原标题：南航“00后”刷屏：他如何自制一枚火箭？
近日，大学生自制固体火箭成功发射的视频火了，目前该视频的播放量已超百万。视频中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，刚结束大一的所有课程。视频中所有步骤都由他自主完成，其中涉及的专业知识之多，令网友们大呼“真是专业大神”！
“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。
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。
刘上的这枚火箭高约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。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。
在研制中，矢量发动机的部分是耗时最久的。近4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。
“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。
“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。”
本报实习生 柯龙旻婕
本报记者 杨频萍
