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《大飞机》: 钱仲焱--在挑战中书写精彩

2015年07月22日 14:52   来源:《大飞机》杂志   喻媛

  钱仲焱

  中国商飞公司C919大型客机项目副总师

  机械工程博士,上海市浦东新区百人计划特聘专家。美国航空航天学会(AIAA) 高级会员,第六届、第七届中国机械工程学会设计学分会理事委员,中国机械工程学会高级会员。

  

  听经验丰富的采玉人说,蕴玉之石较普通的石头看上去更有灵气。钱仲焱似乎如璞玉般,早在青少年时代就显示出一份不寻常的灵气。

  初尝航空科研的美妙

  钱仲焱出生在杭州萧山,从小就是班里的绩优生。1992年,17岁的钱仲焱以优异的成绩保送进入浙江大学“混合班”。

  浙大“混合班”成立于1984年,是“竺可桢班”的前身,以培养“富有创新精神和能力的卓越人才”为目标,由来自全国各地的保送生和高分考生组成,采取严格的遴选制度和开放式办学方式。在前期培养阶段,浙大其他经过考核的优秀学生也可进入“混合班”,而不适应的学生可以选择其他学院学习。

  “我们当时是工科学生理科培养的教学思路,非常注重理科基础的学习,像数学、物理、计算机这些课程都是用英文原版教材,学习压力很大。入学两年后,差不多有一半同学选择到其他学院继续学习。”尽管很苦,钱仲焱坚持了下来。

  在面临专业选择时,德国柏林工业大学毕业的冯培恩老师强烈地吸引了钱仲焱——“他阐述的机械设计理念深深打动了我,原来看似冰冷的机械设计有那么多学问,涵盖那么多学科,我最后选择了机械专业。”

  在冯培恩老师的建议下,钱仲焱在完成本科学习后选择了继续深造,成为浙大第一届硕博连读的毕业生。

  博士毕业后,钱仲焱来到美国宾夕法尼亚大学从事微系统力学方面的学习研究。“力学问题作为机械设计优化的主要约束条件,一直是机械专业研究的重点和难点,所以我选择力学领域继续研究。”

  但仅仅过了一年多,钱仲焱就不得不结束在宾夕法尼亚大学的学习,追随爱人来到加州大学欧文分校。没想到的是,钱仲焱这一次“为了爱情”的浪漫之举,却意外促成了另一段不解之缘。

  在加州大学欧文分校,钱仲焱结识了美国工程院院士、美国联邦航空局(FAA)咨询委员会委员Satyan?Atluri教授,从此开始了与航空工业十几年的“爱情长跑”。

  Atluri教授是一位航空力学专家,在他的带领下,钱仲焱开始涉足航空,先后参与了几型飞机关键部件的强度分析,运用当时先进的无网格法解决疲劳裂纹扩展问题。

  “Atluri教授的学问就像大海一样深不可测”,钱仲焱赞叹道,“从他那里我学到了很多先进的力学分析方法,同时也初尝了航空科研的美妙,每次解决难题后都有很过瘾的感觉”。

  就这样,钱仲焱“爱上了航空”。

  与787的亲密接触

  在Atluri教授的影响下,钱仲焱选择了ALPHA STAR CORP (ASC公司)这家研究航空复合材料的专业公司作为职业生涯的开端,主要研究复合材料的裂纹扩展问题。

  在此期间,钱仲焱设计了一套复合材料裂纹扩展计算模型,这套模型得到美国航空航天局(NASA)高级专家、复合材料权威Christos?Chamis 博士的高度赞扬:“钱博士的技术与传统方法相比,能大大降低复合材料设计和模拟仿真的成本和时间,将对航空复合材料模拟仿真领域产生重大影响。”后来,这套模型获得了NASA颁发的“最佳软件奖”。

  无论是跟随Atluri教授做项目,还是在ASC公司研究复材,对钱仲焱来说,都有种管中窥豹、未见全局的“不过瘾”的感觉。“那时主要还是从事力学研究,解决飞机某个部件的裂纹扩展问题,但航空工业就是有这种魅力,让你有种想要揭开她的神秘面纱、一览全局的冲动。”

  2007年1月,钱仲焱终于有了与飞机进一步“亲密接触”的机会,他成为波音787飞控系统项目负责人,全面负责飞控系统的强度和适航工作。

  谈及这次经历,钱仲焱难掩心中的激动:“这是我第一次从力学研究进入具体型号,虽然是负责飞控系统,但由于飞机各系统都是互相关联的,所以也需要了解其他系统。当时,有种老鼠掉进米缸的感觉,有太多东西要学习。型号研制进度又很紧,最后三个月的时间我们基本是“7?14”(每周工作7天,每天工作14小时)的工作节奏,压力非常大。但结果很好,我们是波音787所有系统中最先获得FAA批准的。现在回过头来看,那段时间收获很大,让我真正了解到飞机研制的全过程,并且首次领略到适航取证的艰辛。”

  在研制波音787的过程中,某型飞机在飞行时出现了系统零件因疲劳损伤而导致断裂的事件,FAA首次提出,波音787的各系统都要按照损伤容限要求进行设计。

  这是第一个将损伤容限理论应用于飞控系统的型号,对于钱仲焱来说,如何在技术上解决这个问题并不是最令他头疼的事,真正的“拦路虎”却是提出这个问题的FAA本身。“以前不是没有适航这个概念,但正像我们通常说的那样,纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行啊!”

  “适航工作人员在航空制造企业中,与适航当局就像‘律师’和‘法官’的关系”,钱仲焱感叹道,“我们研制出一个产品,必须向适航当局证明它是符合适航规定的。我们要拿出足够的证据,拿着这些证据去阐释,去辩论,有时候说得自己脸红脖子粗,‘法官’摇摇头,那就得重新搜集证据。”

  经过几个月的努力,钱仲焱和他的团队终于用上万页报告,向FAA证明了他们的产品是符合适航规定的,成功获得FAA适航批准。“你真是一个好‘律师’”,在报告通过那天,FAA代表拍着钱仲焱的肩膀说。

  再长的路也有走完的一天

  2009年12月15日,波音787成功首飞,令钱仲焱激动不已。这架举世瞩目的“梦想客机”不仅凝聚着钱仲焱的心血和付出,更承载了他人生新的梦想与激情——他要再来一次“华丽转身”,加入航空制造企业,孕育一个新的型号,把她亲手送上蓝天。

  2010年初,钱仲焱加入中国商飞公司。在这里,他的主要工作是与中国民航局(CAAC)协调,全面规划C919大型客机适航取证的“路线图”和“时间表”。

  在与CAAC合作后,钱仲焱对适航有了不同的理解:“以前,我觉得局方是‘法官’,我们是‘律师’,现在对此有了更深理解。其实,双方都有一个共同使命——维护飞行安全,促进航空工业发展。所以,这些年我们也在做一件事,就是通过型号研制实践,促进适航管理水平的提高,从而进一步提高民机的安全性。”

  2011年,根据新形势的需要,一支由工业界和局方共同组成的工作小组开始着手修订AP-21-03(《航空器型号合格审定程序》),钱仲焱全程参与了修订过程。

  新的AP-21-03有11条修订内容,主要是为了满足我国适航管理发展的需要,并与国际上主要的与民用航空产品型号合格审定相关的适航管理程序相协调。

  “修订后的版本为未来适航管理发展预留了更多空间”,钱仲焱说,“比如,当中很重要的一条修订内容就是新增了关于‘设计保证系统的要求和审查’方面的内容,目的就是希望将来我们国家也能够逐步建立类似国外发达国家的设计保证系统,从而大大提高适航管理效率。”

  据了解,波音公司内部有个名为ODA(ORGANIZATION DESIGNATION AUTHORIZATION)的组织,其被FAA授予部分适航审查权限。也就是说,经过长期适航审查,FAA有足够理由相信波音公司内部有能力通过过程控制,实现自我审查监管,从而使产品满足适航要求。多年来,ODA的权限逐步放宽,目前甚至已经包括为型号颁发TIA证(型号检查核准书)和AC-E证(单机适航证)。

  在欧洲,空客公司内部也有类似的组织,名为DOA(DESIGN ORGANIZATION APPROVAL),拥有与ODA相似的大部分适航审查权限。

  目前,我国设计保证系统处于起步阶段。在C919大型客机适航过程中,CAAC通过考核,在中国商飞公司内部设立局方审查代表(DER)岗位,授予符合条件的个人接受局方委托进行FRR单(制造偏离)批准、部分试验目击等权限。

  “要赶上发达国家,我们还有很长的路要走,但至少已经迈开了第一步,再长的路也有走完的一天。”钱仲焱对此信心满满。

  从跟随者变成引领者

  谈及未来,钱仲焱说他有一个愿望,希望我们国家能够早日从适航的“跟随者”变成“引领者”。

  我国目前的适航规章,无论是CCAR25部还是AP-21-03,绝大部分内容都是逐句翻译FAA的规章内容,可以说是FAA的紧密“跟随者”。毕竟,FAA发展至今已有60多年历史,其中经过几百个型号的研制。而我国从20世纪80年代才着手开展适航工作,因为型号少,发展较为缓慢。

  但时移世易,“跟随者”未必永远紧随人后。当年,欧洲航空安全局(EASA)初创,也是亦步亦趋地模仿FAA,随着空客的发展,EASA也快速发展起来。如今,EASA已经成为与FAA并驾齐驱的适航“领头羊”。2007年,EASA新修订的关于驾驶舱人为因素的适航条款,甚至超越FAA,对驾驶舱设计提出了新的更高要求。

  EASA的“励志故事”给了钱仲焱很大信心,事实上,为了努力成为适航的“引领者”,中国的局方和制造方都在积极行动。

  如果把镜头拉长点看,也许我们会更有信心。

  18世纪60年代,欧洲开始第一次工业革命的时候,中国正处于清朝乾隆年间;1903年,世界第一架飞机冲上蓝天的时候,中国正处于清朝光绪年间??我们在工业革命这场赛跑中起跑慢了太多。如今,中国经济社会发展正逐渐赶上发达国家的步伐。给这个古老的国家多点时间,相信包括航空在内的高精尖产业一定会在不久的将来迅速崛起,我们的航空梦、中国梦一定会实现。

(责任编辑:缪杰娴)