潘友星
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3萬名旅客”的消息時,趙克良激動不已。而就在同一天,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(shè)計金獎”。
“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(shè)計、結(jié)構(gòu)防冰設(shè)計與驗證等16項重大關(guān)鍵技術(shù)……”在頒獎典禮播放的視頻中,趙克良的解說給廣大觀眾留下了很深的印象。只是很少有人知道,作為曾經(jīng)主管ARJ21-700飛機總體氣動專業(yè)的副總設(shè)計師,趙克良在自己的崗位上為“阿嬌”默默堅守了十數(shù)年。
機場就是我的游樂園
陜西閻良,一個對于普通人來說十分陌生的城市,在中國航空界卻是大名鼎鼎。它是中國著名的“航空城”,一個集飛機設(shè)計、制造、試飛于一體的城市。
“轟六”、“飛豹”、空中加油機、大型戰(zhàn)略運輸機……幾十年來,這里見證著中國航空工業(yè)的發(fā)展歷程。趙克良身處其中,從小就與航空結(jié)下不解之緣。
“童年時代,機場就是我的游樂園。幼兒園、小學、初中、高中,我的同學和從小一起玩到大的發(fā)小基本上都是航空子弟。我們那個時候,沒啥玩的地方,不像現(xiàn)在的孩子,可以去游戲廳、游樂園。很長一段時間,機場成了我常去的地方?!壁w克良回憶,小時候,爸爸媽媽喜歡帶著他去機場看飛機,看著飛機起降,自己總感到好奇。后來,一到周末,他就約上三五個小伙伴兒跑到機場看飛機。
正是從小受到環(huán)境的影響,1983年,趙克良從西飛一中畢業(yè)后毫不猶豫地報考了北京航空航天大學飛行力學專業(yè),毅然決然地走上了自己心儀已久的航空之路。本科學習結(jié)束后,他又選擇回到家鄉(xiāng)西安,在西北工業(yè)大學繼續(xù)攻讀空氣動力學專業(yè)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(guān)注。所以,“從本科到研究生,從飛行力學到空氣動力學,我選的都是飛機設(shè)計中最基礎(chǔ)的專業(yè),為的就是學深悟透,將來能學以致用?!壁w克良說。
1990年,趙克良碩士畢業(yè),就職于西安飛機設(shè)計研究所,從事民機總體氣動設(shè)計工作。在這里,他一干就是15年。其間,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(shè)計、性能分析及操穩(wěn)分析等工作。這段經(jīng)歷,為后來的型號研制工作打下了扎實的基礎(chǔ)。
要有所為,有所不為
2004年,ARJ21-700飛機的圖紙已經(jīng)全部發(fā)完,但仍舊無法進入生產(chǎn)研制階段,這是因為飛機超重,阻力也較大,實施起來困難重重。2005年,中航工業(yè)一飛院上海分院成立總體氣動室,趙克良被委以重任,和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哪且荒辏w克良直言:“又苦又累?!币环矫妫纸M建攻關(guān)團隊,為各個專業(yè)量身定制減重計劃;另一方面,由于技術(shù)難度大、涉及專業(yè)多、設(shè)計師隊伍太年輕,趙克良還必須親自掛帥,協(xié)調(diào)各專業(yè)設(shè)計人員尋找如何挖潛的方法。
“減重關(guān)聯(lián)了與重量相關(guān)的所有專業(yè),剛開始的時候,各專業(yè)之間誰也不服誰,都覺得減重跟自己專業(yè)的關(guān)系不大?!鄙巷w院總體氣動部性能與航線分析室的李棟成說:“為了解決好這一難題,克良總多次召開技術(shù)討論會,組織專家一遍又一遍宣講、討論,幫大家積極尋找減重的辦法?!?/p>
“那個時候,我們常常開會討論。印象中,每次會議都重點突出,能學到不少新東西,”上飛院總體氣動部操穩(wěn)特性室的付琳回憶說,“克良總召集的技術(shù)討論會充分發(fā)揮了群策群力的優(yōu)勢,大家先集中討論,確定初步方案。然后,再由他指明方向,形成總報告。每一個會議,我都能從中學到新東西。”
“開會討論”是趙克良培養(yǎng)技術(shù)人員常用的方式之一,他總是和技術(shù)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:“這次會議要解決的問題有哪些?該引導大家說些什么?”趙克良認為,開會和其他工作一樣,要突出主要矛盾,抓住關(guān)鍵問題,要有所為,有所不為。
在趙克良的帶領(lǐng)下,設(shè)計師團隊通過優(yōu)化翼梢小翼、襟翼支臂、整流罩、翼身整流包的設(shè)計,實現(xiàn)了ARJ21-700飛機減阻減重的目標。
尋找那個最佳平衡點
常有人問趙克良:“軍用飛機與商用飛機的研制有什么不同?”每當聽到類似的問題,趙克良總是不厭其煩地解釋說:“軍用飛機研制更加注重飛機本身的性能,而商用飛機研制既要滿足適航條款規(guī)定的安全性要求,又要讓航空公司盈利,獲取最大的經(jīng)濟效益。因此,我們要努力在安全性與經(jīng)濟性之間尋找平衡點。”
例如,出于安全性方面的考慮,CAAC和FAA都對飛機的失速速度、失速特性等問題作出了明確要求,僅CCAR25部中就有8個條款和3個修正案與其相關(guān)??墒牵瑢τ谖驳醺咂轿膊季值腁RJ21-700飛機來說,由于失速時尾翼處于機翼、機身以及發(fā)動機吊掛和短艙的尾渦區(qū)內(nèi),所以在失速問題上不可避免地存在“天生”的缺陷,驗證難度也更大。
趙克良認為,要想克服這個“天生”的缺陷,首先必須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(shè)置的一個安全屏障,突破它就意味著危險。因此,只有摸清了ARJ21-700飛機的失速特性,才能在此基礎(chǔ)上進行失速保護的細節(jié)設(shè)計,并通過試飛來驗證設(shè)計的有效性,使ARJ21-700飛機的失速速度和失速特性滿足適航條款的要求。”
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(jié)束,ARJ21-700飛機的失速試飛整整歷時兩年時間。兩年時間里,趙克良始終和一線設(shè)計師、試飛員待在一起。
“白天,我們要輪番進入監(jiān)控大廳監(jiān)控飛行,時刻關(guān)注飛機的飛行狀態(tài),3秒內(nèi)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,整理當天的試飛數(shù)據(jù),準備第二天早上和飛行員交底的文件?!被貞浧甬斈晔僭囷w時的場景,李棟成仍然歷歷在目。
“受到失速保護系統(tǒng)供應商的影響,我們每一次對系統(tǒng)進行更改,哪怕是很小的改動,都需要至少等待3個月的時間。這樣一來,就極大地影響了失速試飛的進度。”趙克良告訴記者?!罢敲恳淮诬浖?、參數(shù)調(diào)整的來之不易,讓大家更加珍惜每一次試飛。最終,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(jīng)濟性的最佳平衡點,把商用飛機對精度的設(shè)計要求控制到了極致。”趙克良說。
目前,ARJ21-700飛機已具備適航規(guī)章要求的全部氣象條件下的安全運營能力,各項運營指標良好,已安全載客超過10萬人次。
在趙克良心中,ARJ21-700飛機就像是他送走的第一屆畢業(yè)生??粗鳤RJ21-700飛機進入平穩(wěn)運營階段,趙克良不禁感慨:“所有的‘等待都是一場久別重逢,ARJ21-700飛機如此,我們的C919大型客機也一定會如此?!?/p>