按下"焚烧"按钮那一瞬间,北京航空航天大学博士生高科屏住呼吸,发射掩体里安静得似乎只听得到自己"怦怦"的心跳声。约1秒钟后,300余米别传来了助推级固体火箭发动机宣布的隆隆轰鸣,地上的"震颤"由脚底传导至心脏,此时的高科只觉"震慑""热血奔涌",他知道,"北航4号"挨近空间火箭动力飞翔器已起航。
5月27日11时01分,一身橘红色涂装的"北航4号"在我国西北某地冲天而起,眨眼时刻便扎进了云层。这个全长8.7米、重约1300公斤的家伙,按计划在飞翔400多秒钟后下降预订方位——听到这个音讯,高科顿觉松了口气,之前的严重更多变为了激动、振奋。
为了这400秒钟,"北航4号"这一学生大型归纳项目已准备多年,先后有21位博士生、49位硕士生以及16位本科生参加规划、研发和飞翔实验等,能够说是由学生当"主角"、做"总师"来造"火箭"。关于学生来说,这是怎样的一种体会?
用高科的话来说,很折磨,也很美妙。
2014年刚参加这一项目组时,高科仍是勘探制导与操控技能专业大四在读本科生。在确认结业后将在本校读研讨生时,他在班主任、未来的研讨生导师宋佳的引荐下参加了项目组,并从师兄手中接手了飞控和测发控相关任务,终究"来北航的,谁还没个航空航天梦"。
一年后,刘德元在经过北航的研讨生考试后也参加了进来,"那时刚完毕传统的讲堂学习形式,一听教师说这是个造火箭的大型工程实践项目,我就很想参加,曾经从电视上看火箭升空,就很神往"。
"从科研视点来讲,‘北航4号’是用来验证一些新技能的实践飞翔功能的。"作为"北航4号"项目组指导教师,宋佳告知记者,"与此同时,‘北航4号’这一学生大型归纳项目是在‘北航1号’固体动力探空火箭、‘北航2号’和‘北航3号’固液动力探空火箭项目的基础上开展而来,也是饯别教育科研相结合、进一步深化和加强以归纳项目为载体的人才培养形式的一次新的测验。"
但那时初来乍到,刘德元还真没想到,"咱们学生自己搞的火箭真能成功发射?!"
当在戈壁走了200多公里搜到"北航4号"顺畅下降后留下的残骸时,刘德元和其他教师同学们"像找到失散多年的孩子相同"飞驰了曩昔。运送残骸回去的路上,一轮明月正从六合相交处渐渐爬高,月光洒在苍茫戈壁,刘德元感觉,"月亮都在为咱们的成功点赞,信任未来的路会越来越好"。
他们这次成功了。据了解,"北航4号"由固体动力助推器和固液动力巡航主级组成。其间,固体助推火箭发动机推力约150千牛,作业时刻8.2秒;固液巡航火箭发动机最大推力约3千牛,推力调理才能3∶1,作业时刻大于200秒。飞控选用GPS/斗极双模卫星导航+光纤惯组的组合导航形式,完结了有控巡航飞翔,且此次飞翔完结了有动力挨近空间飞翔的演示验证,平飞高度24公里,平飞速度3马赫,飞翔间隔近200公里。
"‘北航4号’固液混合火箭发动机超200秒的作业时长,是固体火箭发动机很难到达的,而且因为仅有一路氧化剂供应体系,结构简略,比较于液体火箭发动机更易进行推力调理和操控,这能使飞翔器习惯一些特别的作业条件,比方长期的定速巡航飞翔。"高科说,发动机一如飞翔器的心脏,若它的作业时刻短,能够进行定高飞翔,但速度的改变会比较大,能够完结长期变推力作业的固液混合火箭发动机助力了"北航4号"的巡航飞翔。此外,"北航4号"固液火箭发动机选用98%H2O2/丁羟基推动剂组合,无毒无污染,环保性好,储存和运送非常安全便利。
整体而言,此次"北航4号"成功验证了长期变推力固液火箭发动机技能和大空域、宽速域火箭动力飞翔器整体规划、导航制导与飞翔操控技能,可应用于挨近空间大气参数丈量、对地观测和空中数据快速传输,未来可开展成为低成本/快速呼应小型运载火箭等新式火箭动力飞翔器。
为完结这个方针,86位学生如接力跑般跑了多年,其间有人已结业离校,有的从本科熬成了博士,有的从"小男孩"变成了"孩儿他爸"。
"北航4号"从无到有,再到成功发射,宋佳告知记者,这是个"从粗到细,一步一步挨近的进程",包括任务提出、技能要求剖析、开端计划的整体规划,在开端计划规划经过评定后要进行详细计划规划,包括整体结构等各个分体系的规划,比方说动力分体系、地上测控分体系等。此外,各体系还会有硬件、软件计划规划,之后要进行阶段性的实验验证,最终是整体性的实验验证,"类型研发需求的实验咱们都需求进行,差一个都不可"。
刘德元刚入组时,"北航4号"项目已基本进步入了实验验证阶段。他一向担任电气分体系学生担任人,相关实验有时在北京,有时也需求他和同学在西北某地待上一两个月,春夏时皮肤总被晒得黢黑,到了冬季又冷得不可。但最令人折磨的不是环境条件,而是各种突发的、不知原因的毛病或问题,"或许理论上是行得通的,但实践中并不能"。
2015年秋天,刘德元和项目组成员在发动机试车台进行发动机热试,做加负载测验时,忽然发现测不到电流信号试管婴儿,导致实验不能持续。本以为是电气线缆出了问题,教师们决议先把这套线缆拿回校园实验室查看。直到夜里12点多,他和指导教师测验完了一切线缆,仍没找到详细原因,便决议先回去歇息。
但在回家路上,刘德元想着"假如问题不处理,明日的热试车必定还做不了,既然是自己担任的部分出了问题,那就要找出原因,绝不能拖了团队的后腿",所以他又溜回了实验室。翻开电脑里一切有关电气材料,他对照着测验数据一点点排查,到清晨4点多找到了原因。之前的焦虑、压力似乎一扫而空,刘德元趴在实验室桌上睡了不到两小时,之后又和咱们回到发动机试车台完结了实验。
一路通关晋级,问题总不断冒出,直到发射的前一周仍然有毛病呈现。有的问题能够短时刻搞定,有的问题高科花了两三个月的时刻,测验了数千条数据也寻不到症结地点,更要命的是,"你也不知道终究什么时候能找到原因"。
"特别费脑。"高科有时做梦都梦到自己在复盘或了解操作,常常失眠。但在他看来,科研便是个不断"归零"的进程,即遇到问题、寻觅原因、处理问题,归零后重启。而这也是科研的含义和趣味地点,在各种不确认性中探索前行。
"每一次毛病都会暴露出产品规划和生产中的缺点,每一次毛病扫除的进程也都是一次学习的时机。"刘德元说,在这进程中,那种从手足无措,到身心疲乏,再到处理问题后的高兴心境,也是难以言表。
在宋佳看来,这些项目组学生也训练出了"宠辱不惊"的心态。"即便是对一个研讨所的专业团队而言,‘北航4号’也是个压力很大、很杂乱的研发任务,更何况是对学生?"但她没看到过学成长吁短叹或不耐烦,"反而常常安慰我说‘教师没事,作业不多,今日必定很快就完毕’‘一瞬间就完毕了’,但事实上简直每天都要到清晨一两点钟才收工"。
在任务特别严重时,学生们自己排班,组织详尽到"前半夜谁干活,后半夜谁接班""谁核算,谁校核"。在他们身上,宋佳看到了临危不惧、冲锋在前的精气神儿,任意成长的芳华力气,也看到了国家未来航天事业开展的期望。
"一个年代有一个年代的主题,一代人有一代人的任务。"在戈壁待久了,刘德元越能感受到,老一辈航天人在"天上无飞鸟,地上不长草,遍地无人迹,风吹石头跑"的条件下,为我国航天事业开辟出一片新六合的艰苦与崇高。当今,他地点的西北某处的实验场所,条件早已提高不少。天高地阔,云朵似乎就骑在墙头,触手可及。站在长辈们堆集的效果上,他们离新年代航天梦也更近,在他看来,"新年代航天人更应为航天梦尽力,这便是咱们这代人的历史任务"。
一年前,固液混合火箭发动机对北航宇航学院飞翔器动力工程(航天)专业大四学生李心瞳来说,仍是一个特别新鲜的名词。但在参加"北航4号"的研发进程中,原先课本上由条条框框构成的实验体系原理图变成了一条条管路、一根根测控丈量线、一颗颗小螺钉,密封圈也从工图中打满剖面线的示意图跃然眼前,成了发动机的"保命神器"。
在她看来,这段阅历是本科阶段理论学习常识的生动实践,是对体系思想、工程实践、穿插交融才能的训练,更是一场生动的爱国教育、信仰教育和情怀教育,"在无形中点着了心中那小小的航天梦"
现在,李心瞳已将"北航4号"研讨内容嵌入到本科结业规划中,优化研讨了原有的运送体系,并选用电动泵的发动机整体计划规划。她期望能为后续的北航系列火箭规划供给一些思路和材料。
据了解,"北航5号"飞翔器学生归纳项目已开端策划和推动。
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