常紅：30多年，堅持做好一件事

文夷 王思磊

“成功的花兒，人們只驚羨她現時的明艷，然而當初她的芽兒，浸透了奮斗的淚泉，灑遍了犧牲的血雨。”提起飛機設計師，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背后的汗水、辛勞和眼淚……

三個型號，30多年

對于中國商飛公司ARJ21-700飛機副總設計師常紅來說，一生中最美好的時光大都是和飛機聯系在一起的。用她自己的話來說，那就是“三個型號，30多年！”

1982年，常紅從西北工業大學航空發動機系發動機設計專業畢業后，任職于西安飛機設計研究所（603所），從事飛機動力裝置系統的設計工作，從此與飛機結下了不解之緣。

“飛豹”、空警2000、ARJ21-700，這三種在中國航空史上具有重要意義的飛機型號，見證了常紅職業生涯的發展和榮耀。

先從中國民機產業的“探路者”ARJ21-700飛機說起吧！

早在2004年，常紅就開始參與ARJ21項目。當時，西安飛機設計研究所和上海飛機設計研究所同屬于中航工業。為了ARJ21項目，中航工業將這兩個所合并為第一飛機設計研究院。從那時起，常紅就開始參與ARJ21項目。2008年中國商飛公司成立后，這兩個所又分離了，一飛院干大運，民機項目被劃到中國商飛公司，常紅也因此到了上海。

在ARJ21項目中，常紅主管飛機動力裝置系統。談起發動機，瞬間讓沉淀在記憶深處的往事打開，“我們那個年代崇尚工科，我的高中老師告訴我，飛機是‘現代工業的皇冠，發動機是‘現代工業皇冠上的明珠。當時覺得好高大上，于是就把西北工業大學航空發動機系發動機設計專業作為我高考填報的第一志愿。”常紅說，“畢業后，當得知被分到603所時，我還是有些失落的，畢竟沒有進入專門從事發動機研究的單位。不過，既來之，則安之。靜下心來做事情，結果總不會差。”

剛到603所，常紅就趕上了“飛豹”飛機的詳細設計工作。帶著“既來之，則安之”的樂觀心態，常紅跟著老師傅們一起畫圖、跟產、跟試，很快就進入了飛機設計師的角色，也開始喜歡上了飛機設計工作。

上世紀90年代中期，中國航空工業發展進入低谷，軍工項目明顯減少，常紅周圍很多人都離開了603所。和其他人的選擇不同，常紅認為，“國家今后肯定會發展航空業，堅持下來，一定會有好的結果。”帶著這份執著，常紅留了下來。

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

2002年，ARJ21-700飛機立項，603所與640所（上海飛機設計研究所）合并為中航工業一飛院。2004年，常紅正式參與ARJ21項目，開始了上海-閻良的“雙城”生活。2008年中國商飛公司成立，常紅被任命為ARJ21-700飛機副總設計師，全身心投入到ARJ21項目中。

從助理工程師到型號副總設計師，常紅坦言，這一切都是因為“堅持”的緣故。“作為航空人，我覺得自己是幸運的，有很多老一輩航空專家，可能因為種種原因，干了一輩子都沒能完成一個機型，而我卻參與了三個型號的研制，這輩子都值了！”

“長痛不如短痛”

常紅負責的ARJ21-700飛機動力燃油系統實際上包含了四個專業：動力裝置（發動機）、輔助動力裝置（APU）、燃油系統和防火系統。2009年，ARJ21-700飛機進入試驗試飛階段，而此時，上海飛機設計研究院動力燃油部只有防火系統專業，其他的三個專業都在閻良。隨著軍機項目的日漸繁忙，在閻良的三個專業已無法滿足ARJ21項目進度要求。為此，中國商飛決定，由上海飛機設計研究院動力燃油部承擔這三個專業的全部設計任務。這一決定是型號研制的需要，但卻給常紅帶來了不小的壓力。上海飛機設計研究院動力燃油部除了防火專業的老員工，都是剛剛畢業的大學生，這些人毫無經驗，也沒有老員工帶教，能否承擔起三個專業的研制和試飛任務？

“當時，我的心里還是很忐忑的，害怕因為人力的問題影響型號的進度。但是長痛不如短痛，收回三個專業是必然的事情，不能因為一時的困難而放棄。從長遠來看，收回這三個專業不僅對型號研制有益，鍛煉出來的年輕隊伍也會是一筆重要的財富。”常紅說。

帶著這樣的想法，常紅很快在動力燃油部成立了ARJ21動力燃油專職隊伍，配齊了四個專業的設計人員，從具體工作方法和流程開始培訓，嚴格把關每一份技術報告，并通過對適航條款的研究以及與供應商、局方的交流，幫助年輕人提升能力，快速適應工作。

ARJ21-700飛機是我國第一款按照國際標準研制的民用支線噴氣式客機，如何達到適航規章的要求，對研制隊伍是一項嚴峻的考驗。2008年，針對燃油箱防爆，FAA頒布了第125號修正案，對25.981條款進行大幅修訂，首次正式提出三重點火源防護的設計要求，并明確提出燃油箱可燃性水平的量化指標，要求主制造商對燃油箱可燃性水平給出定量分析結果。2011年，CAAC也正式頒布了相應的要求。

面對新增的適航條款，常紅立馬帶領團隊查閱資料，與國際適航專家進行交流討論，深刻理解條款的要求，協調全機十余個專業制定了燃油箱系統附近點火源三重防護設計方案，并通過采集試飛數據，建立仿真計算模型，分析了上百萬次飛行可能，得出了ARJ21-700飛機燃油箱可燃性水平的量化數據，走通了民機燃油箱可燃性分析的道路。點火源三重防護設計方案得到FAA影子審查的認可，該技術也成功運用到C919大型客機的設計中。

ARJ21-700飛機具備了與在役飛機相同或更高的燃油箱防爆水平，可以保障飛機飛行安全，但仍然需要對標最新的適航條款要求，進一步降低燃油箱可燃性水平。在解讀條款的過程中，團隊發現，降低燃油箱可燃性不僅可以通過加裝惰化系統，還有降低油溫的方法。但目前民機普遍采用的是加裝惰化系統，降低油溫的方式還處在理論概念階段，沒有人進行過設計和實踐。

雖然加裝惰化系統的技術比較成熟，但它不僅會給飛機增重，還需從發動機引氣，增加發動機的負擔，飛機性能的損失較大，而ARJ21-700飛機采用了兩油箱布局設計（機身油箱隔成兩塊，分別與機翼油箱相通），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？

從不影響飛機性能的角度考慮，常紅帶領團隊進行了燃油冷卻這一全新課題的探索，形成的設計思路也得到了SAE、FAA的認可。SAE更是因此對文件進行修訂，將降低油溫的燃油箱防爆設計方案正式予以明確。更可貴的是，在此過程中，常紅帶出了一支專業隊伍，團隊成員張斌還成為SAE-5D（燃油箱防爆委員會）成員。至此，在燃油箱防爆領域，中國商飛在國際航空界有了自己的話語權。

“常紅副總師總是說，飛機設計是一個復雜的系統工程，不能‘只見樹木，不見森林，不能只站在自己專業的角度考慮問題。另外，年輕人還要不怕犯錯，任何對飛機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、善于學習的態度以及勇于擔當的精神都給我們年輕人樹立了榜樣！”上海飛機設計研究院動力燃油部的郭軍亮這樣感嘆。

消滅一只“攔路虎”

30多年的堅持成就了專業技術過硬的“老航空”，但是面對國內第一次對標國際標準取證的ARJ21-700飛機，常紅仍然表示“很不容易”。在ARJ21-700飛機取證階段，常紅幾乎出現在主管專業的所有試驗試飛現場，帶領團隊成員攻堅克難，通過了局方的一次次考驗。

ARJ21-700飛機2002年立項，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，對于這些問題，常紅認為是團隊面臨的最棘手的困難。

ARJ21-700飛機使用的是尾吊發動機，油箱與發動機之間用管路連接，參照現役的支線飛機以及之前的條款要求，燃油管路都是用鋁合金作為材料，因為鋁合金具有重量輕、加工方便、在飛機上容易布置等特點。但是在2010年FAA“影子”審查期間對此提出新的適航條款驗證要求，要求燃油管路在飛機發生墜撞時有一定的伸縮性，不能因為燃油管路的原因導致墜撞危害升級。

“管路如何才能防止變形？這一條款給了我們一個很大的挑戰。因為之前對燃油管路的變形考慮只是在飛行過程中，由于飛機載荷發生變化而導致機體變化，進而帶來燃油管路發生變形。我們在設計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，要在飛機墜撞的時候，甚至是機體折斷的時候，還要保證燃油管路不受損害，這樣的情形在我們之前的設計范圍內是沒有考慮的。”常紅回憶說。

飛機已經進入試飛階段，如果將所有的鋁合金管路都換成軟管，飛機上連安裝的空間都沒有，更何況市面上還沒有給發動機供油的軟管產品。如果重新研制，勢必會影響型號的進度。

“安全的問題，沒有最好，只有更好。”常紅堅持將鋁合金管改為不銹鋼管的方案，與強度專業合作，模擬飛機墜撞，做了一系列動載荷試驗和仿真，對飛機中段燃油管路墜撞情況進行變形分析，同時還做了燃油管路“斷頭臺”試驗（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管上，觀察管路的拉伸情況、破損程度以及對周邊結構的影響，這是FAA規定的可以用于模擬飛機斷裂后對導管沖擊影響的試驗方法），得出不銹鋼管在飛機墜撞的情況下，仍然能夠滿足安全要求的結論。最后，憑借試驗數據以及專業技術觀點，常紅說服了局方，這一取證路上的“攔路虎”被消滅了。

與ARJ21風雨同行

都說飛機是世界上最安全的交通工具，這是因為一架民航客機在投入運營前，要經過極為嚴苛的測試。當我們走完一個完整的民機研制歷程之后發現，驗證一架飛機，尤其是按照適航標準的要求來驗證飛機，是一件異常艱難的事。

在ARJ21-700飛機的眾多試飛科目中，大側風試飛與自然結冰試飛給常紅留下了深刻的印象。

大側風對飛行的影響不可忽視，其產生的氣象條件復雜多變，有可能是由于季節的轉變，也有可能是因為雷暴的推進。對飛行員而言，最主要的是做好飛機的方向、位置、下沉率、推力等飛行狀態控制和潛在風切變的處置。

飛機在出廠前一般都要經過側風驗證飛行，以驗證飛機的抗側風能力，給出最大驗證側風值。例如，波音737-800飛機的最大驗證側風為不帶小翼36KTS（海里/小時），帶小翼為33KTS。然而，這一數值并不代表飛機的極限抗側風能力，而是飛機驗證試飛時的最大側風。一般情況下，航空公司會考慮安全裕度，在實際運行時將本機型最大側風數值限制為稍小于或等于廠家給出的驗證側風值。

以波音737飛機為例，其機組使用手冊規定，在干跑道上允許的最大側風分量是30海里/小時（15米/秒）。波音公司所給出的限制值考慮了一定的安全裕度，實際上飛機的性能應大于對抗17米/秒正側風的能力。因此，只要在規定的側風標準下，從性能上考慮可以保證飛機安全起降，并有較大的安全裕度。如果該機場發布的側風分量超過了此限制，飛機是不能在此機場落地的，機長必須終止進近或選擇其他機場備降。

在實際運行過程中，我們不僅要考慮風的大小，還不能忽視道面的情況，道面干燥與道面積水時的側風標準是不一樣的。因此，是否符合側風標準應根據跑道的道面情況而定。例如，波音737在濕跑道下的側風限制為12米/秒，在剎車效應中等以下的側風限制減為7米/秒。

“有人會開玩笑地說，送機時，不要說一路順風。因為飛機最好是頂風起飛，順風起飛是有一定危險的。”常紅笑著說。

談起側風試驗到底有多難，常紅感慨：“關鍵是這個試驗我們從來沒有做過。盡管我們一直在尋找更為嚴酷的試驗條件，但國內缺少相應的機場和跑道。國外有不少機場都有‘米字形跑道，很容易就能找到符合條件的試驗場所，然而國內沒有，找了很久，只有在西北嘉峪關機場有這么一條跑道。在每年的3～5月份，可能會有這種側風。”

“回想當年，為了做大側風試驗，我們追風追了4年。每年4月，我們都要去嘉峪關機場，最長一次在那里等了60多天，等待大風的來臨。記得第一次做側風試驗，我直直地站在ARJ21飛機里，看著窗外一片黃沙肆虐，強風襲擊。有人問，你怕不怕？當然害怕。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，在搞民機之前，坐飛機遇到氣流產生顛簸還是蠻害怕的，但搞民機以后，我真的不怕了。”常紅笑道。

“首先要做地面試驗，當時那個地方在戈壁灘上，風沙是個很大的問題，風速達到20節左右的時候，那真是飛沙走石。”常紅回憶說，“當時，機場已經是狂沙漫天，所有的飛機全都避風停止飛行，只有我們的試飛員駕駛著ARJ21-700飛機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與敬業精神為申請人取得了關鍵的試飛數據。通過這次試飛，我們對ARJ21-700飛機的抗側風能力有了充分信心，這為后續高風險科目試飛奠定了基礎。”

這些年來，常紅每天的工作都好像在戰斗，緊張而充滿挑戰，雖然辛苦，但看著ARJ21飛機一步一步走向成功，很有成就感。“一切的辛苦和付出都是值得的。”常紅說。

對于自己所在的團隊，常紅充滿自豪，“我們的年輕設計師成長很快，他們肯學肯干，對航空事業充滿激情，但現在缺少的是實際工作經驗，這對我們帶隊的人來說，就是要多關注。比如，在討論問題時，我們會給個框架，寫報告時給予指導，提供些范圍、參考文獻資料等。培養一個航空工程師很不容易，我希望社會各界要給予更多的關心，讓他們感到有發展前途，有成長空間。”