文夷 王思磊

“成功的花兒，人們只驚羨她現(xiàn)時(shí)的明艷，然而當(dāng)初她的芽?jī)?，浸透了奮斗的淚泉，灑遍了犧牲的血雨?！碧崞痫w機(jī)設(shè)計(jì)師，人們首先想到的是首飛、交付，是巨大的成就和榮耀，很少有人想到那光環(huán)背后的汗水、辛勞和眼淚……

三個(gè)型號(hào)，30多年

對(duì)于中國(guó)商飛公司ARJ21-700飛機(jī)副總設(shè)計(jì)師常紅來說，一生中最美好的時(shí)光大都是和飛機(jī)聯(lián)系在一起的。用她自己的話來說，那就是“三個(gè)型號(hào)，30多年！”

1982年，常紅從西北工業(yè)大學(xué)航空發(fā)動(dòng)機(jī)系發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)專業(yè)畢業(yè)后，任職于西安飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所（603所），從事飛機(jī)動(dòng)力裝置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，從此與飛機(jī)結(jié)下了不解之緣。

“飛豹”、空警2000、ARJ21-700，這三種在中國(guó)航空史上具有重要意義的飛機(jī)型號(hào)，見證了常紅職業(yè)生涯的發(fā)展和榮耀。

先從中國(guó)民機(jī)產(chǎn)業(yè)的“探路者”ARJ21-700飛機(jī)說起吧！

早在2004年，常紅就開始參與ARJ21項(xiàng)目。當(dāng)時(shí)，西安飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所和上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所同屬于中航工業(yè)。為了ARJ21項(xiàng)目，中航工業(yè)將這兩個(gè)所合并為第一飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院。從那時(shí)起，常紅就開始參與ARJ21項(xiàng)目。2008年中國(guó)商飛公司成立后，這兩個(gè)所又分離了，一飛院干大運(yùn)，民機(jī)項(xiàng)目被劃到中國(guó)商飛公司，常紅也因此到了上海。

在ARJ21項(xiàng)目中，常紅主管飛機(jī)動(dòng)力裝置系統(tǒng)。談起發(fā)動(dòng)機(jī)，瞬間讓沉淀在記憶深處的往事打開，“我們那個(gè)年代崇尚工科，我的高中老師告訴我，飛機(jī)是‘現(xiàn)代工業(yè)的皇冠，發(fā)動(dòng)機(jī)是‘現(xiàn)代工業(yè)皇冠上的明珠。當(dāng)時(shí)覺得好高大上，于是就把西北工業(yè)大學(xué)航空發(fā)動(dòng)機(jī)系發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)專業(yè)作為我高考填報(bào)的第一志愿?！背＜t說，“畢業(yè)后，當(dāng)?shù)弥环值?03所時(shí)，我還是有些失落的，畢竟沒有進(jìn)入專門從事發(fā)動(dòng)機(jī)研究的單位。不過，既來之，則安之。靜下心來做事情，結(jié)果總不會(huì)差?！?/p>

剛到603所，常紅就趕上了“飛豹”飛機(jī)的詳細(xì)設(shè)計(jì)工作。帶著“既來之，則安之”的樂觀心態(tài)，常紅跟著老師傅們一起畫圖、跟產(chǎn)、跟試，很快就進(jìn)入了飛機(jī)設(shè)計(jì)師的角色，也開始喜歡上了飛機(jī)設(shè)計(jì)工作。

上世紀(jì)90年代中期，中國(guó)航空工業(yè)發(fā)展進(jìn)入低谷，軍工項(xiàng)目明顯減少，常紅周圍很多人都離開了603所。和其他人的選擇不同，常紅認(rèn)為，“國(guó)家今后肯定會(huì)發(fā)展航空業(yè)，堅(jiān)持下來，一定會(huì)有好的結(jié)果?！睅е@份執(zhí)著，常紅留了下來。

幾年后，“995”工程上馬，603所接到了“飛豹”A飛機(jī)研發(fā)的任務(wù)。這一次，常紅以主管主任的身份全程參與了這一項(xiàng)目。2000年前后，她又參加了空警2000的研制工作。

2002年，ARJ21-700飛機(jī)立項(xiàng)，603所與640所（上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所）合并為中航工業(yè)一飛院。2004年，常紅正式參與ARJ21項(xiàng)目，開始了上海-閻良的“雙城”生活。2008年中國(guó)商飛公司成立，常紅被任命為ARJ21-700飛機(jī)副總設(shè)計(jì)師，全身心投入到ARJ21項(xiàng)目中。

從助理工程師到型號(hào)副總設(shè)計(jì)師，常紅坦言，這一切都是因?yàn)椤皥?jiān)持”的緣故?！白鳛楹娇杖耍矣X得自己是幸運(yùn)的，有很多老一輩航空專家，可能因?yàn)榉N種原因，干了一輩子都沒能完成一個(gè)機(jī)型，而我卻參與了三個(gè)型號(hào)的研制，這輩子都值了！”

“長(zhǎng)痛不如短痛”

常紅負(fù)責(zé)的ARJ21-700飛機(jī)動(dòng)力燃油系統(tǒng)實(shí)際上包含了四個(gè)專業(yè)：動(dòng)力裝置（發(fā)動(dòng)機(jī)）、輔助動(dòng)力裝置（APU）、燃油系統(tǒng)和防火系統(tǒng)。2009年，ARJ21-700飛機(jī)進(jìn)入試驗(yàn)試飛階段，而此時(shí)，上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院動(dòng)力燃油部只有防火系統(tǒng)專業(yè)，其他的三個(gè)專業(yè)都在閻良。隨著軍機(jī)項(xiàng)目的日漸繁忙，在閻良的三個(gè)專業(yè)已無法滿足ARJ21項(xiàng)目進(jìn)度要求。為此，中國(guó)商飛決定，由上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院動(dòng)力燃油部承擔(dān)這三個(gè)專業(yè)的全部設(shè)計(jì)任務(wù)。這一決定是型號(hào)研制的需要，但卻給常紅帶來了不小的壓力。上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院動(dòng)力燃油部除了防火專業(yè)的老員工，都是剛剛畢業(yè)的大學(xué)生，這些人毫無經(jīng)驗(yàn)，也沒有老員工帶教，能否承擔(dān)起三個(gè)專業(yè)的研制和試飛任務(wù)？

“當(dāng)時(shí)，我的心里還是很忐忑的，害怕因?yàn)槿肆Φ膯栴}影響型號(hào)的進(jìn)度。但是長(zhǎng)痛不如短痛，收回三個(gè)專業(yè)是必然的事情，不能因?yàn)橐粫r(shí)的困難而放棄。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，收回這三個(gè)專業(yè)不僅對(duì)型號(hào)研制有益，鍛煉出來的年輕隊(duì)伍也會(huì)是一筆重要的財(cái)富?！背＜t說。

帶著這樣的想法，常紅很快在動(dòng)力燃油部成立了ARJ21動(dòng)力燃油專職隊(duì)伍，配齊了四個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)人員，從具體工作方法和流程開始培訓(xùn)，嚴(yán)格把關(guān)每一份技術(shù)報(bào)告，并通過對(duì)適航條款的研究以及與供應(yīng)商、局方的交流，幫助年輕人提升能力，快速適應(yīng)工作。

ARJ21-700飛機(jī)是我國(guó)第一款按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)研制的民用支線噴氣式客機(jī)，如何達(dá)到適航規(guī)章的要求，對(duì)研制隊(duì)伍是一項(xiàng)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。2008年，針對(duì)燃油箱防爆，F(xiàn)AA頒布了第125號(hào)修正案，對(duì)25.981條款進(jìn)行大幅修訂，首次正式提出三重點(diǎn)火源防護(hù)的設(shè)計(jì)要求，并明確提出燃油箱可燃性水平的量化指標(biāo)，要求主制造商對(duì)燃油箱可燃性水平給出定量分析結(jié)果。2011年，CAAC也正式頒布了相應(yīng)的要求。

面對(duì)新增的適航條款，常紅立馬帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)查閱資料，與國(guó)際適航專家進(jìn)行交流討論，深刻理解條款的要求，協(xié)調(diào)全機(jī)十余個(gè)專業(yè)制定了燃油箱系統(tǒng)附近點(diǎn)火源三重防護(hù)設(shè)計(jì)方案，并通過采集試飛數(shù)據(jù)，建立仿真計(jì)算模型，分析了上百萬(wàn)次飛行可能，得出了ARJ21-700飛機(jī)燃油箱可燃性水平的量化數(shù)據(jù)，走通了民機(jī)燃油箱可燃性分析的道路。點(diǎn)火源三重防護(hù)設(shè)計(jì)方案得到FAA影子審查的認(rèn)可，該技術(shù)也成功運(yùn)用到C919大型客機(jī)的設(shè)計(jì)中。

ARJ21-700飛機(jī)具備了與在役飛機(jī)相同或更高的燃油箱防爆水平，可以保障飛機(jī)飛行安全，但仍然需要對(duì)標(biāo)最新的適航條款要求，進(jìn)一步降低燃油箱可燃性水平。在解讀條款的過程中，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，降低燃油箱可燃性不僅可以通過加裝惰化系統(tǒng)，還有降低油溫的方法。但目前民機(jī)普遍采用的是加裝惰化系統(tǒng)，降低油溫的方式還處在理論概念階段，沒有人進(jìn)行過設(shè)計(jì)和實(shí)踐。

雖然加裝惰化系統(tǒng)的技術(shù)比較成熟，但它不僅會(huì)給飛機(jī)增重，還需從發(fā)動(dòng)機(jī)引氣，增加發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)擔(dān)，飛機(jī)性能的損失較大，而ARJ21-700飛機(jī)采用了兩油箱布局設(shè)計(jì)（機(jī)身油箱隔成兩塊，分別與機(jī)翼油箱相通），為油溫冷卻方案提供了條件。為什么不能嘗試降低油溫的方式呢？

從不影響飛機(jī)性能的角度考慮，常紅帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了燃油冷卻這一全新課題的探索，形成的設(shè)計(jì)思路也得到了SAE、FAA的認(rèn)可。SAE更是因此對(duì)文件進(jìn)行修訂，將降低油溫的燃油箱防爆設(shè)計(jì)方案正式予以明確。更可貴的是，在此過程中，常紅帶出了一支專業(yè)隊(duì)伍，團(tuán)隊(duì)成員張斌還成為SAE-5D（燃油箱防爆委員會(huì)）成員。至此，在燃油箱防爆領(lǐng)域，中國(guó)商飛在國(guó)際航空界有了自己的話語(yǔ)權(quán)。

“常紅副總師總是說，飛機(jī)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不能‘只見樹木，不見森林，不能只站在自己專業(yè)的角度考慮問題。另外，年輕人還要不怕犯錯(cuò)，任何對(duì)飛機(jī)有益的嘗試都可以去做，出了問題大家一起想辦法解決。這種敢于嘗試、善于學(xué)習(xí)的態(tài)度以及勇于擔(dān)當(dāng)?shù)木穸冀o我們年輕人樹立了榜樣！”上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院動(dòng)力燃油部的郭軍亮這樣感嘆。

消滅一只“攔路虎”

30多年的堅(jiān)持成就了專業(yè)技術(shù)過硬的“老航空”，但是面對(duì)國(guó)內(nèi)第一次對(duì)標(biāo)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)取證的ARJ21-700飛機(jī)，常紅仍然表示“很不容易”。在ARJ21-700飛機(jī)取證階段，常紅幾乎出現(xiàn)在主管專業(yè)的所有試驗(yàn)試飛現(xiàn)場(chǎng)，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員攻堅(jiān)克難，通過了局方的一次次考驗(yàn)。

ARJ21-700飛機(jī)2002年立項(xiàng)，2008年首飛，而很多適航條款都是2008年之后才修訂或提出了更高的符合性要求，對(duì)于這些問題，常紅認(rèn)為是團(tuán)隊(duì)面臨的最棘手的困難。

ARJ21-700飛機(jī)使用的是尾吊發(fā)動(dòng)機(jī)，油箱與發(fā)動(dòng)機(jī)之間用管路連接，參照現(xiàn)役的支線飛機(jī)以及之前的條款要求，燃油管路都是用鋁合金作為材料，因?yàn)殇X合金具有重量輕、加工方便、在飛機(jī)上容易布置等特點(diǎn)。但是在2010年FAA“影子”審查期間對(duì)此提出新的適航條款驗(yàn)證要求，要求燃油管路在飛機(jī)發(fā)生墜撞時(shí)有一定的伸縮性，不能因?yàn)槿加凸苈返脑驅(qū)е聣嬜参：ι?jí)。

“管路如何才能防止變形？這一條款給了我們一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。因?yàn)橹皩?duì)燃油管路的變形考慮只是在飛行過程中，由于飛機(jī)載荷發(fā)生變化而導(dǎo)致機(jī)體變化，進(jìn)而帶來燃油管路發(fā)生變形。我們?cè)谠O(shè)計(jì)之初就采用了柔性接頭的連接方式，防止燃油管路在這種輕微變化下的變形。但是如果按照新的適航要求，要在飛機(jī)墜撞的時(shí)候，甚至是機(jī)體折斷的時(shí)候，還要保證燃油管路不受損害，這樣的情形在我們之前的設(shè)計(jì)范圍內(nèi)是沒有考慮的?！背＜t回憶說。

飛機(jī)已經(jīng)進(jìn)入試飛階段，如果將所有的鋁合金管路都換成軟管，飛機(jī)上連安裝的空間都沒有，更何況市面上還沒有給發(fā)動(dòng)機(jī)供油的軟管產(chǎn)品。如果重新研制，勢(shì)必會(huì)影響型號(hào)的進(jìn)度。

“安全的問題，沒有最好，只有更好?！背＜t堅(jiān)持將鋁合金管改為不銹鋼管的方案，與強(qiáng)度專業(yè)合作，模擬飛機(jī)墜撞，做了一系列動(dòng)載荷試驗(yàn)和仿真，對(duì)飛機(jī)中段燃油管路墜撞情況進(jìn)行變形分析，同時(shí)還做了燃油管路“斷頭臺(tái)”試驗(yàn)（將管路裝好后，用一把刀從不同的高度，加上不同的重量，以不同的加速度沖擊到導(dǎo)管上，觀察管路的拉伸情況、破損程度以及對(duì)周邊結(jié)構(gòu)的影響，這是FAA規(guī)定的可以用于模擬飛機(jī)斷裂后對(duì)導(dǎo)管沖擊影響的試驗(yàn)方法），得出不銹鋼管在飛機(jī)墜撞的情況下，仍然能夠滿足安全要求的結(jié)論。最后，憑借試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及專業(yè)技術(shù)觀點(diǎn)，常紅說服了局方，這一取證路上的“攔路虎”被消滅了。

與ARJ21風(fēng)雨同行

都說飛機(jī)是世界上最安全的交通工具，這是因?yàn)橐患苊窈娇蜋C(jī)在投入運(yùn)營(yíng)前，要經(jīng)過極為嚴(yán)苛的測(cè)試。當(dāng)我們走完一個(gè)完整的民機(jī)研制歷程之后發(fā)現(xiàn)，驗(yàn)證一架飛機(jī)，尤其是按照適航標(biāo)準(zhǔn)的要求來驗(yàn)證飛機(jī)，是一件異常艱難的事。

在ARJ21-700飛機(jī)的眾多試飛科目中，大側(cè)風(fēng)試飛與自然結(jié)冰試飛給常紅留下了深刻的印象。

大側(cè)風(fēng)對(duì)飛行的影響不可忽視，其產(chǎn)生的氣象條件復(fù)雜多變，有可能是由于季節(jié)的轉(zhuǎn)變，也有可能是因?yàn)槔妆┑耐七M(jìn)。對(duì)飛行員而言，最主要的是做好飛機(jī)的方向、位置、下沉率、推力等飛行狀態(tài)控制和潛在風(fēng)切變的處置。

飛機(jī)在出廠前一般都要經(jīng)過側(cè)風(fēng)驗(yàn)證飛行，以驗(yàn)證飛機(jī)的抗側(cè)風(fēng)能力，給出最大驗(yàn)證側(cè)風(fēng)值。例如，波音737-800飛機(jī)的最大驗(yàn)證側(cè)風(fēng)為不帶小翼36KTS（海里/小時(shí)），帶小翼為33KTS。然而，這一數(shù)值并不代表飛機(jī)的極限抗側(cè)風(fēng)能力，而是飛機(jī)驗(yàn)證試飛時(shí)的最大側(cè)風(fēng)。一般情況下，航空公司會(huì)考慮安全裕度，在實(shí)際運(yùn)行時(shí)將本機(jī)型最大側(cè)風(fēng)數(shù)值限制為稍小于或等于廠家給出的驗(yàn)證側(cè)風(fēng)值。

以波音737飛機(jī)為例，其機(jī)組使用手冊(cè)規(guī)定，在干跑道上允許的最大側(cè)風(fēng)分量是30海里/小時(shí)（15米/秒）。波音公司所給出的限制值考慮了一定的安全裕度，實(shí)際上飛機(jī)的性能應(yīng)大于對(duì)抗17米/秒正側(cè)風(fēng)的能力。因此，只要在規(guī)定的側(cè)風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)下，從性能上考慮可以保證飛機(jī)安全起降，并有較大的安全裕度。如果該機(jī)場(chǎng)發(fā)布的側(cè)風(fēng)分量超過了此限制，飛機(jī)是不能在此機(jī)場(chǎng)落地的，機(jī)長(zhǎng)必須終止進(jìn)近或選擇其他機(jī)場(chǎng)備降。

在實(shí)際運(yùn)行過程中，我們不僅要考慮風(fēng)的大小，還不能忽視道面的情況，道面干燥與道面積水時(shí)的側(cè)風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)是不一樣的。因此，是否符合側(cè)風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)跑道的道面情況而定。例如，波音737在濕跑道下的側(cè)風(fēng)限制為12米/秒，在剎車效應(yīng)中等以下的側(cè)風(fēng)限制減為7米/秒。

“有人會(huì)開玩笑地說，送機(jī)時(shí)，不要說一路順風(fēng)。因?yàn)轱w機(jī)最好是頂風(fēng)起飛，順風(fēng)起飛是有一定危險(xiǎn)的。”常紅笑著說。

談起側(cè)風(fēng)試驗(yàn)到底有多難，常紅感慨：“關(guān)鍵是這個(gè)試驗(yàn)我們從來沒有做過。盡管我們一直在尋找更為嚴(yán)酷的試驗(yàn)條件，但國(guó)內(nèi)缺少相應(yīng)的機(jī)場(chǎng)和跑道。國(guó)外有不少機(jī)場(chǎng)都有‘米字形跑道，很容易就能找到符合條件的試驗(yàn)場(chǎng)所，然而國(guó)內(nèi)沒有，找了很久，只有在西北嘉峪關(guān)機(jī)場(chǎng)有這么一條跑道。在每年的3～5月份，可能會(huì)有這種側(cè)風(fēng)?！?/p>

“回想當(dāng)年，為了做大側(cè)風(fēng)試驗(yàn)，我們追風(fēng)追了4年。每年4月，我們都要去嘉峪關(guān)機(jī)場(chǎng)，最長(zhǎng)一次在那里等了60多天，等待大風(fēng)的來臨。記得第一次做側(cè)風(fēng)試驗(yàn)，我直直地站在ARJ21飛機(jī)里，看著窗外一片黃沙肆虐，強(qiáng)風(fēng)襲擊。有人問，你怕不怕？當(dāng)然害怕。那你又能怎么辦？就得咬著牙。第一次過了，第二次就不怕了。其實(shí)，在搞民機(jī)之前，坐飛機(jī)遇到氣流產(chǎn)生顛簸還是蠻害怕的，但搞民機(jī)以后，我真的不怕了?！背＜t笑道。

“首先要做地面試驗(yàn)，當(dāng)時(shí)那個(gè)地方在戈壁灘上，風(fēng)沙是個(gè)很大的問題，風(fēng)速達(dá)到20節(jié)左右的時(shí)候，那真是飛沙走石?！背＜t回憶說，“當(dāng)時(shí)，機(jī)場(chǎng)已經(jīng)是狂沙漫天，所有的飛機(jī)全都避風(fēng)停止飛行，只有我們的試飛員駕駛著ARJ21-700飛機(jī)擦著沙塵暴的邊緣起飛升空。那一刻，所有人的心都懸著，正是試飛員精湛的試飛技術(shù)與敬業(yè)精神為申請(qǐng)人取得了關(guān)鍵的試飛數(shù)據(jù)。通過這次試飛，我們對(duì)ARJ21-700飛機(jī)的抗側(cè)風(fēng)能力有了充分信心，這為后續(xù)高風(fēng)險(xiǎn)科目試飛奠定了基礎(chǔ)?！?/p>

這些年來，常紅每天的工作都好像在戰(zhàn)斗，緊張而充滿挑戰(zhàn)，雖然辛苦，但看著ARJ21飛機(jī)一步一步走向成功，很有成就感。“一切的辛苦和付出都是值得的?！背＜t說。

對(duì)于自己所在的團(tuán)隊(duì)，常紅充滿自豪，“我們的年輕設(shè)計(jì)師成長(zhǎng)很快，他們肯學(xué)肯干，對(duì)航空事業(yè)充滿激情，但現(xiàn)在缺少的是實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，這對(duì)我們帶隊(duì)的人來說，就是要多關(guān)注。比如，在討論問題時(shí)，我們會(huì)給個(gè)框架，寫報(bào)告時(shí)給予指導(dǎo)，提供些范圍、參考文獻(xiàn)資料等。培養(yǎng)一個(gè)航空工程師很不容易，我希望社會(huì)各界要給予更多的關(guān)心，讓他們感到有發(fā)展前途，有成長(zhǎng)空間?！?/p>