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遂宁高三学生自学火箭燃料知识、制作实验器材,一鸣惊人!

2017-05-21 在遂宁



日前,在“四川省第32届青少年科技创新大赛”上,射洪太和中学高三学生杨洲自主研发的项目“KPER”荣获一等奖。

KPER,是一种固体火箭燃料。一名中学生是如何开发出这种在我们看来高深、神秘的高科技产品的呢?记者来到射洪对其进行了采访。


自学火箭燃料知识



在射洪太和中学会议室,记者见到了这位文质彬彬的少年。个子不高,带着眼镜,但朝气蓬勃。


今年18岁的杨洲家住射洪县太空路。大约五年前,他从网上接触到火箭燃料方面的知识后,便好奇地开始捣鼓起来。


“说起火箭燃料,许多人会觉得太高深、复杂,其实能做成火箭燃料的材料遍布在我们身边,购物袋、塑料管、甚至是食糖都能作为火箭燃料的成分。”杨洲说。


杨洲与他的火箭模型


搞科研不能没有理论基础。为学习相关知识,杨洲先后购买了《炸药学》《固体火箭发动机使用工程》《固体推进剂》等专业书籍,在课余时间细细研究。


杨洲了解到,传统业余火箭固体推进剂的发展已进入停滞阶段,硝酸钾(KN)系燃料的发展已遇到瓶颈,其性能和效果难以继续提升,而具有优异性能的高氯酸铵(AP)系列燃料,因成本及其他原因而无法得到广泛使用。


KPER实验图


于是,杨洲萌生了一个想法:研发性能优良的固体火箭燃料。最终,他选择了较为常见的高氯酸钾(KP)和环氧树脂(ER)为主要成分的复合固体推进剂。“因为是想推广给其他业余爱好者使用,所以对于其他的微量成分也尽量用常见的作为替代。”杨洲解释说。


  


自己制作实验器材




“新中国成立后,我国打算依靠自己的力量发展固体火箭技术,最初就是由几个年轻人担起的这项重任。”在杨洲看来,年龄并不能成为他研究的障碍,但实验设备确是一个不小的难题。


发动机、真空仓、真空棒、推力测试装置等器材,对于一位中学生来说价值不菲。为将成本控制到最低,杨洲决定部分器材自己动手做。


发动机是整个项目的关键设备。杨洲自己设计图纸,购买材料进行组装。对于实在不能完成的部分,才求助外地的专业厂家生产。2元一克的pvc材料无力负担,他便买来水管进行细细打磨……就这样,设备的问题一一得到了解决。


推力测量系统


新燃料的开发、测试、改进、完成是一个漫长的过程,是不断重复实验、探索,发现问题、解决问题的过程。因为都是简易设备,所以实验时便常常出现问题。每至此时杨洲都暗暗鼓励自己:“无论是学习还是其他,都是在克服困难中循序渐进的。”


杨洲遇到的最大困难,是配方的燃料只能燃烧,不能产生推力。通过大量实验的对比、分析、计算和改进,这个问题也慢慢得到了解决。




历经挫折一鸣惊人

  



作为一种新燃料,KPER的研究也极具危险性。


在一次实验中,杨洲发现燃料莫名地冒着气泡,他以为这是设备中有水分的缘故。没想到燃料在一瞬间燃烧起来,杨洲来不及躲避,脸部被严重烧伤,直到三个多月后才完全康复。“那几个月中,我的面部轻轻一碰就会鼓起血泡,更晒不得太阳。”回忆起这次受伤经历,杨洲至今心有余悸。


受伤后的杨洲并没有因此退缩,反而更加坚定了自己的研究决心。


在总结了失败的教训后,也鉴于实验时产生的噪音过大,此后的每次实验杨洲都跑到县城外没有人的地方进行。常去的地方便是螺湖。


螺湖距离杨洲家有十余里之远,下了公交车后还需步行20分钟才能到达实验地点。一个暑假下来,他磨穿了一双新买的运动鞋。


功夫不负有心人。最终,杨洲以很低的实验成本完成了复杂的“KPER”项目研究。


在“四川省第32届青少年科技创新大赛”上,杨洲的研究成果一鸣惊人,许多专家对其给予了高度评价。其中,国防科工委的一位专家认为,作为一名中学生,杨洲能够自主创新出KPER很不简单。他不仅承诺在今后的国家级大赛中担任杨洲的指导老师,而且还将杨洲推荐给此次大赛组委会。


经过研究,组委会决定推荐杨洲参加省上集训,然后参加国家级大赛。但因高考临近,杨洲不得不放弃了这次难得的机会。




坚定信念未来可期




  KPER推进剂具有成本低、综合性能良好的优势,但也存在一些问题。“例如,在航电方面并没有达到很高的水准,仅能满足数据记录及传输和开伞的功能。”杨洲说,他不会满足于现有的研究成果,会进一步解决、改善存在的问题。


  对于自己的未来,杨洲有着清晰的目标。他希望能够考进航空航天类的大学进行深造。


  太和中学对杨洲未来的发展也非常关注,先后联系过南京航空航天大学、西北工业大学等名校。如今,杨洲已初步通过南京航空航天大学的自主招生。


  “从自学相关知识,到自己制作实验设备,杨洲展现出了很强的面对和解决困难的能力。”太和中学副校长宋小东告诉记者,杨洲生活在单亲家庭,母亲常年在成都工作,但他依然能将自己的学习、生活打理得井井有条。


  在紧张的高中学习之余,杨洲还醉心研究,对KPER的研发与应用撰写了一篇文、图、表相结合的长达26页的报告。“他的报告非常详尽和专业,令人十分震惊。相信今后他能够取得更好的成绩。”宋小东说。



▍全媒体记者:王锡刚

▍编辑:李柳

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