【第119期】錢仲焱:在挑戰中書寫精彩:中國大飛機的適航引路人

文/喻媛

錢仲焱,中國商飛公司C919大型客機項目副總師,機械工程博士,上海市浦東新區百人計劃特聘專家。美國航空航太學會(AIAA)高級會員,第六屆、第七屆中國機械工程學會設計學分會理事委員,中國機械工程學會高級會員。

聽經驗豐富的採玉人説,蘊玉之石較普通的石頭看上去更有靈氣。錢仲焱似乎如璞玉般,早在青少年時代就顯示出一份不尋常的靈氣。

初嚐航空科研的美妙

錢仲焱出生在杭州蕭山,從小就是班裡的績優生。1992年,17歲的錢仲焱以優異的成績保送進入浙江大學「混合班」。

浙大「混合班」成立於1984年,是「竺可楨班」的前身,以培養「富有創新精神和能力的卓越人才」為目標,由來自大陸各地的保送生和高分考生組成,採取嚴格的遴選制度和開放式辦學方式。在前期培養階段,浙大其他經過考核的優秀學生也可進入「混合班」,而不適應的學生可以選擇其他學院學習。

「我們當時是工科學生理科培養的教學思路,非常注重理科基礎的學習,像數學、物理、電腦這些課程都是用英文原版教材,學習壓力很大。入學兩年後,差不多有一半同學選擇到其他學院繼續學習。」儘管很苦,錢仲焱堅持了下來。

在面臨專業選擇時,德國柏林工業大學畢業的馮培恩老師強烈地吸引了錢仲焱——「他闡述的機械設計理念深深打動了我,原來看似冰冷的機械設計有那麼多學問,涵蓋那麼多學科,我最後選擇了機械專業。」

在馮培恩老師的建議下,錢仲焱在完成本科學習後選擇了繼續深造,成為浙大第一屆碩博連讀的畢業生。

博士畢業後,錢仲焱來到美國賓夕法尼亞大學從事微系統力學方面的學習研究。「力學問題作為機械設計優化的主要約束條件,一直是機械專業研究的重點和難點,所以我選擇力學領域繼續研究。」

但僅僅過了一年多,錢仲焱就不得不結束在賓夕法尼亞大學的學習,追隨愛人來到加州大學歐文分校。沒想到的是,錢仲焱這一次「為了愛情」的浪漫之舉,卻意外促成了另一段不解之緣。

在加州大學歐文分校,錢仲焱結識了美國工程院院士、美國聯邦航空局(FAA)諮詢委員會委員Satyan Atluri教授,從此開始了與航空工業十幾年的「愛情長跑」。

Atluri教授是一位航空力學專家,在他的帶領下,錢仲焱開始涉足航空,先後參與了幾型飛機關鍵部件的強度分析,運用當時先進的無網格法解決疲勞裂紋擴展問題。

「Atluri教授的學問就像大海一樣深不可測」,錢仲焱讚嘆道,「從他那裡我學到了很多先進的力學分析方法,同時也初嚐了航空科研的美妙,每次解決難題後都有很過癮的感覺」。

就這樣,錢仲焱「愛上了航空」。

與787的親密接觸

在Atluri教授的影響下,錢仲焱選擇了ALPHA STAR CORP (ASC公司)這家研究航空複合材料的專業公司作為職業生涯的開端,主要研究複合材料的裂紋擴展問題。

在此期間,錢仲焱設計了一套複合材料裂紋擴展計算模型,這套模型得到美國航空航太局(NASA)高級專家、複合材料權威Christos Chamis 博士的高度讚揚:「錢博士的技術與傳統方法相比,能大大降低複合材料設計和模擬仿真的成本和時間,將對航空複合材料模擬仿真領域產生重大影響。」後來,這套模型獲得了NASA頒發的「最佳軟體獎」。

無論是跟隨Atluri教授做項目,還是在ASC公司研究複材,對錢仲焱來説,都有種管中窺豹、未見全局的「不過癮」的感覺。「那時主要還是從事力學研究,解決飛機某個部件的裂紋擴展問題,但航空工業就是有這種魅力,讓你有種想要揭開她的神秘面紗、一覽全局的衝動。」

2007年1月,錢仲焱終於有了與飛機進一步「親密接觸」的機會,他成為波音787飛控系統項目負責人,全面負責飛控系統的強度和適航工作。

談及這次經歷,錢仲焱難掩心中的激動:「這是我第一次從力學研究進入具體型號,雖然是負責飛控系統,但由於飛機各系統都是互相關聯的,所以也需要了解其他系統。當時,有種老鼠掉進米缸的感覺,有太多東西要學習。型號研製進度又很緊,最後三個月的時間我們基本是「7・14」(每週工作7天,每天工作14小時)的工作節奏,壓力非常大。但結果很好,我們是波音787所有系統中最先獲得FAA批准的。現在回過頭來看,那段時間收穫很大,讓我真正了解到飛機研製的全過程,並且首次領略到適航取證的艱辛。」

在研製波音787的過程中,某型飛機在飛行時出現了系統零件因疲勞損傷而導致斷裂的事件,FAA首次提出,波音787的各系統都要按照損傷容限要求進行設計。

這是第一個將損傷容限理論應用於飛控系統的型號,對於錢仲焱來説,如何在技術上解決這個問題並不是最令他頭疼的事,真正的「攔路虎」卻是提出這個問題的FAA本身。「以前不是沒有適航這個概念,但正像我們通常説的那樣,紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行啊!」

「適航工作人員在航空製造企業中,與適航當局就像『律師』和『法官』的關係」,錢仲焱感嘆道,「我們研製出一個產品,必須向適航當局證明它是符合適航規定的。我們要拿出足夠的證據,拿著這些證據去闡釋,去辯論,有時候説得自己臉紅脖子粗,『法官』搖搖頭,那就得重新蒐集證據。」

經過幾個月的努力,錢仲焱和他的團隊終於用上萬頁報告,向FAA證明了他們的產品是符合適航規定的,成功獲得FAA適航批准。「你真是一個好『律師』」,在報告通過那天,FAA代表拍著錢仲焱的肩膀説。

再長的路也有走完的一天

2009年12月15日,波音787成功首飛,令錢仲焱激動不已。這架舉世矚目的「夢想客機」不僅凝聚著錢仲焱的心血和付出,更承載了他人生新的夢想與激情——他要再來一次「華麗轉身」,加入航空製造企業,孕育一個新的型號,把她親手送上藍天。

2010年初,錢仲焱加入中國商飛公司。在這裡,他的主要工作是與中國民航局(CAAC)協調,全面規劃C919大型客機適航取證的「路線圖」和「時間表」。

在與CAAC合作後,錢仲焱對適航有了不同的理解:「以前,我覺得局方是『法官』,我們是『律師』,現在對此有了更深理解。其實,雙方都有一個共同使命——維護飛行安全,促進航空工業發展。所以,這些年我們也在做一件事,就是通過型號研製實踐,促進適航管理水準的提高,從而進一步提高民機的安全性。」

2011年,根據新形勢的需要,一支由大陸工業界和局方共同組成的工作小組開始著手修訂AP-21-03(《航空器型號合格審定程式》),錢仲焱全程參與了修訂過程。

新的AP-21-03有11條修訂內容,主要是為了滿足中國大陸適航管理發展的需要,並與國際上主要的與民用航空產品型號合格審定相關的適航管理程式相協調。

「修訂後的版本為未來適航管理發展預留了更多空間」,錢仲焱説,「比如,當中很重要的一條修訂內容就是新增了關於『設計保證系統的要求和審查』方面的內容,目的就是希望將來我們國家也能夠逐步建立類似國外發達國家的設計保證系統,從而大大提高適航管理效率。」

據了解,波音公司內部有個名為ODA(ORGANIZATION DESIGNATION AUTHORIZATION)的組織,其被FAA授予部分適航審查許可權。也就是説,經過長期適航審查,FAA有足夠理由相信波音公司內部有能力通過過程式控制,實現自我審查監管,從而使產品滿足適航要求。多年來,ODA的許可權逐步放寬,目前甚至已經包括為型號頒發TIA證(型號檢查核準書)和AC-E證(單機適航證)。

在歐洲,空中巴士公司內部也有類似的組織,名為DOA(DESIGN ORGANIZATION APPROVAL),擁有與ODA相似的大部分適航審查許可權。

目前,中國大陸設計保證系統處於起步階段。在C919大型客機適航過程中,CAAC通過考核,在中國商飛公司內部設立局方審查代表(DER)崗位,授予符合條件的個人接受局方委託進行FRR單(製造偏離)批准、部分試驗目擊等許可權。

「要趕上發達國家,我們還有很長的路要走,但至少已經邁開了第一步,再長的路也有走完的一天。」錢仲焱對此信心滿滿。

從跟隨者變成引領者

談及未來,錢仲焱説他有一個願望,希望中國大陸能夠早日從適航的「跟隨者」變成「引領者」。

中國大陸目前的適航規章,無論是CCAR25部還是AP-21-03,絕大部分內容都是逐句翻譯FAA的規章內容,可以説是FAA的緊密「跟隨者」。畢竟,FAA發展至今已有60多年歷史,其中經過幾百個型號的研製。而大陸從20世紀80年代才著手開展適航工作,因為型號少,發展較為緩慢。

但時移世易,「跟隨者」未必永遠緊隨人後。當年,歐洲航空安全局(EASA)初創,也是亦步亦趨地模倣FAA,隨著空客的發展,EASA也快速發展起來。如今,EASA已經成為與FAA並駕齊驅的適航「領頭羊」。2007年,EASA新修訂的關於駕駛艙人為因素的適航條款,甚至超越FAA,對駕駛艙設計提出了新的更高要求。

EASA的「勵志故事」給了錢仲焱很大信心,事實上,為了努力成為適航的「引領者」,中國大陸的局方和製造方都在積極行動。

如果把鏡頭拉長點看,也許我們會更有信心。

18世紀60年代,歐洲開始第一次工業革命的時候,中國正處於清朝乾隆年間;1903年,世界第一架飛機衝上藍天的時候,中國正處於清朝光緒年間⋯⋯我們在工業革命這場賽跑中起跑慢了太多。如今,中國大陸經濟社會發展正逐漸趕上發達國家的步伐。給這個古老的國家多點時間,相信包括航空在內的高精尖產業一定會在不久的將來迅速崛起,我們的航空夢、中國夢一定會實現。

(文章來源:上海《大飛機》雜誌)