南加州大学(USC)火箭推进实验室(RPL)的”Aftershock 2″号实验火箭近期创下两项重大突破:飞行高度达143.38公里,打破2004年以来民间火箭115.82公里的最高纪录;同时成功实现6马赫极音速飞行,开创学生研发火箭的新里程碑。在这个15人内核研发团队中,23岁的台裔学生吴柏谕负责关键的空气热力学(Aerothermal)与计算流体力学 (Computational Fluids Dynamic)的数据分析。
这次发射任务在加州沙漠发射场圆满完成,从设计、制造、测试到发射的全过程皆由学生团队独立运行。其中最大的技术挑战来自极音速飞行产生的高温:当速度达到6马赫时,空气摩擦会使火箭表面温度飙升至摄氏1000度以上。RPL团队的技术发展可追溯至2019年,当时已成功突破卡门线(100公里),达到103.6公里的高度。在这基础上,团队持续挑战更高技术门槛,尤其是极音速飞行带来的工程难题。这项在学生研发领域前所未见的技术突破,为团队带来了巨大挑战。
为克服极速飞行的高温障碍,吴柏谕开发精密的计算流体力学(CFD)模型以仿真火箭气动构型于极音速环境下的流场。基于仿真分析结果,研发团队在火箭表面采用特殊的烧蚀涂层热防护系统(Thermal Protection System, TPS),并将尾翼材料升级为耐高温的钛合金,确保火箭结构在极端环境下的稳定性。
吴柏谕毕业于台湾高雄中学,来到南加州就读Mt. SAC社区大学,2021年转校南加州大学机械工程系。在校期间,他全心投入RPL火箭团队研发工作,完成数十份技术报告,奠定团队于空气热力学研究的技术分支,展现卓越的研究能力与学术贡献。虽然每天只睡五个小时,但他表示:「航太领域的挑战需要全身心投入,每次突破都带来莫大的成就感。」
如今即将毕业的吴柏谕打算投入推进系统研发创业。他认为,推进系统是太空载具的内核组件,对卫星、火箭及太空船的生存至关重要。RPL团队用实际成果展现了学生团队在尖端技术上的创新实力,也为航太领域开创新的可能。他期望未来能运用专业技术,为世界航太产业注入新动能。