不简单！这位大一学生自制火箭成功发射+回收
视频中，一枚拥有透明箭体、外形炫酷的火箭矗立在一片空地上等待发射。倒计时开始，发动机点火，火箭拖着尾烟升空，成为点缀在晚霞与圆月构成背景板上的一处明丽的光亮。火箭下落，降落伞成功打开，火箭顺利着陆并被回收。末尾，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。
这则视频的作者、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，刚结束大一所有课程。视频中所有步骤都由他自主完成，其中涉及专业知识之多，令网友们大呼“真是专业大神！”
37个视频
记录下一步步攻克难关的不易
“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，这在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。
为火箭安装姿态控制系统对刘上而言同样是一次全新的尝试。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。
火箭示意图
2019年10月19日，刘上通过自己的社交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。
在评论区中，刘上写道：“这枚火箭我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，我便有了使用固体火箭发动机使这个模型飞起来的想法。”
“这个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，但只要我一直坚持下去，说不定哪天就成功了。”在视频的评论区中，刘上写道。
火箭的模块
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。
《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》……B站账号上的37个视频，记录了刘上一步一脚印的研制过程。
“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。
10个月
个人努力为帆，团队合作为桨
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。
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。
发动机测试
“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。”
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。
发动机数据
刘上的部分书单
“与其他大一新生的微信朋友圈‘画风’不同，他的朋友圈记录了他在航天道路上的每一步成长。”刘上的本科生导师、航天学院副院长朱旭东对刘上有很深的印象“了解到他在航天科创方面的热情后，学院联系了相关领域的教授对他进行科创指导。”
据了解，本科生导师制是南京航空航天大学航天学院为学生选任专门指导老师的培养制度，在本科生入学时为每个寝室4名学生配备一名专业指导老师。大一期间，刘上还加入了学校的航模队。航模队老师史明双指导刘上用自制火箭申报了航空特色科技创新基地创新项目，获得了学校的经费支持。
2014年，还在上初中的刘上曾在QQ空间里写下：“我觉得最吸引我的东西是航模、火箭、化学。”7年里，他一直坚持着自己的热爱。“我的兴趣好像没有起源，追求一直没断，今后希望将热爱变成事业。”
“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。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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来源：南京航空航天大学（ID：NUAA_1952），转载请注明来源编辑：王昕（哈尔滨师范大学站）校审：程远 方瑞 雷鑫（湖北工程学院站）值班编委：连李生出品：青梅工作室