爱不释手。尤其是刘上用废旧塑料瓶做出的“水火箭”,令老师都对他刮目相看。

上初中时,刘上迷上了科技制作,他阅读大量科普读物,翻烂了两套百科全书,对火箭、卫星等产生了浓厚的兴趣。一次,刘上在一本杂志上看到国外有人实现了私营企业火箭顺利折返、海上火箭回收的壮举,心中激动不已。这种可重复利用的火箭,可以往太空中往返送货,大大节约了发射成本。自此,刘上立志要研究火箭。

刘上在老师指导下,和一群同学一起玩航模。兴趣是最好的老师,刘上的房间里摆满了各类制作航空模型的设备和工具。他曾写下:“最吸引我的东西是航模、火箭、化学。”

2015年冬天,刘上看到网友自制无人机航拍器,觉得在高空中拍出的这种大视野画面非常壮美,于是产生了自制无人机的想法。普通人可能觉得这个孩子有点异想天开,无人机都是买来的呀,谁还能自己做?但对于刘上来说,这些都难不倒他。他网购了一些零部件,仅用10天,便制作出一架翼展1.90米的无人机。和小伙伴们买来的无人机相比,这架被命名为“猎鹰”的无人机霸气十足。

2016年春天,刘上对无人机做了进一步改良。“猎鹰”具备定点、定向、定高、自动返航飞行等功能。刘上利用周末,操控自己组装的无人机,从1600米高空航拍了桃花源大桥、柳叶湖、桃花岛等常德美景,拍出的画面效果,同学和老师们看后都颇感震撼。

向来喜欢新生事物的刘正华鼓励刘上自学软件,对视频进行后期制作。这条航拍视频上传网络后,吸引了众多网友观看。刘上因此收获了一批粉丝。

刘上在网上认识了一群航空爱好者,萌发了研制探空火箭的想法。他上网查资料,自学火箭制作技术,还在网上购买了高氯酸铵、高分子黏结剂等材料回家研究。

父亲助力探索火箭奥秘

对于刘上的爱好,父母始终保持开明的态度,并大力支持。一个周末的晚上,刘上在自己的卧室里做实验。正当他津津有味地勾兑几种化学燃料时,不小心打翻了酒精灯。燃料的精密比例配方没研究出来,却引发了一场“火灾”。化学燃料瞬间燃烧,火苗一下子烧到床上,床单和被子被烧着了,火焰蹿得老高。不知所措的刘上一时竟愣住了。多亏妈妈及时发现,马上用脸盆接水往床上浇,爸爸也闻讯赶来救火,经过一番折腾,总算没酿成大的灾难。邻居听说这件事后,跟刘上开玩笑道:“小伙子,下次做实验可要小心点,千万别把我家也顺带给烧了!”刘上有点尴尬,之后做实验也更加注意安全了。他在心中非常感激父母,即使出了这么大的事,父母也从没反对过他做实验。

“最初只打算做成简单的模型,随着模型完成,我希望火箭能飞上天。”刘上用半年多的时间,通过自学和与航天爱好者交流,逐一完成火箭的机械设计。暑假时,刘上对火箭发动机进行第二次地面热试车,当他按下手中的遥控器时,没想到“轰”的一声巨响,发动机和试车装置在烟雾中化为碎片。万幸的是,这次事故没有造成人员受伤。

试车虽然失败,但刘上并没有因此气馁。他对爆炸原因进行分析,再次进行改进。经过多次制作、调试,2016年8月4日,刘上终于把这枚长1.35米、重4.4公斤的火箭,拖到常德市城区芙蓉北路的一处空旷工地上试飞。

火箭“嗖”的一声冲上高空,钻进厚厚的云层,消失在大家的视野外。看到火箭成功发射,刘上兴奋地跑了起来。但出人意料的是,降落伞却在弹出的一瞬间撕裂了,导致火箭硬着陆摔了下来。可想而知,用于采集温度、气压等大气数据的探测设备全部损坏。刘上从恢复的残缺数据中,大致推算出火箭的飞行高度达到了1000米左右。尽管这个15岁少年自制的小火箭升上了千米高空,但最终的试验结果却没能令他满意。

表面上看,事故是因为降落伞弹出的问题,其实,其中牵涉到很多非常复杂的技术问题,对于一个高中生来说,凭他的知识结构,根本无法解决这些专业设计的难题。了解到发射失败的情况,父母没有责备刘上,爸爸还帮他分析设计方面的缺陷,并鼓励他“加强学习,从头再来”。

2019年,劉上以优异的成绩考入南京航空航天大学,就读航空航天工程专业。这对于热爱航天和火箭的刘上来说,无疑是如虎添翼。他一直的梦想,就是有一天自己设计制作的火箭能真正飞上天!

2019年10月,刘上看到国外知名火箭爱好者制作的姿态控制火箭,大开眼界。为火箭安装姿态控制系统后,升空的火箭会根据传感器收到的数据,在空中自动调整姿态。火箭还能在空中完成推力矢量和鸭翼控制切换,全程无须遥控。刘上决定也要做出这样的火箭。

做姿态控制火箭,对于刘上是一次全新的挑战。他自学机械设计、3D建模、发动机、燃料、编程、飞控算法、3D打印等相关的知识和技能。2020年,新冠肺炎疫情出现后,刘上只能在家上网课。学习之余,他开始着手制作火箭。在父亲的大力支持下,他推倒过去的方案,对火箭重新进行了设计。

火箭燃料的安全性,不容许一丁点失误,否则就会发生爆炸等意外事故。由于存在很大的危险,每次做试验之前,刘正华都亲自为儿子找寻合适的空旷发射点。刘正华考虑问题十分细致,总会提前找好掩体,备好灭火器。

刘正华不仅是刘上的“得力助手”,还是他的“后勤部长”。有段时间,刘上为攻克技术难关,经常熬夜,整个人日渐消瘦。刘正华赶紧买来牛肉,配上党参、大枣、枸杞等,炖烂了给儿子补身子。刘上闻着香喷喷的牛肉汤,胃口大开,吃完了还不忘为爸爸的厨艺点赞。听了儿子的表扬,刘正华的干劲更足了,又给刘上炖起了乌鸡甲鱼汤。

刘上在研究发动机问题时,时常为一大堆数据焦头烂额,因上火导致牙龈红肿,夜里疼得睡不着觉。刘正华连夜给他买来治牙疼的药,还亲自下厨,给儿子做清热去火的莲子绿豆粥。喝了父亲做的粥,刘上的牙很快就不疼了。父亲,一直是刘上追梦路上不可或缺的最佳助力者。

不惧失败要用火箭送快递

刘上自制火箭,令人赞叹,但这背后的艰辛,却不为人知。刘上最感激的就是父亲,他做发明创造,父亲总是全力以赴地支持。

刘上的父母都是普通职工,收入并不高,过日子一直精打细算。刘正华人缘好,以前喜欢和朋友一起吃饭聚餐,后来儿子研究火箭花费大,他便找各种理由推掉饭局。刘正华平时花钱节省,但儿子制作火箭要买零部件,他却从来没说过一个“不”字。

火箭最贵的部件是发动机,需要上万元。有一次,刘上看着刚买回来的发动机,有些歉疚地对父亲说:“老爸,我做火箭太烧钱了。”刘正华哈哈一笑,“阔气”地说:“老爸舍得,你就放心买吧!”听了父亲的话,刘上感动得眼泪都快出来了。刘正华始终认为,儿子和自己一样是科技迷,儿子是实实在在做科学试验,应该尽最大能力帮他实现梦想。

刘上研制火箭全凭自己摸索,他在网上写过一段话:“设计火箭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,但只要一直坚持下去,说不定哪天就成功了。”尽管其间经历了一次次的失败,但刘上从来没有因为挫折灰心丧气过。

2020年8月,刘上费尽心血设计制作的火箭终于完成了。这枚火箭高约96厘米、直径9.5厘米,重3.1公斤,不同部件用到光固化树脂、电木、碳纤维、不锈钢等材料。刘上特意邀请5名资深航空爱好者协助发射。由于上次的意外失败,按动发射按钮的那一刻,刘上紧张极了。他的心跳得厉害,脸上冒出了汗珠,甚至没有勇气观看接下来发生的事情,怕万一再次失败。但这一次,刘上成功了!

火箭经过一段平稳飞行,开始下落。殊不知,这反而是刘上最紧张的时刻,因为几年前那次失败,就是因降落伞发生故障导致前功尽弃。这时,刘正华的心也提到了嗓子眼,生怕降落伞打开时,出现哪怕一点点故障。

值得庆幸的是,降落伞根据设计程序成功打开了,火箭顺利着陆并被回收。一切看似顺理成章,其过程中包含着极高的科技含量。以往人们在电视里看到的火箭发射场面,是由成千上万的科学家和专业人员“联合作战”,而刘上的这枚火箭,却是他单枪匹马独自完成的。而他,仅仅是个刚满19岁的少年。刘上成功发射火箭,央视新闻随后对他进行了报道。

“看到火箭发射成功,很有成就感。”刘上说,“但这枚火箭还没有达到最高的性能比。”通过安装在火箭上的传感器和定位模块,刘上采集到了本次飞行的各类数据,将继续改进程序算法。

“我最终的目标是用火箭送快递!”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發策略:姿态控制、飞行轨迹控制、定点软着陆。此次成功发射,也让刘上离目标更近了一步。

“火箭少年”刘上对于研究火箭,几乎到了痴迷的地步。正是因为热爱,他才有了成就。刘上始终相信,有梦想就去追!7年里,他一直坚持着自己的热爱;今后,他会将热爱变成事业,为祖国的航天事业,贡献自己的一份力量。

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