用火箭送快遞，19歲中國“馬斯克”這樣煉成

王新同

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(fā)射。“倒計時開始，3、2、1，發(fā)射！”火箭拖著尾焰驟然升空，多個攝像機位，呈現(xiàn)了發(fā)射瞬間的氣勢。而觀看視頻的網(wǎng)友也沒閑著，紛紛發(fā)來：“各地信號跟蹤正常的檢測結(jié)果”“空中姿態(tài)正常，陜西跟蹤正常，安徽遙感監(jiān)測正常，貴州信號正常……”

隨后，火箭下落，降落傘成功打開，火箭順利著陸并被回收。近期，火箭的設(shè)計者——00后大學(xué)生劉上火了，連央視新聞都對他進行了報道。“你咋不上天呢”這句網(wǎng)絡(luò)戲言，被這個天才少年實現(xiàn)了。其間，曾經(jīng)歷數(shù)次失敗，未來，他想用火箭來送快遞！

從小愛科學(xué)，14歲就自制無人機玩航拍

今年19歲的劉上，出生在湖南常德市一個普通職工家庭。由于爸爸劉正華愛看《三體》之類的科幻小說，而且平時喜歡搞一些小發(fā)明、小創(chuàng)造，比如家里的書架、板凳等都是用舊雜志做成的，漂亮、時尚又環(huán)保。他還用廢舊金屬為兒子做戰(zhàn)車、變形金剛等。受其影響，劉上自幼就在腦海里種下了熱愛科學(xué)的種子。

有趣的是，媽媽給他買的各種玩具，甚至家里的鬧鐘，常常被愛“鼓搗”的劉上“大卸八塊”，但通過摸索，他3歲時就能一點點再組裝上。就這樣通過分解組合，小家伙漸漸弄懂了發(fā)條、齒輪等零件的工作原理。

到讀小學(xué)時，動手能力很強的他，甚至能用別人扔掉的廢銅爛鐵等，自制出各種有趣的玩具，讓小伙伴們愛不釋手。尤其是劉上用廢舊塑料瓶做出的“水火箭”，連老師都不由得對他刮目相看。

讀初中時，喜歡科技制作的劉上，閱讀了大量科普讀物，甚至翻爛了兩套百科全書，尤其對火箭、衛(wèi)星等產(chǎn)生了濃厚興趣。

一次，他在一本雜志上看到美國硅谷科技天才馬斯克，也就是如今聞名全球的斯特拉電動汽車?yán)习澹麣v經(jīng)無數(shù)次失敗后，實現(xiàn)了私營企業(yè)火箭順利折返、海上火箭回收等壯舉。

換句話說，這種可重復(fù)利用的火箭，可以往太空中送貨，大大節(jié)約了成本。劉上對之驚羨異常。尤其對這個獨立特行的“大神”非常崇拜，他立志要成為中國的“馬斯克”。

讀初一時，劉上在老師指導(dǎo)下，開始跟一幫同學(xué)“玩航模”。平日里，他閱讀的全都是有關(guān)航空航天方面的書籍。興趣是最好的老師，劉上的房間里也擺滿了各類制作航空模型的設(shè)備和工具。他曾寫下：“最吸引我的東西是航模、火箭，化學(xué)。”

2015年冬天，劉上看到網(wǎng)友自制無人機航拍器，覺得在高空中用這種大視野拍出的畫面，非常壯美，于是他就產(chǎn)生了自制無人機的想法。

普通人也許覺得這孩子有點異想天開，無人機都是買來的呀，誰還能自己鼓搗？但對劉上來說，還真的難不倒他。后來他網(wǎng)購了一些零部件，僅用10天，便制作出一架翼展1.9米的無人機。同小伙伴們買來的“小不點”相比，這架被命名為“獵鷹”的無人機顯得非常霸氣！

2016年春天，劉上又對其做了進一步的改良。“獵鷹”具備定點、定向、定高、自動返航飛行等功能。隨后，他利用周末操控著自己組裝的無人機，從1600米高空航拍了桃花源大橋、柳葉湖、桃花島等常德美景，拍出的畫面效果，同學(xué)和老師們看后都頗感震撼。

向來喜歡新生事物的爸爸劉正華，還鼓勵兒子自學(xué)軟件，對視頻進行后期制作。后來這條視頻上傳網(wǎng)絡(luò)，吸引了眾多網(wǎng)友觀看，劉上還因此收獲了一批粉絲呢！

屢試屢敗，夢想自己設(shè)計火箭上天

其間，劉上在網(wǎng)上認(rèn)識了一群航空愛好者，萌發(fā)了研制探空火箭的想法。他除了上網(wǎng)查資料和自學(xué)，還在網(wǎng)上購買了高氯酸銨、高分子粘結(jié)劑等材料回家研究。就連劉上自己，都覺得有點“走火入魔”了。對于孩子的愛好，父母始終保持大力支持和開明的態(tài)度，哪怕是做實驗曾經(jīng)差點讓家里燒起來，他們也沒有反對過。

“最初只打算做成簡單的模型，隨著模型完成，我希望火箭能飛上天。”制作過程中，各種困難接踵而至，但劉上從不放棄。用半年多的時間，通過自學(xué)和與航天愛好者交流，劉上逐一完成火箭的機械設(shè)計。

那年暑假，劉上對火箭發(fā)動機進行了第二次地面熱試車，當(dāng)他按下手中遙控器的點火按鈕時，沒想到“轟”的一聲巨響，發(fā)動機及試車裝置在煙霧中化為了碎片。萬幸的是，這次事故沒有炸傷人。

這次試車雖然失敗，但劉上并沒有因此氣餒。他對爆炸原因進行了分析，再次改進發(fā)動機。用PVC水管制作箭體、買來3D打印機打印出火箭頭錐，經(jīng)歷了多次制作、調(diào)試和發(fā)射，2016年8月4日，劉上終于把這個長135厘米、重4.4公斤的火箭，拖到了常德市城區(qū)芙蓉北路的一處空曠工地上，進行試飛。

倒數(shù)聲中，火箭“嗖”地一聲沖上高空，鉆進厚厚的云層，消失在大家的視野外，攝影機根本來不及捕捉它的身影。看到火箭成功發(fā)射，身穿黃色T恤、手拿遙控器的劉上興奮得跑了起來。

本來點火、發(fā)射、升空、開傘控制裝置、降落傘彈出，整個過程都在他的計劃中，但出人意料的是，降落傘卻在彈出的一瞬間撕裂了，導(dǎo)致火箭硬著陸摔了下來，可想而知，用于采集溫度、氣壓等大氣數(shù)據(jù)的探測設(shè)備全部損壞。

劉上從恢復(fù)的殘缺數(shù)據(jù)中，大致推算出火箭的飛行高度達(dá)到了1000米左右。盡管這個15歲少年自制小火箭升上了千米高空，但最終的試驗結(jié)果卻完全可以用“一塌糊涂”來形容。

雖然表面上看，是降落傘彈出的問題，其實這其中還牽涉到很多非常復(fù)雜的技術(shù)問題，而在當(dāng)時，對一個高中生來說，憑他的知識結(jié)構(gòu)想解決這些專業(yè)設(shè)計方面的難題，簡直難以想象。了解到發(fā)射失敗的情況，父母都沒有責(zé)備他，尤其喜歡科技制作的爸爸，還幫他分析設(shè)計方面的缺陷，并鼓勵他“加強學(xué)習(xí)，從頭再來”。

讓劉上興奮的是，2019年，他以優(yōu)異成績考入南京航空航天大學(xué)，學(xué)的是航空航天工程專業(yè)。這也是填報高考志愿時，爸爸提出的建議，而對瘋狂熱愛航天和火箭的劉上來說，這無疑是如虎添翼。

因為他一直的夢想，就是有一天自己設(shè)計制作的火箭能真正飛上天！而不是像上次的“大炮仗”那樣，能飛上天卻無法回收，充其量那只是個“半拉子工程”。

2019年10月的一天，劉上看到國外知名的火箭愛好者“BPS.space”制作的姿態(tài)控制火箭，大開眼界。

為火箭安裝姿態(tài)控制系統(tǒng)后，升空的火箭會根據(jù)傳感器收到的數(shù)據(jù)，在空中自動調(diào)整姿態(tài)。火箭還能在空中完成推力矢量和鴨翼控制的切換，全程無需遙控。

劉上決定也要做出這樣的火箭，這對他是一次全新的嘗試，也是挑戰(zhàn)。他開始自學(xué)機械設(shè)計、3D建模、發(fā)動機、燃料、編程、飛控算法、3D打印等相關(guān)知識和技能。

2020年，劉上在家上網(wǎng)課之余，他開始著手制作火箭。這次，在爸爸的大力支持下，他推倒過去的方案，對新火箭重新進行了設(shè)計。

劉上說：“兩次攻關(guān)，發(fā)動機矢量噴口設(shè)計、燃料調(diào)配最關(guān)鍵。”除了參考書籍，他還進行了大量試驗，不斷驗證、改進。劉爸爸明白，尤其是火箭燃料的安全性，不容許有一點兒失誤，否則就會發(fā)生爆炸等意外事故，這可不是鬧著玩的。

由于存在著很大的危險，所以，每次試驗時，劉上都會找無人的地方，提前找好掩體，備好滅火器，遙控點火。這時，父親劉正華就是他的主心骨和得力助手。

除了解決發(fā)動機難題外，劉上還對火箭進行多項設(shè)計，如自帶起落架、無須發(fā)射架輔助便能起飛等。《模型小火箭發(fā)射》《小型火箭TVC推力矢量控制器》《自制碳纖維固體火箭發(fā)動機第7次測試成功》……

劉上上傳到Bilibili視頻網(wǎng)站上的37個視頻，記錄了他制作火箭的全過程。但背后的艱辛，只有父親了如指掌，網(wǎng)友們并不清楚。

劉上最感激的就是爸爸，在搞發(fā)明創(chuàng)造這方面，他是全力以赴的支持。盡管家里并不富裕，但無論購買材料、配件等花多少錢，父親都非常舍得，從來沒有因兒子大把“燒錢”心疼過。他認(rèn)為劉上不是胡鬧，而是實實在在的在做科學(xué)試驗，家里應(yīng)該盡最大努力幫兒子實現(xiàn)自己的夢想！

在一個有關(guān)火箭發(fā)動機的視頻評論區(qū)里，劉上寫了這樣一段話：“設(shè)計火箭項目我會持續(xù)地做下去，這是一個充滿著困難與挑戰(zhàn)的過程，同時也是一個長久的過程，需要我不斷地去學(xué)習(xí)、不斷地去探索、不斷地去嘗試，但只要一直堅持下去，說不定哪天就成功了。”

盡管其間經(jīng)歷了一次次的失敗，也花了不少錢，但劉上總是一副雄心勃勃、志在必得的樣子，從來沒有因為挫折灰心喪氣過。

成功發(fā)射、回收，未來想用火箭送快遞

2020年8月，劉上費盡心血設(shè)計、制作的這枚火箭，終于完成了。他特意邀請了5名資深航空愛好者協(xié)助發(fā)射。此時，只見一枚擁有透明箭體、外形炫酷的火箭，矗立在一片非常空曠的荒地上等待“點火”。只聽一名助手喊道：“倒計時開始，3、2、1，發(fā)射！”劉上迅速按動了發(fā)射按鈕，發(fā)動機點火。

那一刻，壯觀的一幕出現(xiàn)了。只見那枚火箭拖著尾焰驟然升空，多個攝像機位，呈現(xiàn)了發(fā)射瞬間的氣勢。通過安裝在火箭上的攝像頭，觀眾們得以在空中俯瞰平原上的城市與遙遠(yuǎn)的地平線，一時間，仿佛個個置身于火箭發(fā)射中心，體驗了一把親臨發(fā)射現(xiàn)場的激動。

有趣的是，大批觀看視頻的網(wǎng)友也沒閑著，于是，畫面中出現(xiàn)了他們紛紛發(fā)來的聲音：“各地信號跟蹤正常的檢測結(jié)果”“空中姿態(tài)正常，陜西跟蹤正常，安徽遙感監(jiān)測正常，貴州信號正常……”

這枚火箭經(jīng)過一段平穩(wěn)飛行后，開始下落，盡管有網(wǎng)友已經(jīng)開始?xì)g呼，殊不知，這時反而是劉上最緊張的時刻，因為幾年前那次試驗因設(shè)計存在問題，就是因為關(guān)鍵時降落傘發(fā)生故障，導(dǎo)致前功盡棄的。這時，父親劉正華的心也提在了嗓子眼上，生怕降落傘在打開時，出現(xiàn)哪怕一點點故障。

值得慶幸的是，降落傘根據(jù)設(shè)計程序成功打開了，火箭順利著陸并被回收，其實這才是最關(guān)鍵的一步。不懂行的人，看似一切都順理成章，其實里面的科技含量太高了。要知道，大家以往在電視里看到的衛(wèi)星發(fā)射的場面，那可都是國家級的，從火箭到衛(wèi)星設(shè)計，有著成千上萬的科學(xué)家和專業(yè)人員“聯(lián)合作戰(zhàn)”，而劉上的這枚火箭，卻是他單槍匹馬獨自完成的。他僅僅是個剛滿19歲的小小少年！

在Bilibili視頻網(wǎng)站、抖音等網(wǎng)絡(luò)平臺，劉上發(fā)射火箭獲得上千萬網(wǎng)友圍觀、點贊。看完視頻，不少人為劉上點贊！

“看到火箭發(fā)射成功，很有成就感。”劉上說，火箭搭載自制的TVC發(fā)動機，發(fā)動機噴口可向不同方向偏轉(zhuǎn)，只要稍稍調(diào)整方向，就可以確保火箭筆直升空。這臺TVC發(fā)動機是劉上最滿意的設(shè)計之一，研制耗時4個月，經(jīng)歷數(shù)次失敗。

劉上的父親劉正華介紹說，這枚火箭高約96厘米、直徑9.5厘米，重3.1公斤，不同部件用到光固化樹脂、電木、碳纖維、不銹鋼等材料。

“你咋不上天呢？”沒想到這句網(wǎng)絡(luò)戲言，被這個天才少年實現(xiàn)了。很快，連央視新聞都對火箭的設(shè)計者劉上進行了報道。

如今，劉上沒有就此停止研究，他說：“這枚火箭還沒有達(dá)到最高的性能比。”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類數(shù)據(jù)，將繼續(xù)改進程序算法。他說：“我最終的目標(biāo)是用火箭送快遞！”

這個想法聽起來似乎有點天方夜譚，其實很靠譜。劉上說，裝載著貨物的火箭“快遞員”會精準(zhǔn)地射向目的地，并在到達(dá)后通過減速發(fā)動機安全軟著陸。為此，他確定了三步走的研發(fā)策略：“姿態(tài)控制、飛行軌跡控制、定點軟著陸。”此次的成功發(fā)射，讓他離目標(biāo)更近了一步。

如今，“天才少年”劉上在網(wǎng)絡(luò)上火了，他說自己的偶像就是硅谷的馬斯克，對于研究火箭，劉上幾乎到了癡迷的地步。也正是因為他的狂熱愛好，才成就了少年今天的成就。有網(wǎng)友甚至稱他是中國版的“馬斯克”，劉上始終相信有夢想就去追，萬一實現(xiàn)了呢！

7年里，劉上一直堅持著自己的熱愛。今后，他也希望將熱愛變成事業(yè)，為我國的航天事業(yè)，貢獻自己的一份力量。

編輯/征?貞