“隱形的翅膀”

王秦怡　楊學義

2022年7月18日，C919停在陜西某機場。

當《環球人物》記者走進北京航空航天大學（以下簡稱北航）教授楊超的辦公室，首先映入眼簾的，是擺放在書柜上方的將近20個飛機模型。C919、殲-20、運-20……每一架飛機，都凝結了他的心血，“記得在國慶70周年大閱兵的時候，看到天安門上方戰機飛過，感慨萬千。一方面為祖國驕傲，另一方面，這些飛機大多與我相關，內心真是由衷地自豪！”

當楊超在北京進行教學和研究工作時，遠在西安的張晨光正在航空工業西飛機翼裝配廠（以下簡稱航空工業西飛），日復一日嚴格地將專家們構想的藍圖變為現實。他的父親也是一名航空人，“我父親在航空工業西飛從事機翼裝配。我一出生，身邊所有的人和事，幾乎都跟這里有關。”比父親更幸運的是，張晨光裝配的機翼，即將載入國產大飛機的發展歷史。

2022年11月6日，楊超在北航辦公室接受本刊記者專訪。楊超伸手指的就是中國自主研制的系列飛機模型，其中很多都有他的參與。（本刊記者 王秦怡 / 攝）

C919首席試飛員趙鵬與張晨光有共鳴。他的父親是嫩江航空護林飛行觀察員，小時候，趙鵬就坐在機場邊上看飛機，拿著飛機模型在小山包上比比劃劃，簡單的動作也能玩上一整天。有時，父親還會給他個驚喜，抱著他一起到飛機上飛一圈，遇到氣流顛簸，他也從不害怕，反倒覺得好玩。現在，他早已接過父親的接力棒，駕駛滿載國人期盼的國產大飛機。

他們的故事各不相同，卻殊途同歸。他們所做的一切，都是為了C919早日翱翔在祖國的藍天……

楊超，今年56歲，C919氣動彈性專業技術方案論證專家。

對他而言，C919啟動研制的消息，最早是在2008年5月傳來的。那時中國商飛在上海成立，成為我國實施國家大型飛機重大專項中大型客機項目的主體。中國商飛亟須一大批專業的航空人才，因此成立了大型客機聯合工程隊（以下簡稱工程隊）。一時間，全國47家單位、共計468位專家從四面八方涌來，奔赴上海。其中就有楊超，他是北航工程隊隊長。

任務相當緊急，在當年年底，他們就要拿出一份大飛機項目總體技術方案來。不過，為了這一刻，這些人等待太久了，他們沒有覺得壓力大，反倒是多年間那種使不上的勁兒突然被派上了用場，于是將這些精力毫無保留地用在了項目里。

“從1985年運-10項目擱置，到2008年我正式參與C919，中間一晃20多年過去了。”提起奔赴上海的那一幕，楊超依然雙眼發亮、心潮澎湃：“一個大飛機項目從立項、設計到交付使用差不多也是20年。人生能有幾個20年？不得不說，我們比前輩幸運多了，這樣一個重大的歷史機遇，被我們這一代人趕上了！”

在求學、畢業、任教的漫長生涯里，楊超一直聽老一輩講起運-10的往事。老一輩的夙愿，需要新一代人彌補和實現。“我們剛到上海時，工作環境不算很好，但我們所有人都有滿腔熱血，沒人計較這些生活上的事情。”工程隊隊員住在上海一家航空賓館，工作地在上海大場鎮的飛機制造廠，他們每天從賓館坐班車到廠里，需要近1個小時的路途顛簸。每天中午，大家就在廠里領盒飯吃。參與聯合論證的很多人都是來自全國各地高校的老師，日常還有教學任務，所以經常在一周內轉戰兩個城市。“我一般是周一上課，周二在北航開完院務會就從北京趕到上海了，有時周末也不回家，留在上海搶時間。”楊超說，那段時間雖然很忙，但大家都覺得投入到這樣一個國家工程里，是無上光榮。

在論證伊始，工程隊確定了國產大飛機的對標產品，即當時全球民用飛機市場份額最大的兩款機型——波音B737系列和空客A320系列。他們的努力目標，就是要研制150座以上的單通道窄體客機。

實現這一目標，在當時看來有些不可思議。想要做出一份最好的大飛機項目總體技術方案，涉及各種學科之間的交叉、銜接，需要全國好幾百名科研人員之間的團結協作、緊密配合，是一項極為繁重的任務。工程隊先是按照總體氣動、結構強度、飛行控制等大專業，將468人分到了若干個大組里，每一個大組又按小專業分成小組。楊超記得，在一個大房間里，有十多個小組分頭討論，每個小組10人左右，“有時候我們這個小組討論得差不多了，就和鄰近的小組碰頭，有時候是三四個、七八個小組一起碰”。小組內經常要形成幾份方案，為的就是應對碰頭時遇到的不同情況。

這個過程，不是簡單的加減法，而是“你中有我、我中有你”的融合過程。“大飛機是一個整體，我們這個過程就是將錯綜復雜的多學科糅合成一個大的整體。”楊超說，這個過程自然會充滿相互碰撞、討價還價。有的時候，據理力爭、無奈妥協和相互拉扯也是有的。“經常出現的一種情況是，我們按照自己專業的理解設計出的方案，其他小組認為對他們不利，產生了負面影響。這個時候，我們就要相互商量了——什么負面影響？影響多少？我讓多少？你讓多少？讓多少能讓彼此接受？”

“自己的成果被推翻，向別人妥協，一定是個失落的過程。”《環球人物》記者對楊超說。

但楊超總能夠看到積極的一面，他首先想到的是全局：“無論多失落，碰了飛行安全的紅線，必須得認，搞科研設計就是這樣。后來就有經驗了，我現在也經常和學生說，一定要和其他專業的人多溝通，不能悶著頭自己干。離你的專業越遠的領域，你越不熟悉。有時候，別人對你的方案提出一個約束，可能就是致命的。”

在所有的小組中，楊超所在的小組屬于比較亮眼的一個。小組由五六個人組成，都是結構強度這個大專業下的氣動彈性小專業，這被認為是C919攻關的十大關鍵技術之一。

氣動彈性是一項復雜的專業系統。簡單來說，有時一陣強風或者突然的亂流，都可能導致飛機飛行不穩。尤其是當飛行速度超過顫振臨界速度以后，飛機甚至會直接解體，而增加飛機結構重量從而提高結構剛度，可以部分抵擋這種來自氣流的可怕力量。自20世紀30年代英國“蛾”號飛機失事之后，科學家們逐漸意識到氣動彈性的存在，開始投入大量精力，試圖找到顫振臨界速度，并不斷減小這一數值的預測誤差范圍。

顫振臨界速度的預估精確度直接關系到C919的經濟效益。“把預測誤差減小以后，降低飛機的結構重量才有把握，否則不敢減重。其實繞到最后，一是結構要輕，一是外形要好，這樣才能省油，容易被市場所接受。”面對記者，楊超幾句話就輕描淡寫、通俗易懂地帶過了，但實際上，他和其他小組成員要翻閱大量的書籍，反復推算，反復驗證，不斷提高顫振臨界速度的精確度，最終完全滿足了國際通行適航標準。

他需要做的，是從國內外卷帙浩繁的技術材料中篩選出最有用的信息，“一本一本看來不及，有的一看題目就過去了，有的要仔細看看摘要，還有些早上從資料庫借出來，當晚就得還回去，但放到案頭的資料少說也有上千份”。

除了技術資料，楊超還特別注意挖掘公開資料中透露的信息。比如，國內外適航條例、飛機失事后的調查報告、飛機遭遇故障的報道中， 經常隱含著飛機設計需要注意的問題。“發生什么故障了，飛行員怎么處理的，有沒有明確的結論，是不是我這個專業方向的問題造成的，我在方案設計上能怎么規避”，這些都是楊超格外重視的。有時公開材料未給出結論，這些問題就像視頻彈幕一樣，在他的腦海里轉個不停，即便睡覺也依然在轉。

經過不懈努力，大型客機項目聯合論證終于在2008年12月完成，楊超所在小組就氣動彈性專業形成一份技術方案。那些他曾經反復翻閱的資料、苦苦思索的問題，最終落到技術方案上，可能只凝練成了一個數據、一兩句話。但在接下來的十多年里，這些數據和描述對C919起到了重要作用，為C919的試驗設計、生產和試飛的各個階段提供重要支持。C919在陜西取證試飛時，楊超也趕到了那邊，試飛中有任何疑問，論證專家需要當場給出本專業方面的解釋，提供支撐性的技術報告。

大約從2020年起，楊超就預感到，C919距離最終交付使用，只差臨門一腳。每年春季給學生們上課時，他總要忍不住表達一些期待：“今年可能有個重大事件。”可惜受突如其來的疫情影響，C919試飛、取證的進度幾經推遲。直到今年9月，C919終于取得中國民航局型號合格證，并將于年底交付使用。今后，“我對學生們說的就不再是預言了，而是一段引以為傲的光榮歷史！”

張晨光，今年41歲，C919機翼裝配鉚裝工。

對于飛機來說，機翼相當于鳥兒的翅膀，飛機之所以能在天上飛，靠的就是機翼產生的升力。除了為飛機提供升力，機翼還有許多輔助功能，比如，機翼兩個大翅膀下懸掛著發動機和起落架；機翼內部空間小，用來裝貨物偏小，于是設計師們把油箱裝到了機翼中去。

張晨光就承擔著穩固翅膀的任務。2013年，他開始參與C919的機翼裝配工作，而且裝配的是首架由圖紙變為現實的C919大飛機。

C919機翼上很少能找到連成一大片的整塊零件，多是零零碎碎的小零件，單是翼盒內用來上緊零件的小孔就達8000多個。“我要做的，就是構筑飛機翅膀上最堅固的關節。”張晨光說。

“零件一多，零件與零件之間的協調問題就會變多。因為每個零件的允許誤差有上偏差和下偏差，如果這一批次的零件都偏上或偏下，機翼整體結構的積累誤差就會變大，可能不滿足精度要求。”張晨光說，隨著零件增多，他的工作難度也隨之成倍地增加。大飛機對裝配的精度要求很高，高到什么程度呢？如果發現整體誤差超出范圍，他要在零件之間塞入薄薄的墊片，這種墊片最薄只有0.08毫米。塞完之后，他還要用塞尺查看間隙，不能超過0.2毫米。

2001年，張晨光從西飛技術學院畢業，追隨父親進入航空工業西飛。做如此精細的工作，需要的是超出常人的耐心。他所在的廠房，是一個有5層住宅樓高、200米寬的開闊空間，為了避免溫差太大，廠房內溫度常年保持在20℃左右。營造一個如此穩定的環境，就是為了讓裝配工作更精細、更準確。

“整個流程中，哪個難度是最大的？”《環球人物》記者問。張晨光說，是用吊車將前梁、后梁等機翼大部件裝調到外翼總裝型架上。這一步幾乎算是整個流程的最后一步，前面種種抽絲剝繭的精密裝配工作都做了，人的心態已經發生了一些變化，恰恰最容易前功盡棄。

2022年2月，張晨光在航空工業西飛機翼裝配廠工作。（受訪者供圖）

這是一個非常緩慢的過程，即便做得快，也至少要花上一整天。“用吊車裝調時，全靠肉眼在旁邊看，‘往左一點’，‘再往右一點’，‘高一點’……喊大半天，才能把幾十個孔全對上。很難，一不小心就磕碰了。”這些磕碰常人用肉眼不一定能看出來，要湊近、湊近、再湊近來看，但哪怕是指甲蓋深的碰痕也需要再做詳細試驗。磕碰是否損傷到關鍵零件，接頭是否產生內在裂痕，結構強度是否受影響，等等，都得用試驗數據說話。只要出現一項不合格，就意味著零件報廢了，得推倒重來。

張晨光也要為提高生產效率付出努力，因為他們的效率直接影響到C919的問世時間。為此，他常常和研發人員討論設備、刀具以及參數的合理性。2018年，C919數字化生產線機翼翼盒自動制孔設備（以下簡稱設備）上線前夕，張晨光看完設備的編碼程序就覺得不行。如果按這套程序，設備一個一個制孔，完成一塊壁板需要花費15天時間。經過反復討論，張晨光和團隊找到了關鍵孔的位置，重新編輯出一套程序，在保證精度的同時，將一塊壁板的制孔時間縮短為3天。

還有其他很多難點。比如，機翼不同部位的材料特性各異，有的硬度高，有的韌性強，有的散熱快，有的加工瞬間產生高溫，當這些材料疊加在一起鉆孔時，刀具、進刀量怎么選擇？再比如，將機翼后梁對到外翼總裝型架上，原先花一天時間不一定夠，現在使用帶定位夾的特制工裝旗，后梁吊到空中以后40分鐘就能對準、入窩。

2019年4月2日，C919首席試飛員趙鵬在飛行試驗機駕駛艙內。

還有一些工作是設備無法做到的。翼盒上主要零件裝配完以后，還有一些小組件只能在后期人工補裝配。C919翼展35.8米，翼盒表層分布了十幾個圓形、橢圓形的口蓋，最小的口蓋直徑僅是一張A4紙的長度。補裝配時，人的身子探不進去小口蓋，最多能把頭伸進去。剛開始，張晨光也摸索不準，但他不斷練習手感，時間長了，就有了肌肉記憶。

以前，每一天，張晨光面對的C919都是冰冷的零件。但張晨光的內心，一直都有浪漫的底色。那是十多年前的一個寒冷冬夜，張晨光在接近凌晨時分，等待研發人員交接，忙碌了一天，內心有些煩躁。這時，他突然發現，他褪下機翼裝配用的手套，套口位置形成了一個標準的心形，而且口沿正好是紅色。“這或許是C919給我的一個溫暖安慰吧”，至今，張晨光的微信頭像都是這張手套的心形圖。

張晨光的微信頭像。（受訪者供圖）

十多年間，張晨光和工友們從未看到過一架完整的C919大飛機。但他知道，他們裝配的是機翼，他們自己也如同一雙雙托舉飛機升空的“隱形的翅膀”，有朝一日，C919一定能載著他們奮斗的無數個日日夜夜，展翅騰飛！

趙鵬，今年51歲，C919首席試飛員。

趙鵬真正放下心來是2022年8月1日，C919完成取證前局方所有審定試飛科目。從2017年準備試飛到今年8月，他一年比一年忙，去年飛了700多個小時，前年是600多個，再往前是500多個。最忙的時候，他剛跳下這架飛機，就直接登上另一架飛機。

身為C919首席試飛員，中國飛行試驗研究院（航空工業試飛中心，以下簡稱試飛中心）試飛員趙鵬的任務基本上是“逆人性”的。日常航行中，飛機要防結冰、防大風、防失速，試飛員卻偏偏要追冰、找風、求失速……把飛行風險提前摸遍、摸透，最終確定出安全飛行的邊界“紅線”。“像打開一張迷霧地圖。飛機按照設計造出來了，地面的基礎試驗也做了，從試驗指標可以判斷出飛機穩定性、結構強度等特性，但總設計師想達到的飛機性能究竟有沒有實現，只有飛上天，才能徹底清楚。”

2021年12月8日，陜西閻良，風吹來一絲冷冽，試飛中心首次組織了C919自然結冰研發試飛。

在這次試飛中，趙鵬擔任指揮員。“剛開始，心里還有一點忐忑。”趙鵬告訴記者，自然結冰試飛被譽為飛機試飛階段的“三大戰役”之一，難度高、窗口期短。飛機進入云層以后，必須在機翼上迅速結冰，并把冰凍結實，讓冰層厚度達到3英寸（約7.62厘米），這樣才能確保在進行后續的試飛項目時，不至于因冰脫落而不滿足條件。此前，試飛中心還在這一科目上折過戟。ARJ21曾在新疆苦尋4年，始終未能捕捉到理想的結冰氣象，后不得不遠赴北美五大湖地區試驗。那時，趙鵬心里疑惑：我們960多萬平方公里的國土，就找不到一片符合自然結冰試飛條件的空域嗎？

2021年12月8日，謹慎起見，試飛中心先派了一架小型試驗機去空中偵察，確定試驗機的結冰速率與厚度都滿足條件后，趙鵬馬上指揮試飛員駕駛C919直奔那個云層高度。C919起飛后，他的心一直揪著，ARJ21自然結冰試飛是他飛的，他知道試飛員在云層中面對的是什么——是無邊無際的水汽，白茫茫，什么都看不見，試飛員能依靠的只有試飛工程師提供的各種數據。幾十分鐘過去了，好消息不斷傳來：C919穿云順利！結冰成功！大幅度盤旋完成！……趙鵬長舒一口氣：在中國空域進行自然結冰試飛，“成了！”

上圖：自然結冰試飛時，飛機前擋玻璃上結的冰。（資料圖片）下圖：在失速試飛的大滾轉試驗中，趙鵬最終飛出了105度。（視頻截圖）

2022年1月20日，中國民航局開始了對C919的自然結冰審定試飛。那段時間，趙鵬形容機組成員都有點“神經質”，每天起床就望天、看天氣預報。個個都像氣象專家，滿口氣象術語，一旦發現第二天的氣象條件合適，便立即著手準備。到2月17日，趙鵬和其他機組成員先后在陜西志丹、安康和甘肅慶陽等區域上空找到自然結冰云區，完成了動力裝置、機翼防冰等70多個試驗點，證明C919在自然結冰條件下的飛行安全性。

C919能成功完成自然結冰試飛的背后，是科研人員數年的攻關。通過結冰探測飛機歷時一年的飛行探測，試飛中心建立了結冰資源數據庫，形成并校驗了結冰預測模型。“發現大部分的結冰氣象來自于印度洋暖流，它從青藏高原爬升又下降，來到秦嶺后會形成比較符合結冰條件的云層。印度洋暖流開始走動之后，預測它什么時候到達，行動強度如何，是研究的核心問題。”趙鵬告訴記者，他那個疑惑終于有了解答。要找到一片符合自然結冰試飛條件的空域，確實極其不易！

“我去五大湖時，國外專家能把氣象條件描述得仿佛他在云里看到一樣。他每天凌晨3點起床把全球大氣數據收集分析一遍，然后告訴你結冰地點、飛行高度，你應該在云底飛還是云中、云頂飛，做動作要向左還是向右，他一清二楚。那時，我跟我們的氣象員說，你們就要成長為這樣的人才。幾年過去，這些青年人確實不負眾望。”趙鵬感慨。

令趙鵬印象深刻的還有“三大戰役”中的另一戰——失速試飛。

失速可能引起飛機劇烈滾轉，在開展失速試飛前，試飛員要先驗證飛機的滾轉改出能力極限。起初，試飛機組沒有把握C919發生滾轉后高度會下降多少，為了讓飛機在失速后能安全改出，留出時間轉成平穩的飛行，機組將飛行高度定為2萬英尺（約6096米）附近。等到有把握后，飛機再一點一點降低高度。

飛機真正進入滾轉后，留給趙鵬的反應時間以秒計，甚至一秒鐘都被“掰成幾瓣”，“飛機滾轉成90度以后，垂直尾翼和升降舵的‘分工’互換，原來垂直尾翼控制飛機俯仰，現在同樣的操作下，卻是控制飛機偏航的。這特別挑戰人的感知慣性和操作慣性”。60度、70度、80度、85度……大滾轉試驗設計的滾轉坡度是90度，趙鵬最終飛出了105度。到105度時，趙鵬感到飛機像被擰了一下，再繼續增大坡度，飛機將像漂移一樣有甩出感。在已達到審定試飛標準的情況下，他作出的專業判斷是“不再增大坡度”。

“C919滾轉改出，包括后來進行的失速改出都很順利，這說明我們解決綜合工程問題的能力大幅提高。”每一個這樣的時刻，趙鵬都發自內心地驕傲。C919試飛工程師杜毅潔則回憶，失速試飛時，飛機一進入失速狀態，機翼表面原本整整齊齊向后飄的絲線開始亂飛、卷曲。杜毅潔當下驚得聲音變了調，喊了一句“氣流分離了”！她看了看坐在前方駕駛位的趙鵬，對方卻很淡定，動作果斷、穩定，30秒左右將飛機從俯沖姿態中拉了回來。

1998年，試飛中心在北航應屆畢業生中招收了3個人，趙鵬是其中之一。如今，當年招收他的老領導已經87歲，談到中國民用飛機的發展歷程，看到C919的步步成功，經常激動得淚流滿面，總是第一時間打電話來，詢問趙鵬C919試飛情況。趙鵬的父親，那個在他心中種下飛行夢的老護林飛行員，前幾年已經過世，趙鵬多想告訴父親：“中國人駕駛著中國人自主研制的飛機，在中國的空域，按照中國民航局的規章，完成了飛翔！”