深圳师生团队攻克火箭垂直起降关键技术

五月中旬的广东阳江海陵岛，海风带着湿气，天色有些阴沉。就在这片略显粗粝的海岸旁，一枚名为“逸仙-3号”的火箭静立在简易发射架上。它通体银色，高4.5米，直径0.6米，体重约1吨——在动辄数十米高、数百吨重的运载火箭家族里，它确实显得颇为“娇小”。然而，它即将挑战的，却是当前航天领域一个公认的硬核难题：垂直起飞、空中悬停，再垂直降落到地面指定区域，而且要分毫不差。

天气条件算不上理想，阴雨且有风，给发射增添了不少变数。但中山大学航空航天学院吴志刚教授团队对此信心十足。点火指令下达，发动机的轰鸣瞬间撕裂了海岸的宁静。只见火箭拔地而起，精准升至预定高度后，稳稳地悬停在空中。短暂的调整后，它开始减速下降，最终不偏不倚，稳稳着陆在白色圆环靶心之内。整个过程不过三十秒左右，却行云流水，每个环节都完美复刻了预定方案，试验取得圆满成功。

这次成功并非偶然。中山大学航空航天学院作为深圳校区首批建设的工科学院，此次主导研制的“逸仙-3号”，是国内首枚由高校完全主导的面对称可回收液体火箭。其核心意义在于，师生团队共同攻克了垂直起降（VTVL）这一关键技术，实现了从理论到低空飞行的实质性跨越。

“逸仙-3号”火箭。

攻坚“垂直起飞，垂直降落”

“逸仙-3号”所验证的VTVL技术，堪称可重复使用火箭的“灵魂”。它直接决定了火箭能否在完成任务后，像直升机一样安全返回地面，经过快速检修再次奔赴苍穹。传统火箭是一次性消耗品，造价不菲的发动机、控制系统和贮箱往往在大气层中焚毁殆尽。而VTVL技术正是打破这一“奢侈”模式的关键，它能极大降低发射成本，也为未来航天发射的“航班化”与高频次运营铺平道路。

当然，技术难度也水涨船高。VTVL涉及气动力学、制导导航与控制、推力精准调节、结构轻量化等多个尖端学科的深度交叉融合，任何一个细微环节的失误，都可能导致满盘皆输。

“逸仙-3号”选择了一条与众不同的技术路径：面对称设计。项目主要负责老师、航空航天学院副教授张亮解释道，传统的轴对称火箭返回时垂直下落，主要依靠栅格舵等气动面来减速。而面对称设计，能在大气层内飞行时提供更优的升力和姿态稳定性，从而获得更大的减速效果，这对于垂直起降回收任务而言，可谓得天独厚。

更值得关注的是，“逸仙-3号”瞄准的是二级火箭的回收复用技术。要知道，二级火箭的工作环境更接近太空，速度更快，回收难度远比一级火箭大。张亮坦言：“国内在这一领域，目前尚无其他单位开展过飞行试验，我们所做的，是实实在在的创新探索。”

这颗创新的种子，早在多年前就已埋下。张亮副教授在学院开设《科研创新训练课》已有七年，这门课一直带领本科生研制小型火箭，锻炼他们在总体设计、加工组装、控制算法等方面的实战能力。正是基于这样深厚的积累，当挑战VTVL这一业界难题时，师生团队才拥有了足够的底气。“逸仙-3号”项目于2025年1月正式启动，可谓水到渠成。

等待发射的“逸仙-3号”火箭。

他们是学生，也是工程师

在这枚凝聚心血的火箭上，深深烙下了学生的印记。共有10名学生作为核心成员参与了研制，其中包括5名本科生和5名研究生。学院为此配备了六位各有所长的导师，组成了一个紧密协作的师生攻关团队。

2024级航空航天工程专业的本科生金兆铭，在项目中担任了副总师，经历了从设计、研发到制造的全流程锤炼。他回忆道，印象最深的是着陆腿的研制过程。“最初我设计了一版套杆式的着陆腿，但仿真计算结果显示强度不够，关节处承受的应力过大，可能导致变形甚至断裂，根本无法支撑火箭重量。”

于是，三次大刀阔斧的修改，加上无数次细节调整，才有了最终通过试验的可靠设计。金兆铭感慨，这个过程极大地锻炼了他解决复杂工程问题的能力，让他对火箭研发有了全景式的理解，也更加坚定了在航天领域深造的决心。

“当在现场看着火箭被一点一点组装起来，那一刻，梦想照进现实的感触无比真切。”航空航天学院机械专业2024级研究生张璐明如是说。他担任伺服结构主任设计师，负责火箭前后舵面及偏转机构。这是他第一次深度参与火箭从方案设计、优化迭代到实物制作、装配调试的完整项目流程。从理论到实践的无缝衔接，让他对火箭工程的热情愈发炽热。

让学生深度参与每一个关键环节，是项目的一大特色。张亮老师提到，团队讨论氛围非常热烈，“晚上十点多，随时随地打开线上会议沟通进展，是常有事”。这种跨专业、高强度、真刀真枪的协作，让课堂知识在真实的工程挑战中得到了淬炼。中山大学所倡导的“学习力、思想力、行动力”三力培养，以及“以研带学、以学促研”的育人模式，在这枚腾空而起的火箭上，得到了最生动、最有力的体现。

在现场的师生团队。

由深圳高校与深圳企业联合完成

本次飞行试验的成功，也是一次产学研紧密融合的典范。火箭由中山大学携手深圳驭龙航天科技有限公司等联合完成设计、研发与关键部件集成制造。项目完整探索了“广东设计、广东制造、广东飞行”的新路径，在粤港澳大湾区内实现了从技术研发到部件制造的全产业链闭环。这种模式不仅显著缩短了研发周期，也有效降低了试验成本，为后续创新提供了可复制的范本。

当然，“逸仙-3号”的低空试飞成功，仅仅是一个辉煌的起点。张亮副教授透露了清晰的后续规划：“预计在今年年底，团队将完成10公里高度的大姿态翻转着陆飞行试验。再下一步，就是向亚轨道发射迈进。”这些步骤将逐步验证高精度着陆控制方法的有效性与可靠性。

展望未来，中山大学航空航天学院计划以可重复使用火箭平台为依托，开展亚轨道科学实验等一系列任务，并持续在智能空天系统等前沿领域深耕。可以确定的是，随着学校对相关学科发展的大力推动，这支来自高校的科研创新力量，必将在奔赴浩瀚星河的征程中，留下更多探索的足迹，为中国航天事业贡献独具特色的“高校样本”。