深圳師生團隊攻克火箭垂直起降關鍵技術

5月14日下午，在廣東陽江海陵島，銀色機身的“逸仙-3號”火箭靜立在簡易發射架上。它高4.5米，直徑0.6米，重量約1噸，在動輒數十噸的運載火箭家族里顯得有些“嬌小”。但它即將挑戰的是可回收火箭的業界難題：垂直起飛，懸停，再垂直降落，而且必須落回附近地面上指定范圍內。

當天是個陰雨天，且有風，給火箭的發射帶來了一些挑戰，但是中山大學航空航天學院吳志剛教授團隊很有信心。點火！發動機轟鳴聲打破海邊的寧靜?；鸺蔚囟穑令A定高度后，穩穩懸停，隨后它微微調整姿態，開始減速下降，穩穩著陸在白色圓環靶心。整個過程只有30秒鐘左右，但每個環節完全按照原計劃完成，試驗圓滿成功。

中山大學航空航天學院是中山大學深圳校區首批建設的工科學院之一。這是國內首枚由高校主導研制的面對稱可回收液體火箭。中大師生團隊共同攻克火箭垂直起降關鍵技術，實現了低空飛行。

“逸仙-3號”火箭。

攻堅“垂直起飛，垂直降落”

“逸仙-3號”要完成的任務，在航天領域有一個專門的縮寫：VTVL，即垂直起飛、垂直著陸（Vertical Takeoff,Vertical Landing）。這是可重復使用火箭的核心技術——它決定了火箭能否在完成任務后安全返回地面，經過檢修再次發射。

傳統火箭是一次性的，昂貴的發動機、控制系統、貯箱全部在大氣層中燒毀；而VTVL讓火箭像直升機一樣垂直降落，降低發射成本，也為未來“航班化”高頻次發射鋪平了道路。

但VTVL的技術難度較高，涉及氣動、制導、導航與控制、推力調節、結構輕量化等多個跨學科領域。任何一個微小失誤，都可能導致失敗。

“逸仙-3號”采取了面對稱設計。項目主要負責老師、航空航天學院副教授張亮解釋：“傳統軸對稱火箭返回時是垂直下來的，靠柵格舵減速。相比傳統的軸對稱火箭，面對稱設計能在大氣層內提供更好的升力和姿態穩定性，可以提供更大的減速效果，尤其適合垂直起降回收。”

值得關注的是，“逸仙-3號”研究的是二子級回收火箭的重復使用技術，難度比一子級更高?！皣鴥仍谶@塊目前還沒有其他單位開展飛行實驗，我們做的是創新研究。”張亮說。

“逸仙-3號”于2025年1月正式啟動。張亮在航空航天學院開設了7年的《科研創新訓練課》，這門課一直帶著本科生做小火箭，鍛煉總體設計、加工組裝、控制算法等能力。正是多年的積累，讓學生團隊敢于挑戰這一難題。

等待發射的“逸仙-3號”火箭。

他們是學生，也是工程師

在這枚火箭的研制中，有很多學生參與了進來，其中10位學生發揮了重要作用，包括5名本科生、5名研究生。學院為他們配備了六位不同專長的導師，組成師生團隊，共同協作攻關。

2022級航空航天工程專業本科生金兆銘在項目中擔任副總師，參與了從設計到研發到制造的全流程。他說：“我印象深刻的是著陸腿的研制過程，最開始我設計了一版用套桿形式的著陸腿，但仿真計算后發現強度不夠，腿的關節處受到的應力太大，會導致變形甚至斷裂，不足以支撐火箭?！?/p>

三次大改、無數次小改，才成為現在的樣子，并最終通過了試驗。金兆銘說：“在參與過程中，我鍛煉了解決問題的能力，對火箭的研發有了更全面的了解，也更堅定了繼續在這個領域深造的想法?！?/p>

“在現場，看到火箭一點一點組裝起來，那一刻，我對從夢想到現實有了實感。”航空航天學院機械專業2024級研究生張璐明感慨道。他擔任伺服結構主任設計師，負責火箭的前后舵面及偏轉機構。“我是第一次參與到火箭的設計和裝配過程，從設計方案到優化，再到實物制作和裝配，我深度參與了一個完整的項目流程，從理論到實踐，我對火箭更有熱情了”。

學生深度參與到各個環節。張亮老師提到，大家經常參與討論方案，“晚上十點多，隨時隨地打開騰訊會議，溝通設計進展”。這種跨專業、高強度的協作，讓課堂知識在真實的工程中得到了檢驗。培養“學習力、思想力和行動力”，以及“以研帶學、以學促研”的育人方式，在這枚火箭上得到了最直接的體現。

在現場的師生團隊。

由深圳高校與深圳企業聯合完成

本次試驗火箭由中山大學、深圳馭龍航天科技有限公司等聯合完成設計、研發與關鍵部件集成制造。項目探索了“廣東設計、制造、飛行”的產學研融合新路徑，實現了在粵港澳大灣區域內全產業鏈條閉環，顯著縮短了研發周期、降低了試驗成本。

“逸仙-3號”的低空試飛成功，只是一個開始。張亮副教授透露了未來的路線圖：“預計今年底，完成10公里高度的大姿態翻轉著陸飛行試驗。再下一步，就是亞軌道發射?！边@將驗證高精度著陸方法的有效性。

未來，中山大學航空航天學院計劃依托可重復使用火箭平臺，開展亞軌道科學實驗等任務，并在智能空天系統等前沿領域持續深耕。中山大學持續大力推動相關學科發展以科技力量奔赴浩瀚星河，接力探索、逐夢空天，為中國航天事業貢獻來自高校的創新探索樣本。

新聞鏈接：

中山大學航空航天學院成立于2017年5月，是中山大學深圳校區首批建設的工科學院之一。2018年6月，中山大學工學院應用力學與工程系整體并入航空航天學院。依托中山大學多學科綜合優勢和粵港澳大灣區發展戰略、深圳建設中國特色社會主義先行示范區戰略，學院在科研平臺建設、重大項目推進方面進展順利，已與國內多家相關業務的主管單位、科研機構、工業部門建立了良好合作關系，一批重大項目已經或正在落地。

采寫：南都N視頻記者 伍曼娜 通訊員 李建平