↑国防科技大学学员进行小型火箭发射前的检查工作。刘瑞康 摄
大赛在即,国防科技大学智慧火箭俱乐部内气氛热烈。去年10月的中国国际飞行器设计挑战赛中,学员胥睿和同学们曾获得团体冠军。
“今年我们换了赛道,参加科技创新评比项目。”胥睿说,这次他们正在设计一款更智能的火箭。
活动室一侧的展台上,几个金灿灿的奖杯引人注目。这些荣誉,是成员们智慧和汗水的结晶,也是他们一路成长的见证。
“在这里,走在创新前沿是一种风尚。”俱乐部创始人之一、空天科学学院教员彭科介绍。2018年成立以来,成员们紧跟学术发展与任务需求设计低成本小型火箭,通过开展大学生创新实践项目、参加各类国际国内竞赛等方式,进一步开阔思维、提升能力。
从图纸上的线条到蓝天上的弧线,从一个人的“好奇”到一群人的奋斗,在这个让梦想成为火箭推进剂的青春舞台,学员们用汗水浇灌热爱,用协作破解难题,把对星辰大海的向往,变成一次次看得见的成长。
展开剩余87%从“专业小白”到“学员总师”
听到“咔哒”一声脆响,胥睿放下手中的螺丝刀,晃了晃火箭的尾舵,确认它已经稳稳地嵌合在箭体上。
胥睿摩挲着火箭,在灯光下仔细端详。“再过几天就要实飞,就看你的了……”他心中满怀期待。
从“专业小白”到“学员总师”,胥睿感叹青春的神奇,小时候的他没想到自己竟能造出火箭。
胥睿的家在四川西昌,距离发射中心很近。遇到发射任务时,他站在自家阳台远远望去,能看到火箭升空腾起的巨大白烟。云端后隐没的未知,强烈吸引着少年时代的他。
一天,胥睿的父母带他去发射中心参观。火箭呼啸升空的瞬间,他感受着脚底传来的强烈震颤,一个念头钻进了脑海。
高中的语文课上,老师给大家讲航天人的故事,胥睿听得出神。当讲到长征二号F火箭总设计师容易时,他内心涌起“追星”的冲动,做出一个决定:“我要去偶像的母校学习造火箭!”
经过不懈努力,那年9月,胥睿如愿迈进国防科技大学的校门。“一步步向梦想靠近的感觉真棒!”学校社团招新时,看到智慧火箭俱乐部的名字,他迫不及待地报了名。
第一次走进俱乐部,胥睿过足了眼瘾,看到了各种小型火箭,以及实验台上的尾翼、降落伞、发动机等零部件。“我一定要亲手造出一枚火箭!”他暗暗对自己说。
跟俱乐部其他专业的学员相比,攻读航空航天专业的胥睿认为,他应该是个“内行”。但第一次上手设计火箭,就让他清醒过来——课堂上专业学习的大门刚刚打开,关于“造火箭”,他和大家一样都是“一张白纸”。
“火箭设计过程深度融合了动力、结构、电子、控制等专业知识,要充分学习和吸收多学科知识,用实践牵引学习。”指导教员白锡斌给胥睿提出建议。
之后,胥睿把业余时间都用在自学上。渐渐地,在教员指导下,他可以设计一些低阶的小型火箭了,但他并不满足。
“我希望毕业前能熟练掌握各类型的火箭设计,希望将来有一天像容易师姐一样,为祖国造真正的火箭。”他说。
胥睿大三时,彭科教员找到他问:“你想试试高阶的小型制导火箭吗?”
面对俱乐部的新尝试,胥睿摩拳擦掌。他和同学们熬了一个又一个夜晚,闯过了设计、仿真、装配等重重难关。终于,他们等到了实飞。
那天,胥睿和同学们站在操场上,大风吹得衣襟哗哗作响。“看到火箭在风干扰下姿态失稳,感觉天都塌了。”在现有设计基础上如何改进抗风能力?对于这个问题,他们讨论了近1个小时却无果。
晚上,胥睿躺在床上,将专业知识在脑海里过了一遍又一遍。
“能不能绕开现有设计?换掉固体火箭动力,改成类似大风扇的涵道动力……”想到这里,胥睿激动得从床上弹了起来。他给彭科教员打电话,讨论后确认方案可行,他立即着手准备相关装置。
修改设计、调通程序……经过分析验证,这款动力装置的抗风能力很强。
后来,俱乐部该类型的小型火箭都采用了这种动力装置。目前,胥睿成为俱乐部某项目组的“学员总师”,带着大家一起研究设计。
今年6月,胥睿申请了低成本小型火箭相关的大学生创新实践项目,比之前的小型火箭难度更大,他一直在跟各种难题过招。
胥睿说,他将依托这项大学生创新实践项目设计本科毕业论文,用炫酷的火箭为本科生涯收尾。
从“思维碰撞”到“降维打击”
从去年开始,智慧火箭俱乐部交流群里多了一些陌生面孔,有的来自清华大学,有的来自北京航空航天大学……通过线上发起任务书,俱乐部邀请外校学生与俱乐部成员共同推进项目研究工作,碰撞思维火花。
除了跨院校交流,跨学科、跨领域合作在学员们之间更是必不可少。俱乐部是个多元开放、兼收并蓄的大家庭,每个人都在成长中遇见更好的自己。
在这里,成长是一个碰撞的过程。
一次大赛的契机,学员雷长江和小组成员与西北工业大学、哈尔滨工业大学等高校的参赛队伍交流经验,收获了很多启发。比赛结束后,他们还相互交换火箭留作纪念。
“在相同的赛道上,他们的火箭比我们轻了100多克” “他们的开伞机构很值得借鉴”……回学校后,雷长江和同学们在吸收经验的基础上进一步创新,成功实现火箭的“进阶”。
“对方也从我们这里借鉴了很多好的经验。”雷长江说,在俱乐部的开放交流群里,他们时常跟外校同学“切磋”,相互学习的过程,令大家的思维更加开阔,能力提升更加迅速。
学员何禹辰来自系统工程学院。因为几乎是零基础起步,他最初做项目时只能“靠边站”。
“同学们一起讨论,我甚至听不懂他们在讲什么。”尽管这样,每次小组开会,何禹辰都会把听不懂的术语记下来,回去后再自行查阅。
去年参加中国国际飞行器设计挑战赛时,何禹辰是小组里唯一非专业出身的选手。但在与不同专业同学合作的过程中,他不仅很快跟上了大家的进度,还能提出自己的见解。
“他特别好学,一开始跟我们做一些简单的工作,后来能够对设计提出有价值的意见建议。”组长罗世进说。
比赛当天,何禹辰主要负责火箭的组装和调试,全程高质量完成任务,他们小组也获得了团体冠军。现在,何禹辰已成为俱乐部的骨干成员,可以在项目中“挑起大梁”。
在这里,成长需要不断突破。
学员李忆桢在做大学生创新实践项目时遇到了难题,解决过程中她和同学们尝试了各种方法均告失败。
“我们可能得换个思路,需要更深入地学习。”李忆桢想。然而查阅资料后,她发现解决问题的方法已远远超出知识边界。“那是我们第一次强烈地意识到,必须引入人工智能和计算机视觉领域的跨学科知识。”她说。
于是,李忆桢和同学们向彭科教员求助。彭科不仅为学员们推荐了一些学习课程,还引荐了学院图像深度学习算法和模型训练的专家——苏昂教员。
苏昂提倡在实践中学习理论知识,为学员们制订了阶梯式的实践方法。在苏昂的“速成班”里,李忆桢和同学们吸收了许多以前没有接触过的知识和方法,能力水平快速进步。
“这简直是‘降维打击’,回头再看之前做的很多课程设计,会发现过去觉得复杂的问题,现在都可以用更智能的技术手段解决。”李忆桢说。
在智慧火箭俱乐部,学员们走进全新的领域,打破自身认知边界,在交流碰撞中拓展了思维方法,加快了成长的步伐。
从“眺望天空”到“播撒种子”
傍晚,学员李东奇下课后推开俱乐部的门,同学们都正忙碌着,有的在电脑前编写代码,有的拿着火箭零部件一起讨论,有的在组装飞控板硬件……
窗外,晚霞映红了天空。眼前这片广阔的天空,正是他们努力探索的未来。
在俱乐部的近3年间,李东奇参与设计过多种类型的小型火箭,在中国国际飞行器设计挑战赛中获得一个团体冠军、一个单项亚军。
本科毕业后,李东奇想继续留在彭科教员的课题组攻读研究生。了解到他的这一想法,彭科经常引导他关注航天领域的前沿动态。
“我现在会主动思考如何降低发射成本,如何设计更智能的回收系统……这些都是实际工程中亟待解决的问题。”李东奇说,俱乐部培养了他的系统工程思维,这为以后的研究工作打下基础。
博士研究生学员陶正鑫,也是本科时就加入了智慧火箭俱乐部。本科阶段,他主导完成了俱乐部第一代小型制导火箭的研发设计。对于当时的陶正鑫来说,要形成小型制导火箭全流程工程研发的跨学科能力,挑战非常大。但他不仅带领小组成员顺利完成项目,还将成果转化为毕业设计。
基于这段经历,陶正鑫读研二时,在学院为本科学员组织的教学火箭飞行试验课程上,他被委以重任——负责总体仿真与测试工作。陶正鑫出色完成了任务。目前,他已经开始更深入地参与到一些与火箭智能控制相关的重要工程项目。
透过俱乐部的视窗,学员们看到了未来广阔的发展空间,并通过不懈努力向心中梦想进发。
天空浩瀚而深邃,多么宏大的梦想都足以承载。在智慧火箭俱乐部,学员们经常会开展航天科普研学实践。
“火箭怎样才能飞上天呢?”一次,学员刘瑞康跟随俱乐部教员来到国防科技大学附属小学的课堂,指导小学生动手装配小型火箭。
看到小学生认真对齐尾翼的小手,追问着“为什么”的眼神,因为火箭升空而欢呼的瞬间,刘瑞康想起小时候,他也是因为一次校园科普活动而对航天产生兴趣的。
去年,俱乐部指导教员所在系荣获了科技部、中宣部、中国科协联合授予的“全国科普工作先进集体”称号。“也许就是在一次次的科普活动中,航天梦的种子播撒到青少年的心中。”指导教员白锡斌说。
夜幕降临,俱乐部的灯光下,一群年轻人正在讨论,偶尔传来笑声和争论声。从点亮梦想的那一刻,到思维碰撞的火花,再到逐梦天空的创新,这里的每个故事,都充满青春的色彩。
这片由热爱撑起的“天空”,还将承载着更多人的梦想,帮助他们飞向更广阔的未来。(顾莹、许鑫)
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