劉上：未來想用火箭送快遞

李潤文

“未來可期！”“大一就把畢業設計做完了！”近日，一個學生自制固體火箭并成功發射的視頻在B站（嗶哩嗶哩視頻網站）上火了。不到一天的時間，該視頻的播放量就達到了41.6萬，彈幕留言超過6000條，而在抖音上同時發布的視頻，已收獲800余萬的播放量。

視頻中，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。倒計時開始，發動機點火，火箭拖著尾煙升空，飛行190米后下落，降落傘成功打開，火箭順利著陸并被回收。隨后，該視頻完整展現了一枚火箭從自主設計，到流體仿真、制造、測試、控制，并最終發射和回收的全過程。

這個視頻的作者、火箭的設計者名叫劉上，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。視頻中的所有步驟均由他自主完成，其中涉及的專業知識之多，不禁令網友們大呼“專業”！

37個視頻，一步步攻克難關

這枚火箭高約96厘米，直徑9.5厘米，重3.1千克，不同部件用到了光固化樹脂、電木、尼龍、PC塑料、碳纖維、不銹鋼等材料，是劉上在家中上網課之余制作的。

早在2019年10月，劉上就已經有了這樣的設想，他說：“當時看到國外知名的愛好者‘BPS.space制作的姿態控制火箭，激發了我的靈感。不過當時我的想法非常粗淺，對很多知識點沒有理解?！?/p>

2019年10月19日，劉上通過自己的B站賬號發布了第一個相關視頻——“小型矢量噴管姿態自穩固體火箭”，展示了作為固體火箭雛形的模型火箭的制作過程。

劉上說，他最初只打算做簡單的火箭模型，在設計時并未考慮各種現實性因素。不過隨著模型漸漸制作完成，他便有了使用固體火箭發動機，讓這個模型飛起來的想法。

在視頻的評論區，劉上寫道：“這個項目我會持續做下去，這是一個充滿困難與挑戰的過程，同時也是一個長久的過程，需要不斷地去學習、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?！?/p>

在半年多的時間里，通過自學和與愛好者們交流，劉上點亮了機械設計、3D建模、發動機、燃料、編程、飛控算法、3D打印等“技能點”，才最終實現火箭的成功發射。B站賬號上的37個視頻，記錄了劉上一步一個腳印的研制過程。

“推力矢量控制”“姿態控制”“模塊化設計”“可重復使用”……這些都是這枚火箭的“?！碧幩??；鸺褂昧藙⑸献灾频陌l動機。發動機的噴口可以向不同方向偏轉，只要稍稍改變方向，就可以保證火箭筆直升空。這臺發動機是劉上十分滿意的設計，而這在民間火箭愛好者的圈子里也是一個不小的突破。此外，發動機使用“C型”燃料內孔，推力平穩;自帶起落架，無須發射架輔助便能起飛。

對劉上而言，為火箭安裝姿態控制系統同樣是全新的嘗試。有了它，升空后的火箭會根據傳感器收到的數據，在空中自動調整飛行姿態。除此之外，火箭在空中還完成了推力矢量和鴨翼控制的切換，全程無須遙控。

10個月試驗，在一次次失敗中找到答案

在研制中，矢量發動機的部分耗時最久。近4個月的嘗試，劉上經歷了數次失敗。

第一大難題便是發動機矢量噴口的設計，針對這方面知識儲備不足的情況，劉上查閱了很多相關資料。設計完成后，他和朋友一同完成了推力矢量的流體仿真，最終的仿真結果與實驗數據高度吻合。

“另一個是燃料問題，我對燃料方面的了解不夠深入?！眲⑸险f，“研制過程需要用大量實驗結果驗證改進效果，火箭燃料的安全問題更是重中之重，不容許有一點失誤。雖然有危險，但都是可控的。試驗的時候我會到無人的地方，提前找好掩體，備好滅火器，遙控點火?！?/p>

2020年6月，發動機測試接連兩次失敗，讓劉上損失了上千元，這對他造成了不小的打擊。經過一系列調整，他和伙伴中的燃料高手不斷討論，最后通過調整配方、冷凍燃料表面等方法解決了問題。

航天學院2019級航天中烏班學生白澔烔是劉上的好友。2019年，劉上提出制作火箭的設想后，白澔烔就一直與劉上保持著交流。

白澔烔說，劉上的個人能力毋庸置疑，但有控火箭的研制涉及很多方面，不可能每一點都兼顧，愛好者之間相互幫助交流是很重要的環節。

劉上說，在制作過程中同鄉兼網友劉奕兵是給予自己最大幫助的人。從最初的發動機加工，一直到視頻的后期制作，劉奕兵都給予了他很大幫助，幾乎在現場參與了每一次測試和火箭最后的發射。

劉上也經常在愛好者組建的交流群中分享自己的研制進度和難點，與成員們相互交流。由于常常埋頭研究到凌晨兩三點或者更晚，第二天早上還能照常上課，群友們都稱他為“肝帝”。

“這枚火箭還沒有達到最高的性能?！眲⑸媳硎?，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項數據，并將繼續改進程序算法，他說：“我的最終目標是用火箭送快遞?！睘榇?，他確定了“三步走”的研發策略：姿態控制——飛行軌跡控制——定點軟著陸。

6年熱愛，追求無止境

早在初中時，劉上就已發射過自制火箭，并用自制的無人機航拍?！皵z影、視頻制作、航模、穿越機花飛、火箭、外骨骼，他什么都玩?！卑诐粸f。

得益于父母的大力支持，劉上能將更多的精力投入到興趣上。平日里，劉上閱讀的書全是自己搜集來的專業書，房間內也擺滿了各類制作模型的設備和工具，劉上覺得自己“有點走火入魔”。

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，他的研究方向受到了影響。

“我就是想做點好玩、炫酷、對社會有價值的東西出來?！痹趧⑸峡磥?，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，所以看到國內的自制火箭會覺得還蠻驚喜的。如果我能繼續成功，應該還是挺鼓舞人的?！?/p>

在視頻發布后，“BPS.space”也注意到了劉上的成果，并評價：“不可思議，這是非凡的作品！”

“與其他大一新生的微信朋友圈‘畫風不同，劉上的微信朋友圈記錄了他在航天道路上的每一步成長?！眲⑸系谋究粕鷮?、航天學院副院長朱旭東說。了解到劉上在航天科創方面的熱情后，學院聯系了相關領域的教授，對他進行專門的指導。

大一期間，劉上加入了學校的航模隊。航模隊老師史明雙指導劉上用自制火箭申報了航空特色科技創新基地創新項目，獲得了學校的經費支持。

2014年，還在上初中的劉上曾在QQ空間里寫道：“我覺得最吸引我的東西是航模、火箭、化學?！?年里，他一直堅持著自己的愛好，他說：“我的追求一直沒停，今后希望將熱愛變成事業?！?/p>

（咪咕摘自《中國青年報》2020年8月17日）