
试车台上,一枚小型涡轮喷气发动机被空压机吹动,高速旋转。车金刚一手推油门,一手按下点火按钮——火焰从尾喷口喷涌而出,轰鸣声在阳台炸开。然而,发动机没能实现“自持”,在空压机的辅助下转了几秒后,逐渐归于沉寂。
“请各位网友帮我看看,发动机没有自持的原因。”海南一个14岁的初一学生,用半年时间自学图纸设计、气动仿真和机械加工,手搓出了一台涡轮喷气发动机。评论区里,有人喊“少年强则国强”,有人认真讨论压气机叶型设计,还有一位素不相识的叔叔,主动为他免费加工了价值两三千元的核心零件。
这个能驾驭工业级设计软件、挑战“工业皇冠”的14岁少年,并非天生的“技术大神”。他的故事里没有一蹴而就的奇迹,只有从童年延续至今的好奇与执着,那些藏在纸飞机折痕里的疑问,那些浸在书页间的时光,早已悄悄为这场硬核挑战埋下了伏笔。
从纸飞机到火箭:一个少年的“迭代史”
车金刚的动手基因,在幼儿园就萌芽了。别的孩子拿草稿纸画画,他全叠成了纸飞机。“一天至少叠十个,每天迭代不同的折法。”他回忆,最痴迷的是纸飞机扔出去后能平缓滑翔,而不是像纸团一样直直坠落。“我就想知道,为什么改变一下形状,它就能飞了?”
这个疑问,像一颗种子。疫情期间居家上网课,给了他大量“自由生长”的时间。别的孩子可能对着屏幕走神,他却一头扎进了科普书和科幻世界里。《三体》二年级就看完了,“黑暗森林法则”让他第一次从宇宙尺度思考人类文明的位置;《万物》《好奇号》《问天少年》等杂志堆满了书架。他日均阅读3-4小时,用他自己的话说:“一整天除了吃饭睡觉,都在看书。”
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书看得越多,动手的欲望就越强。三年级,他开始尝试做火箭。为了搞懂原理,他自学微积分、空气动力学,甚至请了编程老师学C语言。火箭项目前后花了一年半,最终拿下了北斗杯全国一等奖。但很快,他又觉得“火箭发动机结构太简单了”,转头扎进了航模领域。
五年级是车金刚的一个高光时刻。他加入学校航模队,和队友们一起备战英国国际大学生飞行器设计大赛——一项面向大学生的赛事,而他当时还是小学生。团队做了载重飞机和比速度的飞机,拿了第一、第二名。
也是在那段时间,他学会了Solidworks、CAD、STARCCM+(气动仿真软件),还自学了PCB电路板设计。“做航模让我对工具软件有了工业级的认知,”他说,“也让我觉得,自己有能力去挑战更难的东西了。”
从一个人硬扛,到一群人托举
去年暑假,车金刚终于决定动手做涡喷发动机。这个念头其实埋了很久,早在他刷抖音看到科普创作者“老大南”的视频时,就被涡喷复杂的结构吸引了。“当时觉得建模太复杂,画不出来,就搁置了。”等他把航模那套软件和理论吃透后,他知道,时机到了。
涡喷发动机,被誉为“工业皇冠上的明珠”。它需要在高温、高速、高应力下稳定工作,涉及热力学、气体动力学、材料学等多个学科。对于14岁的初中生来说,光是看懂理论就需要跨过好几道门槛。车金刚的做法是:把它拆成模块,逐个击破。从CAD二维草图,到三维建模,再到用STARCCM+做物理仿真,光学习这个新软件,就花了三个月。
第一次试车失败后,他自己总结了三个原因:油路雾化不够好、燃烧室开孔有问题、压气机与进气唇口配合有误差。他没有气馁,反而在网络评论区里“扒”网友的建议,一条条对照排查。“我开这个账号的初衷,是为了记录自己科创的成长过程,找同路人。一个人做太孤单了,也容易疏忽。”
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评论区里,有网友建议他把轴流式涡喷改成离心式——“更适合小型发动机,更容易自持”,他听劝了,改了设计。更让他意外的是,一位从事机械加工的陌生叔叔给他发私信:“你有没有需要加工的零件?我可以免费帮你做。”其中有一个压气机零件,需要用到五轴机床,市面上加工费至少要两三千元。对方二话没说,直接寄给了他。
“他说,期待我第一次试车,就算第一次不成功,第二次、第三次一定可以。”车金刚说这话时,声音里带着感激。
他还通过网络结识了“老大南”,两人加了微信,从燃烧室设计聊到叶片仿真,对方发语音、发文字,每个问题都回答得很细。“终于有人能跟我聊这些技术细节了。”车金刚说。
客厅里的“实验室”,厨房桌上的零件
走进车金刚在海口的家,你会发现这个家庭对少年热爱的包容。客厅一半的空间被他的“实验室”占据:3D打印机、光固化打印机、各种航模半成品、散落的零件。有时候零件实在放不下,还会摆到厨房桌上。“原来觉得挺大的桌子,现在成了杂物间,键盘都要翻半天才能找到。”他笑着说。
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妈妈是“后勤部长”,帮他管生活;爸爸是自由职业,晚上会跟他聊到十一二点,听他讲一天学到的科技新知识。车金刚在学校用自习课就把作业写完,成绩稳定在99、100分,偶尔语文考98。“学习是为兴趣服务的,”他说,“我玩的时候好好玩,学的时候认真学,效率要干出来。”
他也不是那种“苦大仇深”的极客。他打羽毛球,也玩三角洲行动——是的,手搓涡喷的少年,也会在游戏里“突突突”。“一天干这些太费脑子了,得休息休息。”
车金刚的涡喷发动机目前正在等待第二批加工零件。他计划在两三周内进行第二次试车。这一次,他换上了成品压气机作为控制变量——如果成功自持,说明问题出在原来自制的压气机上;如果失败,就继续优化油路和燃烧室。
“如果光抄网上的图纸,一步就做出来了,但什么都没学到,那才是浪费生命。”他说。
关于未来,他说想研究AI和脑机接口,也想把涡喷改成涡扇发动机,用在低空经济上。“如果能力足够,肯定想为国家做点贡献。”
像车金刚这样的“手搓少年”正在被越来越多人看见。他们或许没有实验室、没有导师、没有现成的资源,但他们有刷不完的科普视频、搜得着的开源资料,和一整个评论区愿意认真讨论技术的陌生人。一个14岁少年的发动机梦想,从客厅阳台上的试车,变成一场被看见、被托举、被期待的中国制造青春注脚。
最近,车金刚不断研究,将再次按下点火按钮。无论结果如何,他已经在通往星辰大海的路上,并且又往前迈了一步。
南方+记者 王越莹
【作者】 王越莹
【来源】 南方报业传媒集团南方+客户端
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