2022年7月31日,秒視天灰蒙蒙的頻萬。在寬闊的網友圍觀林智妍雜志疑似抄襲倪妮造型河道上,星辰(化名)點了三次火,歲高火箭卻在發射筒里一動不動。中生自制第四次,火箭他即將放棄時,發動發動機發出巨大的秒視轟鳴聲,箭體升空,頻萬排出白煙,網友圍觀他舉起相機,歲高匆匆拍下尾焰處漂亮的中生自制馬赫環。
那是火箭他第一次成功發射固體燃料火箭?;鸺w行的發動時間不到5秒,他為此準備了3年。秒視
星辰17歲,是河北邯鄲的一名高三學生。他從小學六年級開始“手搓”火箭,目前已成功制作了十來枚水火箭、2枚固體火箭、一臺液體發動機和試車臺。高考結束后,他打算繼續液體火箭的研制和試發,制造第二代液體火箭發動機。
今年7月,星辰成功制造出一臺液體火箭發動機,并試車成功。他拍下了整個試車的過程,52秒的視頻沒有字幕和解說,卻在B站上獲得超過250萬播放量。
最近,記者與星辰聊了聊他制造火箭的心路歷程。他追溯到,小學時曾在太原衛星發射中心,見證了中國高分十一號衛星發射升空,“那個場面深深震撼了我?!?/p>
【1】小學六年級做出第一支火箭
我今年高三,已經開學了。平時,我在寒暑假期間去做火箭的設計和調試,周末會進行一些小型的組裝和測試。
小學起,我就喜歡上火箭。
我在市圖書館偶然翻到關于火箭的書籍,感覺很神秘。之后,我把圖書館里關于航天的書都借遍了,有些還看了好幾遍。我記得有本書的內容是,1969年,人類第一次在月球著陸,那些圖片深深吸引了我。
小學六年級,我有幸去了太原衛星發射中心,親眼見證了中國高分十一號衛星發射升空。
我當時就站在離塔架很近的位置,那個畫面太震撼了,火箭升空時的轟鳴聲特別大,感覺我的五臟六腑都跟火箭尾翼的震動共振。
后來我就在網上搜索火箭發射的視頻和紀錄片。其實不光是火箭,人類的航天精神也是深深吸引了我,就感覺在那種一無所知的情況下,就敢去探索這么浩瀚的星空。
我第一次做成火箭是在小學六年級。那是一枚水火箭,現在已經被“解剖”了。每一次測驗發射完,我都會把每個機件段的螺母和螺桿拆卸下來,查看密封情況及表面磨損,積累經驗。
目前,我做了十來枚水火箭、十來臺固體火箭發動機、2枚固體火箭,制造了一臺液體火箭發動機、一個標準的試車臺,一枚箭體,高考后打算發射一枚液體火箭。
很多人問過我,怎么學習火箭方面的知識。我在B站上看過南京理工大學武曉松教授的公開課。有一些內容最初看不懂,但通過那堂課,我才算是真正了解固體火箭發動機的構造和運行原理。有看不懂的,我就一個個查,把公式給弄明白。
我的體會是,不是單憑學習專業知識和計算公式就可以做出一套配套系統。制造火箭的原材料都是比較常見的金屬,但工件很難得到,網上也沒有賣的成品,好多零部件需要自己設計。
要想這枚火箭達到自己的標準,就需要很多實踐經驗。這個經驗都是一步步積累出來的,之后你可以依照前面的經驗設計第二枚、第三枚、第四枚。
這對我來說,不是一個重復的過程??赡苁且驗槲覍@方面的興趣很濃厚。對我來說,每一次重復、每一次設計、每一次實驗都是一種享受。
如果我有整塊的空閑時間的話,我幾乎都會花在這一件事上。去年快過年的時候,我設計完火箭的箭體,零部件制造也完成了,需要組裝和調試。那段時間,我早上5點多去,晚上10點多回,持續了十來天。午飯也是自己帶到那邊,應付兩口。一天幾乎就沒別的,就這一件事。
我喜歡《星際穿越》,電影里他們為了讓人類能在宇宙空間里生存下去,嘗試了很多辦法,我覺得人類的航天使命也是如此,都是想要飛出去。
“航天之父”齊奧爾科夫斯基說過一句話:地球是人類的搖籃,但人不能永遠被束縛在搖籃里。
向外探索也是航天的使命之一。
【2】試發時遇到過幾次爆炸
我從初二開始研制固體火箭,學習固體火箭發動機設計的知識,一次次試車,再一步步改進,一直到高中才做出一個穩定可靠的發動機,才敢嘗試第一次固體火箭的發射。
試發必須嚴謹。因為一旦出事,后果會嚴重。固體火箭雖然成本廉價,但也比較危險,可以說,它就是一個活生生的炸彈。
我遇到過幾次爆炸。有一次,凌晨三四點,我去廢棄的橋洞底下測試固體火箭發動機,當時離發動機只有30米。我按下發射按鈕,發動機先是工作了一秒,下一秒直接從第二節和第三節中間炸開,直接炸成兩半。
發動機外面的保護層散成碎片,打到我頭盔的面罩上。幸好那個保護層是泡沫材質,而不是比較脆的金屬,不然可能會形成破片,四散開來的后果不堪設想。
還有一次,因為發動機殼體工藝的問題,測試時,發動機底部被燒穿,直接飛到空中打轉。其他的意外情況,包括燃料燒穿側壁,造成泄漏。還有一次是噴管喉部的加工固定有問題,試發時,把喉部給吹裂了。
研制火箭的過程,就是不斷失敗,再一次次調試。不到試發的時候,都不知道結果。
我第一次成功發射固體火箭是在高一升高二的暑假。我還記得,那天是7月31日,早上10點多,天灰蒙蒙的,快要下雨。我家到發射地有近30分鐘的車程,因為車里開著空調,室外溫度很高,熱空氣遇冷凝結成水珠,附著在發動機的裝藥上,把最外層全部打濕了。
因為以往火箭是常溫保存,我沒意識到這個問題。到了河道邊,我把火箭放入發射筒后,點火3次都失敗了。我很納悶,都準備放棄發射,把火箭從發射筒拆下來時,看了一眼發動機,才知道是里面進了水。
我心想,30分鐘的路程都來了,我得再試一次。當時情緒挺低的,喊“一、二、三、點火”的時候,聲音都沉沉的。按下去那一秒,火箭沒有反應,我都準備收相機了,突然發動機就開始噴出大量廢氣,火箭瞬間升上幾百米的高空。
幸虧是一層薄薄的水滴,后來可能是那3次點火把那塊區域烤干了。當時那種激動的心情真的難以言表?;鸺l射后排出的白煙特別大,尾焰清晰可見,跟正常的固體運載火箭的發射場面很相似,不管是視覺還是聽覺,都是一個很強的沖擊。
當時就很慶幸之前拍的經驗比較多,不然差點就錄不到第一次固體火箭的升空了?;鸺w了不到5秒鐘,整個過程就結束了,我覺得特別值。其實付出好些年,就為了那5秒。
【3】數萬元造價的火箭可能瞬間灰飛煙滅
相較水火箭和固體火箭,液體火箭的花費較大,發動機成本在1萬元左右,再加上管路、試車臺、供應系統,大概需要2萬到3萬元。
精力也是,光組裝一枚箭體就需要十多天的時間,整個液體火箭發動機的制造需要四到五個月,才能做成一套可靠的系統。
液體火箭的危險系數是比較高的,如果貯箱里的液氧和乙醇泄漏,在外界混合點燃,那爆炸的壓力甚至比普通的炸藥威力更大。
水火箭和固體火箭的技術難度,遠遠不如液體火箭。我是去年寒假開始做,起初沒想到這么難,一直到今年的7月,液體火箭發動機才算是達到一個比較穩定的標準。
圖紙改了又改。最初,在材料選擇上,我選了非常普通的材料做燃料貯箱,但試驗時發現,普通鋼材在液氧加注時,效果并不好。后來我就把那些貯箱全部換成鋁合金,重新做。
這個過程比預期的長了很多,沒想到這么困難重重。當時畫設計圖紙想得太簡單了,因為第一次接觸液發,想象的和實際有很大的偏差。
第一次設計試車臺時,發現之前設計的結構存在問題,那些監測設備和管路排布也有問題,當時幾乎是整個工程推倒重建?,F在的這一批管路、貯箱、箭體,還有新一套的試車臺,是可以測試2000牛到5000牛推力之間的發動機。
今年7月,我決定去江蘇翎客航天公司測試這臺液體發動機,請專業團隊進行液體火箭發動機的試車。當時,我距離試車臺只有二三十米,他們按下點火按鈕,發動機工作的一瞬間,我都不敢相信這個發動機是我設計的,發動機的轟鳴聲比我之前測試的任何一臺都要大。尾部的馬赫環形狀清晰,工作狀態也很穩定。當時就覺得自己的努力沒有白費,太值了。
液發屬于危險系數特別高的類型,它的測試都是一錘子買賣,要么成功,要么失敗??赡苡?萬元造了一臺液發,在按下按鈕的那一瞬間,就灰飛煙滅了。
【4】在網上認識很多火箭圈愛好者
火箭最初對我來說,是一個愛好,感覺它很神秘,所以想去探索它的原理。后來真正動手去做,才發現它和想象中的并不一樣,現在它已經成為我生活中不可或缺的一部分。明年高考,大學還是想報航空航天類專業。
高考后,我打算把時間留給液體火箭的制造和設計。目前第一代發動機已經制造成功,后續將爭取做一臺更大推力的發動機。
在設計這枚液體火箭時,我的預想是分兩個階段。第一階段是讓火箭依靠第一代發動機進行一次試飛,因為第一代發動機是恒定推力,之后會設計一款直徑更大的火箭,它的發動機推力更大,大概是第一代發動機的2到3倍。第二代發動機打算設計成可調節推力,根據火箭升空的每一階段對推力的要求,來調節發動機和燃料的流量以及推力。
到時候會考慮把火箭的4片尾翼去掉,只依靠發動機的擺動來控制火箭的整體方向。
那個視頻的播放量超過250萬時,我心里沒有很大的波瀾??赡茉谠嚢l現場經歷了很多次震撼人心的畫面。
很多人都是從我開始做水火箭就一直關注到現在。我確實很感謝他們,有些人會來善意地提出一些設計建議,我也會收到一些鼓勵。
在網絡上,我認識了很多火箭圈愛好者。我遇到過一個重慶的初中生,他也非常熱愛火箭,投入了很多精力,他制造過一臺液體發動機,這次也是我們一起合作,他負責編程,我負責制造。
我還遇到了一個四川的高中生,他做的也是一臺液氧甲烷發動機,跟他們一起交流,我學習到了很多。
在那個視頻底下,有條評論給我留下了很深的印象——“愿麥子和麥子長在一起,愿河流與河流流歸一處,愿追夢人能遇到追夢人,在這條路上彼此鼓舞走下去?!?/p>
因為,很長一段時間里,我都是一個人在做這件事。我也非常希望能接觸到一些志同道合的人,一起交流和學習,這比一個人去做研究和測試好多了,也希望能激勵更多的人去嘗試火箭的制造。
來源: 九派新聞 揚子晚報綜合