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85后航空工程师回顾追梦路:经历数次失败也曾饱受“非议”

北京日报 2022-06-23 09:35:03

蓝天白云间,一架飞机稳稳飞过,留下一条长长的白色“尾巴”。一位少年,望着如此景象出神。他折了一架纸飞机放飞出去,试图追寻空中白色轨迹,翱翔蓝天的梦渐渐萌芽。

2013年,一架名为“灵雀”的验证机首飞成功,标志着中国商用飞机研究和制造探索正式进入了飞行验证阶段,为我国下一代商用飞机前沿技术的应用奠定了基础。这一创新成果的研发负责人张驰,正是当年那名折纸飞机的少年。

小小的纸飞机承载了少年的航空梦,研制大飞机,则承载着几代中国人的梦想。如今,已是中国商飞北京民用飞机技术研究中心项目预研总师、高级工程师的张驰,正在为打造中国商用飞机的“X飞机”努力着,验证新构型、新能源、超音速和智能化等未来商用飞机技术发展方向,进行最前沿的探索。

前不久,在由北京市委宣传部、北京市科协等部门组织开展的2022年北京“最美科技工作者”遴选中,张驰成为最年轻的当选者。回顾自己的追梦路,这位“85后”航空工程师感慨:“我们这一代人很幸运,有机会去做国家需要的事情,去做我们想做的事,去做前人做不到的事情。”

张驰

1 “灵雀”乘梦起飞

航空迷张驰,从小就喜欢折纸飞机、放风筝,高中开始到英国留学,本科、硕士期间选择的专业也与航空有关,还考取了飞机驾驶执照。“学习飞行,是想要加深对飞机飞行特性的了解,这会使我在设计飞机的过程中更加有感觉。”张驰笑着说。

2011年,专攻飞行器设计专业的张驰硕士毕业,正在考虑未来发展之时,一位新加坡同学的话将他点醒:“真羡慕你,中国要自主制造国产大飞机了!在我们国家,无论市场还是技术基础,都无法支撑我去做这样一件伟大的事情。”迄今为止,全球能够独立制造民用飞机的国家仍以美国、法国、英国等欧美国家为主,中国在这一领域的发展前景广阔。

“要做我们中国自己的飞机!”心中的梦想更加坚定,带着一份自豪与使命感,张驰决定回到祖国。第一份也是唯一一份简历,投给了当时组建只有3年的中国商飞北京民用飞机技术研究中心。

来到中国商飞北研中心,张驰已经做好“施展拳脚”的准备,但是工作一段时间后他发现,理想和现实之间存在落差,“更多时候不是在设计飞机,而是在写报告,做各种论证,通过计算、分析的方式得出解决方案,就好像是在纸上造飞机。”张驰说,对方案的真实性,自己心里也有问号,“未来并不只是要被看得清楚,更要动手创造出来。”

能不能自己创造机会,创建一个平台,去做想做的事?

“你是‘骨灰级’航空爱好者吗?你想造自己的飞机吗?如果你有这样的想法,那就加入我们吧!”有了初步的想法,张驰和一位同事在单位内网发出一条“集贤令”。小小的帖子一出,立马吸引了各部门不同专业的年轻人,一群志同道合的青年工程师组成了一支年轻的80后团体,其中包括7名核心成员。

“我们的想法很简单,就是把论证的概念,按照飞机比例缩小下来,再用无人机或者航模的技术进行试飞,来探索它的操纵性和稳定性。”张驰说,当时大家只有一个念头,就是把头脑中的飞机造出来。

最开始,小团队利用休息时间,挤在一间狭小的办公室里进行“创作”。有一天,一位领导路过,看见张驰和同伴们正拿着木头在打磨各种零件,走进去询问他们在干什么。“了解到我们的想法,领导特别感动也非常支持。”张驰回忆,这位领导的一句话让他至今难忘,“中国商飞是一个有中国梦的地方。”这位领导还为团队起了个响亮的名字——“梦幻工作室”。

在中国商飞北研中心党委支持下,梦幻工作室的首个项目——“灵雀”诞生了。1∶1的模型飞机,成本高、风险大。张驰解释,“灵雀”是一种缩比验证机型,是用于测试新技术可行性的飞机。通过“灵雀”验证的前沿航空技术,可以保证安全地应用于其他飞机上。因此,“灵雀”验证机可谓是大飞机上的“技术先驱”。取名“灵雀”,喻义“麻雀虽小,五脏俱全”,希望它能够灵动飘逸,承载着团队对于未来的期望。

研发初期,作为自发组织,工作室团队原则上不能占用工作时间,张驰既承担自己的本职工作,又要负责“灵雀”项目,为了不耽误平时工作进度,每到休息时间或周末,小小的实验室中总出现带着爱人、孩子加班的情景。“没有补贴,有时候甚至要自己垫钱去买一些科研物资,但我们充满干劲儿。我坚信未来是要靠实干去创造的。”张驰说。

曾经有一次,为完成测试任务,团队成员硬是在实验室连续工作26个小时,对200多个部件进行了切割和组装,最终在第二天早上8时完成了验证机“铁鸟”的调试。

经过11个月、4500多个工时的攻坚,2013年11月18日,直径只有2.4米的“灵雀A”验证机以矫捷的身姿平稳有力地飞上蓝天,通场飞行5圈后完成了精彩降落,首飞成功!

2 摔掉验证机换来创新

“灵雀A”的成功首秀,令张驰和团队获得了更多机会。他们并没有停歇,依托梦幻工作室这一平台,开始尝试研发更多类型的验证机。

2015年,内蒙古试验场,一架由梦幻工作室团队花费两年心血研制的验证机刚起飞就失速失控后坠毁,当时团队成员在沙漠上将飞机的残骸一片一片全部捡了回来,认真分析原因。大家都没有放弃,坚持在哪里跌倒就要从哪里站起来,两年后,飞机重新被制造出来,首飞成功。

经过一次次试飞、摔毁,收集碎片、分析,重新制造、再试飞……一个个头脑中的想法,化成蓝天中翱翔的技术验证机。

2017年4月21日,“灵雀B”验证机作为中国商用飞机中最大的缩比飞行验证机于湖北荆门漳河机场首飞成功。

2018年7月8日,国内首架全3D打印的混合翼身融合(HWB)验证机“灵雀D验证机——信天翁”成功首飞。该机从制造到试飞只用了72小时,显著降低了飞机的制造周期。

2019年1月7日,“灵雀H”新能源验证机在郑州上街机场成功首飞,标志着中国商飞新能源飞机技术研究与探索进入了新阶段。

在张驰和团队眼中,每一次试飞,也是有趣的跨界融合的案例。他举例,“灵雀C”验证机的研发初衷是为了降低试飞员的风险,重点探索无人机驾驶技术,采用常规构型小型长航时无人机承担机载系统飞行验证任务。在研发“灵雀D”验证机时,团队则用到了3D打印技术,“为了成功打印出这架验证机,我们前期‘废掉’了4架。”张驰说,团队最先面临的困难是没有匹配飞机尺寸的3D打印机,为此,团队在机型的设计上花了很多心思,给飞机合理“分块”,再进行打印,同时通过反复进行强度测试、不断改进飞机结构来解决变形等问题。

这些成绩的背后,是一腔孤勇的探索。

在不断创新的过程中,张驰和团队已经记不得经历了多少次失败。在把想法付诸实践的路上,他们也曾经饱受“非议”,有的人觉得他们就是一群“玩航模的”,也有老专家语重心长地“奉劝”:“小伙子,你可不要误入歧途啊。”

“现在回头看,我最庆幸的就是从未放弃。”张驰笑着说,在研发过程中,团队摔掉了大量验证机,但他们用摔掉的验证机换来了更多的知识和宝贵的经验,“创新其实就是一个试错的过程,如果一件事情你开始第一天就知道一定会成功,那就不是真正的创新,因为肯定有前人做到了可供你参考。在创新研究的早期,没有人能够承诺一定会成功。”他和团队甚至还想到将验证机从“物理世界”转移到“数字世界”,在计算机里“造飞机”,利用仿真建模技术,进行飞行验证。

经过多年成长,梦幻工作室逐步壮大,覆盖了验证机研发所需的总体、气动、结构、系统四大专业,开发出了“灵雀”系列8款共20多架验证机,具备了从概念设计、初步设计、详细设计到验证试飞的验证机全寿命研发能力。

张驰和团队能够快速发现新技术对于自己所在领域的价值,敢于做出大胆的假设,创建出全新的场景与产品,最终将基本假设实现。中国商飞一位领导由衷地感叹,“期望你们未来可以摔掉更多的飞机,换来真正的创新。”

梦幻工作室成员与“灵雀B”验证机

3 为冬奥研发“电力保镖”

“创新其实来自两个维度:一个是基础理论的突破,另一个更重要的就是学科交叉。”张驰说,正因如此,他喜欢“攒局”——和研究其他学科的青年一起做些有趣的事,打开“脑洞”畅想未来,然后逐步将想法变为现实。

这种开放共享的心态,也被梦幻工作室一直延续。目前,工作室已成为由中国商飞、中国试飞院、清华大学、北京航空航天大学等8家单位共同参与的创新平台,累计参与发表专著1项、论文3篇、申报专利20余项,代表性项目“灵雀”验证机获中国航空创新创业大赛二等奖。

张驰还“跨界”到了2022年北京冬奥会。冬奥会开幕前夕,在国网冀北电力有限公司张北和延庆两大基地,8位身材轻巧的“电力保镖”正式上岗,对风机、光伏板、500千伏高压线路等关键输电场景开展巡检,保障冬奥期间供电安全。这8位“电力保镖”,正是由中国商飞北研中心与国家电投氢能公司研发的复合翼、固定翼、多旋翼3款氢能无人机。

“针对分布式能源的特点和巡检环境的特殊性,我们的对策就是建立基于新能源网联无人机的电力巡检系统,简单地说,就是用我们的智能新能源飞机服务于新能源电力。”从2019年起,张驰就作为项目负责人,联合多家未来科学城的央企民企“打破院墙”,牵头研发3款新能源无人机平台。张驰介绍,为实现目标,多项先进技术被集成应用,其核心技术包括氢能无人机平台、5G网联技术和智能电力巡检技术。“与传统无人机相比,氢动力无人机具有重量轻、振动小、噪音低、零碳排放等优势,并且突破了低温、续航等瓶颈,固定翼状态超过24小时续航,山高路远、严冬高寒都不在话下。”

北京冬奥会期间,这批“电力保镖”成功巡检护航供电安全,保障“绿电”从张北可再生能源示范项目,安然抵达北京、延庆、张家口三大冬奥赛区。张驰还曾代表未来科学城青年科技工作者担任冬奥火炬手,当时的激动心情至今还记忆犹新。他说,正如手中的氢能火炬让他感受到冬奥的温暖和科技的温度,“冬奥会让我们在一睹运动员飒爽英姿的同时,也感受到背后科技给生活带来的巨大改变。”

4 “纸飞机”传承梦想

在航空工程师这一身份之外,张驰也闲不下来。繁忙的工作之余,他考取了清华大学创新领军工程博士,学习和研究系统工程。他还支援参与了北京航空航天大学国家精品课的建设。张驰说,在给大学生讲课时,他也将梦幻工作室的“思维”带进了课堂,“我会提出一个需求,让学生们据此设计一架飞机,当他们遇到问题时就会主动来问,我再来帮他们解决问题,和他们一起试错、创新。”

到大学里讲课,张驰从没想过“回报”。直到有一天,他收到了一位年轻人的简历;面试时,这位年轻人点名要加入梦幻工作室。原来,他在大三时上过张驰的一节课,“虽然只有一面之缘,却给我留下深刻印象,毕业时我就立志要加入您的团队。”年轻人真诚的话语,让张驰心头一暖。

收获了鼓励,张驰更加热衷于航空知识的科普。未来科学城青年科学家论坛、大飞机青年科技创新交流、“2050大会”等各种活动,都少不了他的身影。

在2018年举行的“2050大会”上,张驰作为志愿者带领梦幻工作室参与了“空天梦幻”新生论坛的组织策划。他和参加活动的学生们分享:“新青年要有梦想,不要忘记梦想是什么,要实干,踏踏实实去实现梦想,要有情怀,放弃逐利的思维。”

在那次活动中,和他一同亮相的还有一支年轻的团队——7名来自北师大二附中航模社的孩子。这支航模社团队,正是由张驰担任航空专业顾问、校外指导教师。

回忆起第一次和这群孩子一起飞航模的场景,张驰忍不住笑了:“他们最大的本事不是飞航模,是上树。”交流展示时,孩子们做的航模没飞一会儿,就挂到树上了。“我小时候,飞航模还是一件很奢侈的事情。”孩子们爬树取航模的样子,让张驰仿佛看到少年时的自己,他对孩子们说:“我可以教你们一些简单的算法,让你们的航模飞得更高更远。”

在指导航模社的过程中,孩子们的“奇思妙想”再一次触动张驰,“他们想做一个‘纸飞机’,在学校的开学典礼上飞一圈,但是考虑到安全因素,一直没有付诸实践。”看了孩子们设计的纸飞机造型,张驰非常欣喜,他告诉孩子们,人类的飞行梦想就是起源于纸飞机,“只要你们敢想,我就想办法为你们创造实现梦想的机会。”

经过5个月更新迭代、近3000圈反复飞行打磨,孩子们带着自己设计的“纸飞机”登台“2050大会”,会场上空,“纸飞机”轻盈掠过观众头顶,飞行3圈后稳稳回落,惊艳全场。孩子们捧起象征梦想起点的“纸飞机”,开心地击掌、欢呼,一直在“幕后”的张驰,脸上露出欣慰的笑容。

如今,航模社的成员很多都在大学选择了航空相关的专业,继续书写着自己的航空梦。张驰也从梦幻工作室光荣“毕业”,担任新能源飞机项目的预研总师。

目前,张驰和团队正在探索未来的飞机如何通过电驱动的方式飞行,这意味着将风能、水能、太阳能等可持续能源注入未来的航空运行体系当中。“这又是一个充满了未知和困难的赛道。”面对未来,张驰充满干劲儿,“飞驰的人生‘航线’上,只要心怀梦想,必将一往无前。”

(原标题:梦幻工作室

来源:北京日报 记者 李祺瑶

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