胡文娟 馮海倩
“……3、2、1, 點(diǎn)火!”伴隨著指令,嗖地一聲,一枚重約50公斤、高約3米的火箭升上了4000多米的高空。這是2013年7月的一天,在內(nèi)蒙古科爾沁左翼后旗的一處戈壁灘上,看到堅(jiān)持兩年制造的火箭一躍升空,胡振宇激動(dòng)地喊叫著。為了能夠把火箭送上天,他和隊(duì)友們堅(jiān)持了兩年,克服了資金、技術(shù)、安全等難題,終于把這枚國(guó)內(nèi)業(yè)余火箭界重量最大,復(fù)雜系數(shù)最高的火箭送上了蒼穹。
愛好者不愛約束的創(chuàng)造力
2011年,胡振宇正在華南理工大學(xué)讀大二,盡管讀的是工商管理專業(yè),但他依舊對(duì)自己中學(xué)時(shí)著迷的化學(xué)和炸藥念念不忘。在一個(gè)科技愛好者的社交網(wǎng)站——科創(chuàng)論壇上,他認(rèn)識(shí)了許多跟他一樣的朋友——羅澍、張子林、黃德恩和陳詩(shī)會(huì),大家都是從中學(xué)時(shí)候就開始接觸火箭方面的信息。大伙兒以前都是單兵作戰(zhàn),制造的火箭也較為“簡(jiǎn)單粗暴”,都上大學(xué)了,何不做一枚“真正的”火箭呢?在胡振宇的提議下,五個(gè)人決定高端大氣上檔次一把,玩點(diǎn)真材實(shí)料的。
2011年9月,他們開始造火箭,確切地說(shuō)是探空火箭。“挑戰(zhàn)較為初級(jí)的探空火箭對(duì)于當(dāng)時(shí)經(jīng)驗(yàn)不算豐富的我們來(lái)講,算是量力而行吧?!焙裼钫f(shuō)。沒有資金怎么辦?自掏腰包一起湊錢;沒有實(shí)驗(yàn)室怎么辦?中山大學(xué)有公用的電子實(shí)驗(yàn)室,還允許外校學(xué)生進(jìn)去做試驗(yàn)。資金、場(chǎng)地都解決了,大家就發(fā)揮所長(zhǎng),分工行動(dòng)了。
華南師范大學(xué)材料物理專業(yè)的張子林負(fù)責(zé)火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì),他玩火箭很多年了,經(jīng)驗(yàn)豐富,是論壇里公認(rèn)的技術(shù)大牛?!八募夹g(shù)非常好,我剛開始制造燃料時(shí),他給了我很多建議,也教我很多東西。”胡振宇當(dāng)時(shí)負(fù)責(zé)協(xié)助張子林完成燃料制造的部分,同時(shí)還負(fù)責(zé)整個(gè)項(xiàng)目的組織管理。中山大學(xué)的羅澍負(fù)責(zé)火箭的航空電子設(shè)備和數(shù)據(jù)采集,他早在高中時(shí)就曾獲得過發(fā)明展覽會(huì)金獎(jiǎng),是家鄉(xiāng)有名的小小發(fā)明家,后來(lái)被中山大學(xué)自主招生錄取。黃德恩則負(fù)責(zé)場(chǎng)地的勘察與觀測(cè)點(diǎn)選址。另外還有一名自由職業(yè)者陳詩(shī)會(huì),他主要負(fù)責(zé)火箭制造過程中的機(jī)械加工部分。
“那段時(shí)間大家確實(shí)沒少忙活,基本上每天晚上都搞到凌晨,呆在實(shí)驗(yàn)室里埋頭做試驗(yàn),搞測(cè)試?!焙裼顚?duì)于團(tuán)隊(duì)當(dāng)時(shí)在一起工作的熱情十分懷念,“在缺乏資金的情況下,大家盡量自己動(dòng)手。比如說(shuō)地面點(diǎn)火用的測(cè)試臺(tái),就是我們自制芯片和機(jī)械結(jié)構(gòu),用普通的電子秤改裝成的。我們盡可能利用身邊方便的資源,選擇物美價(jià)廉的PVC管材做火箭箭體,借用學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室和小工廠的車床做電子芯片和發(fā)動(dòng)機(jī)。說(shuō)實(shí)話,我們的這些材料和工藝跟國(guó)家制造火箭有著天壤之別,人家都是專門的合金材料,并且有著高精密度的加工工藝,而我們都是隨隨便便找點(diǎn)東西來(lái)弄,可以說(shuō)百分之八九十的材質(zhì)都是淘寶上購(gòu)買的。不過這也體現(xiàn)了愛好者的一個(gè)特點(diǎn)——不受約束的創(chuàng)造力和純粹的熱情?!?/p>
2011年11月,火箭建造完成,可是出師不利,剛一決定要在廣州大學(xué)城附近的空地上進(jìn)行發(fā)射,就被空管部門和其他相關(guān)部門得知后叫停了。為此,他們不得不將火箭發(fā)射改為地面模擬測(cè)試,圓夢(mèng)藍(lán)天暫且擱置了。
師兄助,柳暗花明
第一枚火箭的發(fā)射受阻,并沒能打消大伙兒的積極性。盡管沒有升空,但地面測(cè)試的效果還不錯(cuò),發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,對(duì)整個(gè)模擬發(fā)射過程的電子檢測(cè)也印證了火箭設(shè)計(jì)的合理性和高效性。這讓大家更有信心了,他們繼續(xù)從實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)中尋找改進(jìn)及突破的地方,為下次發(fā)射做準(zhǔn)備。12月,團(tuán)隊(duì)終于找到一塊沒有航道的空域,在規(guī)避航道的偏遠(yuǎn)地區(qū)的建筑空地上進(jìn)行第二枚火箭的發(fā)射,但這次發(fā)動(dòng)機(jī)卻爆炸了。胡振宇總結(jié)那次的失敗原因說(shuō):“爆炸的直接原因可能是隔熱層里的縫隙造成的。雖然我們的設(shè)計(jì)沒問題,但是工藝和材料束縛了當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)。再加上對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料等的測(cè)試也不夠充分?!?/p>
2012年1月,團(tuán)隊(duì)到了最困難的時(shí)候。每個(gè)人都花了幾千塊錢,也耗費(fèi)了很大的精力,結(jié)果東西還沒做出來(lái)。況且當(dāng)時(shí)已經(jīng)到了學(xué)期末,大家還得應(yīng)付期末考試。因此,團(tuán)隊(duì)決定暫時(shí)休整一陣子。也就是在此時(shí),他們意外得到了來(lái)自華南理工大學(xué)一位校友的贊助。這位家電企業(yè)的老板給了他們10萬(wàn)元,為他們租了實(shí)驗(yàn)室,并且讓他們用自己工廠里的精密數(shù)控車床來(lái)加工零部件。就這樣,項(xiàng)目滿血復(fù)活了。
雖然較之專業(yè)火箭制造經(jīng)費(fèi),十來(lái)萬(wàn)還是太少,但是第三枚火箭的整體標(biāo)準(zhǔn)比前邊兩枚升級(jí)了不少。團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)制造的電路板由原來(lái)的單層加倍至四層,傳感器精度也提升了一個(gè)檔次,胡振宇還將燃料進(jìn)行了12次配方改良、3次規(guī)格升級(jí)和5次工藝改進(jìn),將火箭發(fā)射的預(yù)計(jì)高度從之前的640米提高至四五千米。為了能夠發(fā)射成功,團(tuán)隊(duì)一次又一次地計(jì)算,檢測(cè)?!鞍肽甑臅r(shí)間里,我們的加工方式有了質(zhì)的飛躍,從最初的借用學(xué)校里的打磨機(jī)、切割機(jī)到現(xiàn)在完整的車床加工工藝。對(duì)于一些精密度要求高的部位,我們已經(jīng)到了微米數(shù)量級(jí)?!睘榱吮WC安全,胡振宇等人設(shè)計(jì)了地面點(diǎn)火方式,并且在控制端和點(diǎn)火端中間設(shè)置了多臺(tái)傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。在箭體的材料方面,也實(shí)現(xiàn)了從鋁合金到碳纖維和航空鋁的復(fù)合材料的提升。發(fā)動(dòng)機(jī)的測(cè)試中,性能也被不斷刷新到原來(lái)的四五倍。此時(shí),火箭的諸多數(shù)據(jù)均已達(dá)到國(guó)內(nèi)業(yè)余火箭界的最高水準(zhǔn)。
沖飛云霄
2012年10月,火箭主體基本完成。2013年4月,由于法律法規(guī)上對(duì)于引導(dǎo)民間火箭發(fā)射的空白使得贊助公司認(rèn)為發(fā)射無(wú)望,停止了資金支持。隨著隊(duì)員們逐漸將重心轉(zhuǎn)移到其他事情上,6月份,團(tuán)隊(duì)宣布解散,只剩下一大堆的材料和零件,但是為了向之前贊助的校友和自己兩年的辛苦有個(gè)交代,胡振宇決定一個(gè)人也要把火箭發(fā)射上去。他從原來(lái)70多平米的實(shí)驗(yàn)室搬到了一個(gè)只有20平米,位于城中村的小屋子里,靠著出去教鋼琴做家教來(lái)維持運(yùn)轉(zhuǎn)。
他花了將近一個(gè)月的時(shí)間,去學(xué)校工廠把那些還沒有做的小零件,機(jī)械構(gòu)造加工完成,然后把各個(gè)分散的部分整合到一起。胡振宇在那一個(gè)月里,天天熬通宵,也砸了不少錢,最終把這個(gè)火箭做好了。
依照《中華人民共和國(guó)民用航空法》中提到的“修建固定或者臨時(shí)性對(duì)空發(fā)射場(chǎng),應(yīng)當(dāng)按照國(guó)家規(guī)定獲得批準(zhǔn);對(duì)空發(fā)射場(chǎng)的發(fā)射方向,不得與航路交叉”,胡振宇研究了國(guó)內(nèi)航線,“只有內(nèi)蒙古符合條件”,因此,他把發(fā)射地定在了內(nèi)蒙古科爾沁左翼后旗。胡振宇定制了一個(gè)木箱,把火箭拆散,打包,跟女朋友一起將大木箱推到附近的一個(gè)物流站點(diǎn),運(yùn)到沈陽(yáng),然后再租車將其運(yùn)到內(nèi)蒙古的發(fā)射地。
2013年7月29日,胡振宇同來(lái)自“科創(chuàng)論壇”的其他20多名火箭愛好者一同組裝了火箭,調(diào)試發(fā)射架,做好發(fā)射前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。下午2點(diǎn),火箭在胡振宇的指揮下,“……3、2、1, 點(diǎn)火!”騰空而起,飛入了肉眼看不到的云層之中。幾分鐘后,胡振宇與同伴們開始搜索殘骸,回收到結(jié)構(gòu)完好的火箭頭錐一枚。
胡振宇總結(jié)此次發(fā)射的意義說(shuō):“火箭飛上了天空已經(jīng)算是一種成功,因?yàn)檫@證明了火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料和箭體設(shè)計(jì)都是很合格的。但從綜合角度來(lái)看,這并不是一次完美的發(fā)射?!?因?yàn)樗麄兊暮娇针娮酉到y(tǒng)出了問題,火箭并沒有按照預(yù)定的設(shè)計(jì),成功地打開降落傘,且安全地回到地面,很多氣象數(shù)據(jù)也都沒有收集到。他說(shuō),“發(fā)射雖不完美,但還是希望人們能夠關(guān)注國(guó)內(nèi)的民間火箭實(shí)驗(yàn),因?yàn)樵趪?guó)外,比如美國(guó),有不少私營(yíng)航天公司都是愛好者發(fā)起的,他們甚至?xí)薪訃?guó)家航天局的一些關(guān)鍵任務(wù)。愛好者在航天技術(shù)中是可以發(fā)揮巨大作用的?!?/p>