深圳商报·读创客户端记者 张郗郡 方杰
近日,记者从中科附高(深圳理工附中)获悉,该校方杰辰同学和祝子轩同学在全国青少年航天创新大赛全国总决赛中,凭借自主研发的《FZX系列AP基固体推进探空火箭的研发与试飞》项目,在航天科技创新项目高中组中荣获全国一等奖(科技创新项目高中组第1名)的突出成绩,再次展现学校在航天科技教育领域的实力。
8月4日-7日,大赛在海南文昌市举行。此次大赛以“仰望星空,成就梦想”为主题,汇聚了来自全国31个省、自治区、直辖市及港澳地区的4664名参赛学生,全国26个赛区的2801支参赛队,选手们汇聚文昌,围绕3个竞赛单元、14个赛项展开激烈角逐。
获得如此优异成绩的《FZX系列AP基固体推进探空火箭的研发与试飞》项目,到底是在研究什么?据了解,该项目旨在设计、制造并成功试飞一款以AP基固体推进剂为动力的探空火箭模型。探空火箭主要用于临近空间(大气层与太空交界区域)的科学探测,是迈向真正航天的重要阶梯。
项目的技术亮点为固体推进剂的研发与应用。团队成员深入研究了AP基固体推进剂的配方与性能(包括比冲、燃速等关键指标),并成功实现了其在小型火箭发动机中的稳定燃烧技术,这也是火箭动力的核心技术。
项目的系统工程整合涵盖了从理论计算(轨道设计、发动机内弹道设计、推力计算等)到工程实践(材料选择、加工制造、电子设备集成、GPS定位、回收等)的全过程。FZX系列火箭的设计历经多轮迭代与优化,团队成员不断精进火箭的气动外形设计、内部结构布局、飞控代码编写以及分离回收机制,以确保每个系统都达到最佳状态。
实际发射与数据回收作为项目的关键环节,需要两位同学解决发射稳定性、飞行轨迹控制、数据采集与分析等实际问题,验证设计的可行性与可靠性。该项目的创新与价值在于三处:突破复合燃料配方与工艺;实现北斗&惯性导航复合姿态控制,精度与响应速度达标;完成轻量化气动设计。
成功的背后,是方杰辰与祝子轩两位同学对航天梦想的无限热爱、对科学真理的执着追求以及在困难面前永不言弃的坚韧精神。两位同学从小就对浩瀚宇宙充满好奇,对火箭、卫星等航天器有着浓厚的兴趣。这份源自心底的热爱,是他们投身于这个复杂而艰辛项目的原动力。面对深奥的火箭动力学、推进原理、材料科学、电子控制等知识,两位同学也展现了极强的自主学习能力。课余时间,他们泡在实验室,查阅大量文献资料,反复推导验算,学习专业软件(CAD、SRMS、ANSYS等),攻克了一个又一个理论难关。
从设计图纸到实物制造,挑战接踵而至。推进剂性能不稳定?发动机测试失败?飞行轨迹偏离?回收系统未打开?每一次挫折都是宝贵的经验。他们反复调试参数,优化设计方案,排查故障,经历了数十次的修改和数次的试飞失败,才最终迎来了成功的曙光。
方杰辰作为项目总设计师,负责动力、气动、结构、建模与3D打印。他负责火箭的气动布局设计、内部结构设计及其结构优化,同时担任人员分工与总指导的重任。在燃料制备方面,参与了发动机的设计与试车,并对KNSU/KNSB燃料及AP复合燃料的配方进行了优化。此外,他还精通燃料制备工艺,具备发动机试车与数据分析的能力。
而祝子轩同学则在电子总集成上优势突出。负责验证火箭气动布局(有限元分析和流体仿真)、开伞逻辑、姿态控制系统开发及结构优化。掌握ESP32开发、传感器融合算法、OPENFOAM、AutoCAD 建模,负责双轴翼面控制系统硬件设计。
两位同学就是在双方的默契配合、优势互补之下,共同克服了项目中的重重困难,也用成绩证明,他们是彼此的“黄金搭档”。
中科附高(深圳理工附中)向两位表达了热烈祝贺,也鼓励更多的学生以他们为榜样,找到自己的热爱,并勇敢地进行探索、执着追梦!
(图片由学校提供)