第四章 观星的夜晚与火箭的图纸
第四章 观星的夜晚与火箭的图纸 (第1/2页)高数补考的成绩，在周五下午贴了出来。
陈青山挤在工程楼下的公告栏前，仰头在密密麻麻的学号和分数中寻找自己的。心跳有些快，他吸了口气，目光一行行扫过。
找到了。
学号：02010317，姓名：陈青山，成绩：82
他盯着那个数字看了三秒，然后长长地吐出一口气。82分。比及格线高了22分，比他之前的59分高了23分。视线继续上移，在第十名的位置看到了赵峰的名字：第10名，赵峰，96分。再往上，第一名依然是沈思，100分。
差距依然存在，但不再是遥不可及。从59到82，这23分的距离，是他用五个昼夜的习题、无数张草稿纸、以及从游戏里学来的“找规律”方法，一步一步量出来的。
“可以啊青山！”王浩从后面拍他肩膀，嗓门洪亮，“82！我还以为你顶多擦边过呢！”
“运气。”陈青山低声说，但嘴角不自觉地弯了弯。
“这可不是运气，”沈思的声音从旁边传来，她不知何时也到了公告栏前，正仰头看成绩单，“最后那道大题，你用费马原理解的那道，周教授在教研室夸了，说思路很活。”
陈青山愣了一下。他没想到那行备注真的被看到了。
“走吧，”沈思转头看他，眼睛在午后的阳光下很亮，“星海社的活动两点开始，别迟到。”
星海航天创新社的活动室在工程训练中心三楼。陈青山到时，里面已经坐了二十几个人，大多是男生，也有几个女生。讲台上站着的还是上次那个戴黑框眼镜的社长刘宇，白板上画着一个简易的火箭结构图。
“同学们，上次我们做了简单的固体火箭模型，大家表现都不错。”刘宇推了推眼镜，“这次的任务要升级了。我们要分组设计并制作一枚‘二级火箭模型’。”
台下响起一阵骚动。二级火箭，意味着不只是能飞起来那么简单，还需要解决级间分离、点火时序、重心变化等一系列问题。
“每四人一组，自由组合。材料有限，需要合理分配。最终评判标准：飞行高度、分离成功率、落地完整性。另外，”刘宇顿了顿，“这次我们要引入一个关键参数：推重比。火箭起飞时的推力与自身重量的比值，必须大于1.5，否则飞不起来。这个值需要你们自己计算和测试。”
陈青山迅速在心里估算。推力来自固体燃料发动机，重量包括箭体、发动机、载荷、分离机构……变量很多。
“我和你一组？”沈思的声音在耳边响起。
陈青山转头，看到她正看着自己，手里拿着笔记本和一卷图纸。“我算过一些初步参数，但推重比那块卡住了，燃料燃烧速率的数据不好找。”
“好。”陈青山点头。
另外两个组员也很快确定了——是同班的一对男生，一个叫张伟，学飞行器动力工程的，壮实，话不多；另一个叫林涛，学自动控制的，戴副细边眼镜，手里总拿着个电路板。
四人找了靠窗的桌子。沈思把图纸摊开，上面是她手绘的火箭结构：一级箭体直径5厘米，长40厘米；二级箭体直径4厘米，长30厘米。级间采用简单的弹簧分离机构，用延时电路控制。
“问题在这里，”沈思指着图纸上的发动机部分，“我用的是市面上能买到的标准微型固体发动机，标称推力12牛，工作时间3秒。但那是理想值。实际推力会受温度、湿度、装药均匀度影响。如果我们按12牛算，总重控制在800克以内，推重比刚好1.5。但万一实际推力只有10牛，或者重量超了，就飞不起来。”
陈青山看着那些数字。12牛推力，800克重量，推重比=12/(0.8*9.8)≈1.53，刚过线。确实危险。
“能不能减重？”张伟开口，声音低沉，“结构材料用更薄的碳纤维管，接线用细线，分离机构简化。”
“我算过减重极限，”林涛推了推眼镜，手里拿着个计算器，“最多能减到750克。但加工难度会大增，而且结构强度可能不够，分离时容易解体。”
“那提高推力呢？”陈青山问。
“换大发动机要加钱，而且尺寸不匹配，要改设计。”沈思摇头，“经费有限。”
陈青山盯着图纸，脑子里开始转。这就像游戏里组队打地煞星——资源（推力、重量、经费）有限，目标（成功飞行）明确，需要在约束条件下找最优解。
“也许，”他慢慢说，“我们不需要在推力或重量这一个变量上死磕。可以优化整体配置。”
“怎么优化？”
“推重比是起飞时的瞬时值，”陈青山在草稿纸上画示意图，“发动机点火后，燃料燃烧，重量在不断减轻。如果我们在计算时考虑这个变化，用平均重量而不是初始重量，实际的推重比会更高。”
“变质量系统？”沈思眼睛一亮，“对啊，火箭飞行中质量是随时间减少的。我们可以建个简单的模型。”
她快速列式。设初始质量m0，燃料质量mf，燃烧时间t，燃料线性消耗，则质量m(t)=m0-(mf/t)*t。推力F假设恒定，则加速度a(t)=F/m(t)-g。
陈青山接着说：“就像打地煞星，我们不是只看第一回合的伤害，要看整个战斗过程中输出的总伤害。火箭也是，要看整个燃烧过程中的平均性能，而不是只看起飞瞬间。”
这个类比让所有人都听懂了。
接下来的两个小时，四人分工协作。沈思负责总体设计，陈青山计算气动和轨迹，张伟搞发动机和结构，林涛弄分离电路。不时有争论，但都在草稿纸和计算器面前迅速达成一致。
窗外的天色渐暗。活动结束时，陈青山看着桌上成堆的草稿纸、初步成型的图纸、还有那些写满公式的笔记，心里有种奇特的充实感。这不是虚拟的游戏，而是真实的工程问题。但思考的方式，竟如此相似——都是观察现象、建立模型、计算优化、做出决策。
晚上，陈青山去了银河网吧。补考过了，火箭设计也有了眉目，他想放松一下。
登录游戏，“逆流沙”出现在长安城。信箱在闪，是霸刀无情的消息：“晚上八点，地煞星刷新，老地方，合作？”
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