火箭_军事武器|南京大一学生自制火箭成功发射＋回收，竟然花了这么多钱……
火了！
随着无数人的围观
这枚火箭成功腾空
昨天北京的大暴雨都没有浇灭
大家对这枚自制固体火箭
成功发射视频的惊叹
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一轮圆月下
一片野地中
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“倒计时开始
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2
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发射！”
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火箭拖着尾烟骤然升空
多个摄像机位呈现了发射瞬间的气势
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弹幕不断地滚动惊叹：
“这个项目 ， 我王多鱼投了！”
一支穿云箭 ， 千军万马来相见！
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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 。
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8月6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）》的视频在哔哩哔哩视频网站（B站）上火了 ， 目前播放量已超百万 ， 弹幕6000多条 。
从标题就能看出
这人是利用疫情在家的时间研究出来的
在座的多少人
这段时间在家只顾着长肉了…
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这则视频的作者 ， 同时也是火箭的设计者 ， 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 。
【火箭_军事武器|南京大一学生自制火箭成功发射＋回收，竟然花了这么多钱……】当网友咨询玩这个的经费哪里来时 ， 刘上说 ， 其实整个制作下来总共就花了大几千块 ， 并没有大家想象的那么多 。
从他的视频简介中还能看到 ， 他初中阶段的作品：无控火箭发射……（不知道为什么 ， 我一巴掌拍向身边只会打手游 ， 还半天上不了分的初中表弟）
下面进入看神仙时间
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疫情期间上网课之余制作火箭
37个视频记录全过程
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 。
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火箭示意图
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 。
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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：
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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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火箭研发过程展示
《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》……37个视频 ， 记录了刘上一步一脚印的研制过程 。
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刘上B站的部分视频页面截图
“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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最终成功的火箭牛在哪里？
“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 。
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火箭各模块
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 。
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传感器记录的数据
成功的路上得众多好友相助
目标是用火箭送快递
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
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发动机测试
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 。
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矢量发动机喷口的实物如下：
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“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
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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“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 。
其他的还包括像「开伞测试」这样的准备工作 。
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直接从家里投掷进行「开伞测试」 。
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再例如「火箭鸭翼滚转控制测试」：
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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 。 ”
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用火箭送快递
真有你的！
初中时已经发射过自制火箭
自己都觉得有点“走火入魔”
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 。
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刘上的摄影作品
“他涉及方面很多 ， 摄影、视频制作、航模、穿越机花飞、火箭、外骨骼 ， 什么都玩 。 ”白澔烔这样形容刘上 。 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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刘上的部分书单
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” 。
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刘上的房间
在刘上的房间里 ， 贴着一张SpaceX的海报 ， SpaceX的创始人马斯克是刘上的偶像 。 初中时 ， 刘上了解到SpaceX公司的可回收垂直起降的火箭 ， 瞬间被吸引 ， 加上对各类科幻电影的喜爱 ， 都影响了刘上的研究方向 。
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刘上房间墙上的海报
“我就是想搞点好玩炫酷、对社会有价值的东西出来 。 ”在刘上看来 ， 视频的爆红有因可循 ， “以前大家都觉得只有国外网友能玩火箭 ， 所以在国内看到会觉得还蛮惊喜的 。 如果我能继续做成功 ， 应该还是挺有鼓舞性的 。 ”
而在视频发布后 ， “BPS.space”也注意到了刘上的成果 ， “不可思议 ， 这是非凡的作品！”对于这句评价 ， 刘上感到自己的作品获得了认可 。
最后用一句弹幕里的评论来总结吧：
这样的人才
已经不能用“前浪”、“后浪”来区分了
这是海啸啊！
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-End-
来源：直观学机械、江苏新闻
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