南航学生自制火箭成功发射并回收，此火箭制作难点在哪？

最近，一段南航学生成功发射利用3D打印自制的固体火箭的视频在网络上爆火。在视频中，一枚箭体透明的酷炫火竖立在空地上等待着发射。随着倒计时开始，发动机被点燃，火箭冒着尾烟逐渐升空。变成了点缀在日落和满月背景下的一处亮光。火箭飞行了190米，然后下降。降落伞顺利打开，火箭成功着陆并被回收。随后，视频充分展示了火箭制作的整个过程，从独立设计到流体仿真，制造，测试，控制，再到发射和回收。

在不到一天的时间内，视频已达到416,000次观看。目前，它拥有超过一百万的观看次数和六千多条弹幕消息。该视频的作者、火箭的设计者是同一个人，名为刘上。他在南京航空航天大学航空航天学院学习航空航天工程，并完成了所有新生课程。视频中的所有步骤都是由他独立完成的，这所涉及的丰富的专业知识让网友们大喊“真是专业大神！”。

“推力矢量控制”，“姿态控制”，“模块化设计”，“可重复使用”等都是火箭的“牛”之所在。火箭装有刘上制造的TVC发动机。发动机的喷嘴可以朝不同的方向偏转，只要方向稍微改变，火箭就可以直接升空。这款TVC发动机是刘上这次最满意的设计之一，也是民用火箭爱好者中的一项重大突破。此外，发动机使用“ c型”燃油孔，并具有稳定的推力。它有自己的起落架，无需借助发射架即可起飞。对于刘上来说，为火箭安装姿态控制系统也是一种全新尝试。有了它，火箭发射后就会根据传感器接收到的数据自动调整其在空中的姿态。火箭还完成了空中推力矢量的和鸭翼控制自如切换，在整个过程中无需远程控制。

在开发过程中，矢量引擎部分耗时时间最长。在过去的四个月中，刘上经历了多次失败。第一个难题是发动机的矢量喷嘴的设计。在这方面知识不足的刘上查阅了很多书籍。设计完成后，他和他的朋友完成了推力矢量的流体模拟。最终的仿真结果与实验吻合良好。 “另一个是火箭燃料问题。我对燃料了解不多。”刘上说。开发过程需要大量的实验来验证和改进，火箭燃料的安全性是重中之重，并且不允许有任何错误。 “尽管存在危险，但它们都是可控的。在实验过程中，我们会提前找一个没有人的地方，设好掩体，准备灭火器，并进行远程点火。”经过一些调整后，他和他的同伴在燃料领域继续进行讨论。最后，通过调整配方、冻结燃料表面的方式解决了该问题。