【台南訊】由國立成功大學航空太空科技中心主任趙怡欽特聘教授所率領的混合火箭團隊，新研發的「成大II型1號」混合火箭在屏東縣牡丹鄉旭海海邊發射成功，除按原設定的軌道穩定飛行並全程取得遙測資料與數據，領先創造國內學術單位自主研發、百分之百台灣自製火箭成功升空的新紀錄。為台灣火箭工業的發展寫下新的紀元。

成功大學航空太空科技中心主任趙怡欽特聘教授19日上午11時率領混合火箭團隊，把高度3.6公尺、足足有兩個人高的「成大II型1號」火箭架在雲平大樓一樓中庭展示英姿，火箭外表明顯標誌NCKU四個紅字，讓師生們相當振奮，讚嘆不已。

成大校長賴明詔院士表示，火箭代表最高深的科學，火箭科學家真的是非常了不起，今天成功大學成功發射火箭，且完全是成功大學自主研發，在大學史上或是成功大學校史上都是很重要的一刻，它代表成功大學科技的能量充分的發揮。尤其是製造火箭最重要的系統整合能力，端賴團隊精神與跨領域的科學家一起分工合作才能夠成功，趙怡欽特聘教授混合火箭團隊確實把成大團隊合作精神之特色發揮得淋漓盡致。

成大校長賴明詔院士也說，「成大II型1號」混合火箭發射成功，證明成大有能力單獨自己製造火箭，而且用很便宜的價格完成，只要新台幣30萬元，這是台灣科技界很重要的突破，值得國人引以為傲。作為成功大學的校長，這一刻我覺得非常的興奮與光榮。

歷經十年關鍵動力研發以及兩年系統設計與整合的「成大II型1號」混合火箭，係於2010年10月13日於屏東縣牡丹鄉旭海海邊進行測試驗證，下午4時30分火箭成功發射升空，發射仰角約85度，飛行高度約8公里，起飛至遙測訊號消失，歷時約90秒。除火箭按設定之軌道穩定飛行，遙測通訊系統也成功回傳火箭運行資訊到地面站，顯示自行開發的火箭本體與各次系統模組（如酬載的GPS、飛行控制電腦系統）開發技術已達世界水平。

十年前，趙怡欽特聘教授帶領研究團隊進行混合火箭推進系統的研發，在97年底進行各項關鍵技術與氣動力設計等的系統整合工作，並於去年5月完成「成大Ⅰ型」30公斤推力等級氧化亞氮(N2O)混合火箭，做為各項自主開發技術驗證的平台，期間領先國內首次成功透過六枚火箭飛試任務，驗證了各項關鍵技術的發展，也穩固紮實地建構出「成大II型」混合火箭的發展基礎。而2010年10月「成大II型1號」混合火箭的成功發射，則是開啟成大趙怡欽教授混合火箭研究團隊繼續發展探測100公里以上高空之混合火箭夢想。趙怡欽特聘教授預估3至5年可以實踐。

混合火箭可視為攜帶液態氧化劑的固體推進系統(solid propellant)，兼具固體推進器與液體推進系統的優點。混合火箭的概念約始於1930年代，全球第一次發射成功在1994年。此後世界上許多學術機構相繼投入混合火箭的研發與發射，如美國史丹福大學，日本北海道大學，北京宇航學院…等。

國內混合火箭系統則是成功大學最早投入此項研究，並於2009年5月26日於台南縣沙崙農場，成大Ⅰ型、推力30公斤級混合火箭首次發射成功，此亦是台灣第一枚成功升空的混合火箭，受到國內飛安的限制，當時火箭最大飛行高度雖受限在2公里，但成大研發火箭的技術與性能早已超越其限制，並趨近於世界級的研究，堪稱是國內混合火箭最完整的實驗平台。

憑藉著成大Ⅰ型的成功實驗結果，趙怡欽特聘教授研究團隊，又歷時一年努力，成功開發成大II型混合火箭。成大II型混合火箭長度為3.6公尺、外徑約16公分、起飛重量68公斤，火箭推力為300公斤推力等級。

趙怡欽教授認為成大II型混合火箭發射成功，代表成大自主發展系列混合火箭重要關鍵環節的突破。據了解，趙怡欽特聘教授研究團隊已針對混合火箭發動機之燃燒特性研究多年，具有相當卓越的研究成果，充分掌握包括固體燃料配方、混合火箭氧化劑噴注方式與燃料蒸氣混合等用以提升混合火箭燃料穩定推進效果之方法。成大II型混合火箭所使用的氧化劑與燃料，是選用50%石蠟（paraffin）及50% HTPB (50p) 作為燃料與氧化亞氮(N2O, 俗稱笑氣）氧化劑，並獲得穩定之300公斤推力。

趙怡欽特聘教授表示，成大II型混合火箭除了關鍵推進系統的提升，火箭零組件採以商用或自主加工製造，單枚火箭總造價僅約30萬台幣，相對相同規格軍用或太空用火箭一枚造價動輒數百萬甚至數千萬以上，大幅降低成本。加上所使用燃料及氧化劑的來源取得容易，沒有出口管制的問題，是低成本、卻高安全性並隨時可以量產出貨的火箭。

低成本、全自主讓成大研發混合火箭發展之路走得更紮實。II型1號混合火箭展現的各項技術優勢，為建立屬於國家自主之太空推進技術寫下新的一頁，未來於探測90-30公里的太空科學或工程研究應用上，將有效降低太空與大氣科學研究平台的成本。再者，成大II型混合火箭在各項研發皆有開創性的發展，例如安全可靠的點火系統、頂尖的混合型燃料藥柱技術，且具低成本、全自主、符合探空火箭需求等等。

首先，在點火系統的部分，成大的混合火箭點火方式係以創新思維，偋棄目前一般混合火箭使用黑色火藥，重新研發以普通瓦斯為主的點火裝置，不但價格低廉，瓦斯有可控及緊急關斷的特性，不像傳統固體燃料火箭，火藥引火片一經點燃就無法停止，堪稱全球的創新技術。因為，傳統黑色火藥引火片將氧化劑與燃料預混固化在一起，隨時有爆炸的危險，成大混合火箭不使用黑色火藥，更具安全性。

其次，在混合型燃料藥柱的研究，目前混合火箭研發的困境是與傳統固體燃料火箭相較，混合火箭產生較低的燃料消耗率。成大研發的混合型燃料藥柱，大大改善了混合火箭的燃料消耗率。它是直接透過火箭藥柱藥性的改善，達到高燃料消耗與燃料面退縮率且不致崩裂的混合火箭藥柱技術，技術居於世界領先之列。

另外，在火箭酬載的遙測通訊系統方面，扮演著火箭任務執行與資料傳遞的重要角色。成大II型1號火箭所採用之自主研製2.4G遙測通訊系統，為國內學界首次成功應用於火箭遙測之系統，可正確回傳GPS訊號，其頻寬符合未來火箭與衛星龐大資料量的遙測通訊需求。而此遙測系統，除了後級微波功率放大器來自於外購之外，其它次系統都由成大航太中心自最基本的電子零件逐步發展出來的。

除此之外，成大混合火箭試射成功所代表的意義不只在火箭本體而已，包含火箭
發動機測試平台的設計建造、火箭燃料藥柱研製、發動機設計與測試、火箭關鍵零組件與系統開發、火箭地面測試與測試資料的分析，乃至發射架系統、氣動力外型、飛控與遙測系統開發、階段性火箭飛試驗證等，無論是基礎科學研究、系統工程開發，抑或執行飛試任務所需的射場管理與作業程序擬定等，相關之技術能量與工程管理程序均已完整建立，它象徵著台灣太空科學技術的進步。

由成大航空太空科技中心主任趙怡欽特聘教授領導的混合火箭研究團隊，整合校內外具燃燒推進、氣動力分析、結構動力、熱傳分析、自動控制、機械設計、電控系統開發、系統整合等專長的人士與研究群，無論於學術研究或是實務經驗方面均屬一時之選，具有相當豐富的研究經驗與能力。團隊成員還有李聰盛博士、許紘瑋博士、楊建曄、柯政昌博士、陳子超、李濟旭、林文毅、熊志強、蔡欣倫博士、以及成大航太系陳介力教授、江達雲教授、何慶雄教授、溫志湧教授。中科院二所前副所長李承中博士、中科院二所前組長楊宏燦博士亦擔任顧問。991019y-j


※關於混合火箭
混合火箭可以想成是攜帶固態燃料（solid fuel）的液態火箭，或是攜帶液態氧化劑的固態火箭，其主要組成為簡單之固體燃料與燃燒室、液態或氣態氧化劑供應系統、點火系統，以及推力噴嘴等。

相較傳統固態或液態火箭推進，混合火箭的設計至少有下列幾項的優點：(1) 混合火箭的燃料為固態狀，因此所須的硬體設備僅須考慮儲存氧化劑的容器，比較液態火箭的設備將會節省一半的空間。(2)固體燃料部份，氧化劑並不直接添加在燃料內，燃料本身將因缺乏氧化物而不易點燃，也較不會碎裂，增加了該火箭的安全性與使用期限。(3)混合火箭因氧化劑為液態或氣態，燃料為固態，故可調節氧化劑的流量與燃料的混合比來控制輸出的推力，以往火箭發動機常無法有效的控制推力的詬病得以獲得克服，甚至可將火箭熄火，並重新點燃，增加了火箭運用的彈性。(4)就火箭發動機性能的觀點而言，混合火箭在 單位推進率(specific impulse)上比固態火箭大，而 單位密度推進率(density impulse)又比純液態火箭佳。(5) 此外，一般也相信，混合火箭不會產生鹽酸氣(HCl)，燃燒生成物也比較合乎環保的觀念。

由於混合火箭同時具有固態火箭構造簡單、液態火箭可調節推力，甚至熄火再點燃的特點與能力，若搭配適當的氧化劑與觸媒反應作用，又可做為單基推進器使用，促使混合式推進系統可因任務需求而作不同調整，如做為加力器、上節火箭、軌道轉換、姿態控制等，均有其發展潛力。