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刷新高校航天新高度!国内首枚高校主导的面对称可回收液体火箭,顺利完成全程飞行试验

刷新高校航天新高度!国内首枚高校主导的面对称可回收液体火箭,顺利完成全程飞行试验!

5 月 14 日下午,广东阳江海陵岛的天空中,一束银色光芒划破云层。由中山大学航空航天学院吴志刚教授团队主导研制的 "逸仙 - 3 号" 面对称可回收液体火箭,在简易发射架上点火升空,完成了一场持续约 30 秒的完美飞行演示。

火箭垂直发射至预定高度后,依次完成姿态稳定、空中悬停、机动调整、减速下降等全套关键动作,最终平稳垂直降落至白色圆环靶心中央。这是国内首枚由高校主导研制的面对称可回收液体火箭,标志着我国高校在可重复使用火箭核心技术领域取得重要突破。

这枚高 4.5 米、直径 0.6 米、起飞质量约 1 吨的火箭,在动辄数十吨的运载火箭家族中显得有些 "娇小",但它承载的技术验证使命却非同寻常。监测数据显示,火箭最终着陆点与靶心偏差不足 0.5 米,这个精度放在全球高校主导的火箭试验中,都是相当亮眼的成绩。

与大多数商业航天企业聚焦的一子级回收不同,"逸仙 - 3 号" 从立项之初就瞄准了更难啃的骨头 —— 二子级火箭回收技术。一子级火箭工作在大气层低层,分离时速度更低,环境相对稳定,回收难度已经让不少商业航天巨头花了数年时间才突破。而二子级火箭工作在更高空域,分离速度更快,气动环境更复杂,想要实现精准垂直回收,难度比一子级高出不止一个量级。

"逸仙 - 3 号" 最引人注目的创新,在于它采用了独特的面对称布局设计。传统运载火箭基本都采用轴对称布局,就像一根光滑的柱子,在大气层内几乎不产生升力,回收减速完全靠发动机 "硬扛"。而面对称设计的火箭,因为其扁平的机身和附加的翼面,升阻比可以做到 3-4,能像一块有升力的滑翔板一样,利用空气阻力自然减速,大大减轻了发动机的负担。

同时,面对称布局的几何外形天然地划分出了明确的上下、左右、前后,控制力矩的分配更直接、更均衡。简单说,它的 "方向盘" 更清晰,打方向时车身响应更稳,不容易失控打转。这种设计优势在垂直起降过程中体现得淋漓尽致,尤其适合悬停和低速着陆阶段的精准控制。

垂直起降技术是可重复使用火箭的核心命脉。它要求火箭在高速下落过程中多次点火反推,最终以近乎零速度和零偏差触地,涉及气动、制导、导航与控制、推力调节、结构轻量化等多个跨学科领域的综合运用。任何一个环节的微小失误,都会直接导致试验失败。

为了攻克这些技术难题,中山大学团队历时 16 个月,联合深圳驭龙航天科技有限公司,整合粤港澳大湾区航天产业链资源,实现了从设计、研发到关键部件制造的全流程闭环。这种区域协同创新机制使项目研发周期缩短近 40%,整体成本降低 35%。

更值得一提的是,核心研发团队中 10 名学生成为了技术攻关的主力。本科生直接参与推进系统优化,研究生主导导航控制算法开发,真正实现了 "在做中学、在学中做" 的产学研深度融合。自主研发的箭载制导计算机可实现毫秒级姿态调整,确保火箭在复杂飞行环境下的稳定性。

此次试验的成功,不仅验证了面对称布局在可回收火箭上的工程可行性,也为后续更大规模的高空回收试验奠定了坚实基础。团队已启动下一代火箭研发,计划将运载能力提升至 500 公斤级,并将于 2026 年第四季度开展首次 10 公里级高空回收飞行试验。

在全球商业航天快速发展的今天,可重复使用技术已经成为降低航天发射成本、实现航班化高频次发射的关键。中山大学 "逸仙 - 3 号" 的成功,为我国商业航天发展提供了来自高校的创新实践样本,也让我们看到了中国航天人才培养的新路径。未来,随着更多高校和科研机构加入航天创新的行列,中国航天必将迎来更加蓬勃发展的新时代。