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                    《張江科技評論》

                    開博時間:2019-06-06 14:03:00

                    《張江科技評論》是由上??茖W技術出版社與上海市張江高科技園區管理委員聯合創辦的一本科技評論類雜志。該刊報道評價國內外創新性科學技術的發展趨勢及其商業價值,介紹上海在建設全球領先科創中心進程中的制度成果、技術成果、創業成果,推動產學研密切協作,促進科技成果轉化,服務經濟轉型發展。

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                    為“阿嬌”堅守十二載

                    2021-01-14 13:02:00

                      1990年,趙克良碩士畢業,來到西安飛機設計研究所,從事民機總體氣動設計工作,一干就是15年。15年的時間里,他先后參與了多款飛機的流體力學、風洞試驗、氣動載荷、機翼設計、性能分析及操穩分析等民機研制工作,也正是這段經歷促使他在民機設計的道路上走得更遠。


                      2017年11月17日,當聽到“ARJ21新支線飛機迎來投入航線運營后的第30 000名旅客”的消息時,趙克良激動不已。就在同一天,還有另外一個好消息讓他心花怒放,“ARJ21新支線客機項目獲得2017中國好設計金獎”。此時,趙克良正在辦公室加班錄制視頻宣傳片。

                      “我手里拿著的就是ARJ21飛機的模型,大家可以看到,這款飛機有著典型的尾吊式布局,它突破了超臨界機翼設計、結構防冰設計與驗證等16項重大關鍵技術……”視頻中不時傳來趙克良自信滿滿的解說聲。作為主管ARJ21-700飛機總體氣動專業的副總設計師,趙克良已在自己的崗位上為這個被中國的機長們親切稱為“阿嬌”的ARJ21飛機默默堅守了12年。


                      出身航空城,心懷民機夢

                      在陜西西安,有一個地方叫作閻良,那是一個航空工業發達,集飛機設計、制造、鑒定、試飛于一體的著名“航空城”。

                      從國產第一代轟炸機——“轟六”誕生,到我國第一架殲擊機——“飛豹”研制成功,再到空中加油機、大型戰略運輸機的相繼問世,許多飛機都在這座城里誕生。趙克良身處其中,從小就感受著我國航空工業發展的日新月異。

                      1965年,趙克良在閻良出生。1983年,他高中畢業。18年的時間,趙克良與航空結下不解之緣,從小就立志要成為一名民機設計師。

                      “童年時代,機場就是我的游樂園?!泵棵刻崞稹巴辍薄皺C場”,趙克良總是如數家珍般滔滔不絕?!坝變簣@、小學、初中、高中,我的同學和從小一起玩大的發小都是家里搞航空的子弟,我們平時跟父母、長輩聊天也都是航空領域的術語?!壁w克良笑容滿面地告訴記者。

                      “我們那個時候沒啥玩的地方,不像現在的孩子可以去游戲廳、游樂園,很長一段時間里,機場成了我常去的地方?!睋w克良回憶,小時候,爸爸媽媽喜歡帶著他去機場看飛機,看著飛機的起降,趙克良的臉上總是充滿著激動和好奇。后來,一到周末,他就約上三五個小伙伴跑到機場,爬飛機、看飛機。

                      正是從小受到航空報國信念的熏陶,1983年,趙克良從西飛一中畢業后毫不猶豫地報考了北京航空航天大學飛行力學專業,毅然走上了他心儀已久的航空之路。本科學習結束后,他又選擇回到家鄉西安,在西北工業大學繼續攻讀空氣動力學專業碩士研究生。

                      飛機要上天,就不可避免地要研究空氣動力學,這在萊特兄弟開始研制第一架飛機的時候就已被關注?!皬谋究频窖芯可?,從飛行力學到空氣動力學,我選的都是名牌院校里有關民機設計最經典、最古典的專業,為的就是學深悟透,將來能學以致用?!壁w克良堅定地說。

                      1990年,趙克良碩士畢業,來到西安飛機設計研究所,從事民機總體氣動設計工作,這一干就是15年。15年的時間里,他先后參與了多款飛機的流體力學、風洞試驗、氣動載荷、機翼設計、性能分析及操穩分析等民機研制工作,也正是這段經歷促使他在民機設計的道路上走得更遠。

                      開會要“有所為,有所不為”

                      2004年,ARJ21-700飛機的圖紙已經全部發完,但仍舊無法進入生產研制階段,這是因為飛機超重,阻力也較大,所以實施起來困難重重。2005年,中航工業第一飛機設計研究院上海分院成立總體氣動室,趙克良被委以重任,與妻子一道帶著剛上初中的孩子從閻良來到上海,全力解決ARJ21-700飛機的減阻減重問題。

                      機遇使然,責無旁貸?;貞浧饎偟缴虾5哪且荒?,趙克良直言“又苦又累”。一方面,他要著手組建攻關團隊,帶領設計師頭腦風暴、集思廣益,為各個專業量身定制減重計劃;另一方面,由于技術難度太大、涉及專業太多、設計師隊伍太年輕,趙克良還必須親自掛帥,協調各專業設計人員尋找如何挖潛的方法。

                      “減重關聯了與重量相關的所有專業,剛開始的時候,各專業之間誰也不服誰,都覺得減重跟自己專業的關系不大?!? 中國商飛上海飛機設計研究院總體氣動部性能與航線分析室李棟成說,“為了解決好這一難題,克良總多次召開技術討論會,組織專家一遍又一遍地宣講、討論,幫大家積極尋找減重的辦法?!?/p>

                      “那個時候開會討論的頻次雖然很多,但每次會議都突出重點,能學到不少新東西?!敝袊田w上海飛機設計研究院總體氣動部操穩特性室付琳回憶起此事顯得格外欣喜,“克良總召集的技術討論會充分發揮了群策群力的優勢,大家先集中討論,確定小方案,然后再由他指明方向,形成總報告。每一次會議結束,大家都能從中學到新的東西?!?/p>

                      “開會討論”是趙克良培養技術人員常用的方式之一,他總是和技術人員一起開會討論問題,幫助他們開闊思路,引導他們找到解決問題的突破口。每次會前,趙克良都會在心里盤算:“這次會要解決的問題有哪些?該引導大家說些什么?”特別是在研討時間有限、很多技術性難題都亟待解決的關鍵時刻,趙克良認為開會時應有所為、有所不為,抓住關鍵問題,突出主要矛盾顯得十分重要。

                      趙克良覺得:“只要下苦功夫,花足時間,把人員組織起來,相關會議跟上去,任務配合好,一切問題都不再是問題?!痹谮w克良的帶領下,在設計人員的共同努力下,通過翼梢小翼、襟翼支臂整流罩、翼身整流包的設計優化,ARJ21-700飛機成功減阻、減重,設計指標滿足,2006年順利通過國防科學技術工業委員會的評審。

                      8 220次失速中尋找安全性與經濟性的平衡點

                      在趙克良身邊,常有人會問起:“軍用飛機的失速試飛與商用飛機的失速試飛有何不同?”每當聽到類似的問題,趙克良總是不厭其煩地說:“軍用飛機更加注重安全性,而商用飛機則要既能滿足適航條款規定的安全性要求,又能讓航空公司盈利,獲取最大的經濟效益,在安全性與經濟性之間尋找平衡點?!?/p>

                      出于航空安全的考慮,中國民用航空局(CAAC)和美國聯邦航空管理局(FAA)都對飛機的失速速度、失速特性等問題作出了明確要求,《中國民用航空章程》第25部運輸類飛機適航標準(CCAR-25)中就有8個條款和3個修正案與其相關??墒?,對于尾吊高平尾布局的ARJ21-700飛機來說,由于失速時尾翼處于機翼、機身以及發動機吊掛及短艙的尾渦區內,在失速問題上不可避免地存在“天生”的缺陷,驗證的難度也更為突出。

                      趙克良認為,要想克服這個“天生”的缺陷,首先就要吃透飛機的失速特性?!昂唵蔚卣f,飛機的失速特性就像是預先設置的一個安全屏障,突破它就意味著危險?!币虼?,“只有摸清了ARJ21-700飛機的失速特性,才能在此基礎上采用失速保護的細節設計,并通過試飛來驗證設計的有效性,使ARJ21-700飛機的失速速度和失速特性滿足條款要求?!壁w克良解釋說。

                      按照CCAR-25的要求,為了吃透飛機的失速特性,趙克良帶領團隊夜以繼日地論證、攻關,終于在ARJ21-700飛機上成功設置了失速保護系統(推桿器)。這樣一來,當飛機接近失速時,失速保護系統會通過振桿器、語音和視覺圖像提供清晰可辨的人工失速告警,在飛機達到推桿迎角時,通過自動推桿器強迫推桿防止飛機進入失速狀態。

                      從2010年12月2日ARJ21-700飛機進行第一次自然失速試飛開始,到2012年12月27日CAAC的局方審定試飛正式結束,ARJ21-700飛機失速試飛歷時兩年時間。兩年時間里,趙克良始終與一線設計師、試飛員待在一起,他們經歷了一個異常艱難的過程。

                      “白天,我們要輪番進入監控大廳監控飛行,時刻關注飛機的飛行狀態,3秒內回答指揮員提出的飛行問題。晚上,我們還要開會討論飛機白天的飛行情況,并整理當天的試飛數據,保證第二天早上和飛行員交底的文件?!痹O計師李棟成回憶起當年失速試飛時的場景仍然歷歷在目。

                      “受到失速保護系統供應商的影響,我們每一次對系統進行更改,哪怕是很小的改動,都需要至少3個月的等待時間。這樣一來,就極大地影響了失速試飛的進度?!壁w克良說。正是每一次軟件更改、參數調整的來之不易,才讓大家更加珍惜每一次試飛的機會?!白罱K,我們通過四輪失速試飛,用8220次失速找到了ARJ21-700飛機安全性與經濟性的最佳平衡點,把商用飛機對精度的設計要求控制到了極致?!壁w克良欣喜地說。

                      12年、144個月、4380天,為了“阿嬌”,趙克良甘愿堅守十二載。從一名普通的民機研發人員到如今擔綱重任的型號副總設計師,從2002年ARJ21-700飛機項目正式立項到2017年已滿載旅客突破3萬人次,這條路有多遠我們無法丈量,但趙克良用他的踏實付出將個人事業與大飛機夢想緊密相連,并一步一步走到了現在?!拔磥?,如果‘阿嬌’還需要我,我仍舊愿意為她堅守下一個12年?!壁w克良的話擲地有聲,溫暖且充滿了堅毅。

                      趙克良,研究員,博士,上海市領軍人才,享受國務院特殊津貼,曾榮獲國家科技進步獎1項,省部級一、二等獎多項。先后擔任中國商飛ARJ21-700飛機、C919飛機型號副總設計師,大型客機外場試驗隊副隊長。長期從事飛機總體氣動設計、試驗試飛及適航取證工作。

                      文/潘友星

                    本文來自《張江科技評論》

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