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未来架构师:中国大飞机C919首飞机组长蔡俊的故事

《未来架构师》节目组
2018-07-03 10:48
来源:漓江出版社
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【编者按】

人工智能、虚拟现实、增强现实、人机交互……第四次科技革命已汹涌而至,在近乎科幻的技术加持下,人类正朝“超人”“神人”进化。身为普罗大众,我们从来没有像现在这样离科技这么近。人机交互到底能进化到何种程度?机器的智能又将达到哪种级别?人类社会是否会被机器掌控?科幻电影里的人机大战是否会发生?我们的生活将变成什么样子?我们又会变成什么样子……本书为中央电视台首档探索未来节目《未来架构师》独家授权的同名图书,25位在各大领域“离未来最近”的人物,表达了对于当下和未来的观点和态度。本文摘自该书,中国自主研制的C919大型客机首飞机组机长蔡俊讲述了他的首飞之路。由澎湃新闻经漓江出版社授权发布。

蔡俊

2017年5月5日,由中国自主研制的C919大型客机腾空起飞,开启了中国自主研发大型客机的新篇章。

蔡俊,C919首飞机组机长,凭借20年的飞行生涯、超过10000小时的飞行时间,让C919能在首飞日完美地一飞冲天。从一个小小的梦想到C919首飞机组机长,背后付出了多少汗水?有多少不为人知的经历?又有哪些有趣而深刻的故事?

被航空公司相中的大学生飞行员

很多人都问过我:“你小时候的梦想是什么?有没有想过当飞行员?”其实,我小时候最大的梦想是——上大学。1995年,我考入上海工程技术大学的航空经营管理系,从那一天开始我才与航空搭上了边。我大一的时候,上海航空公司来我们学校招飞行员,让我对当飞行员动了心,可惜他们只招大二的学生。进入大二后,当中国东方航空公司来招飞行员时,我毫不犹豫地第一时间去报了名。

报名那天,有100多名学生排队,“招飞”老师把我们从高到矮排成一排看了看,指着我说:“在这位同学右边的,比他高的都可以回去了。”——第一轮筛选,我很幸运地成了身高线的截止点。接下来的视力检查后,报名者只剩30多人……等到大二下学期,确定进入“航校”培训的最终名单时,上海一共只有7个人入选。

我们在“航校”进行了半年的理论和英语培训,接着就去美国学习飞行。第一次飞行课让我终生难忘。我原以为第一次上课只需要坐在教官身边,熟悉机场、空域,看着他做些有趣的飞行动作,开开眼界而已;万万没想到,一上飞机,教官就对我说:“今天你来做起飞。”我瞬间就蒙了。这给了我一个深刻的教训,之后的每次飞行,我都会提前认真准备。

从职业飞行员到“天价”试飞员

“航校”毕业以后,我进入航空公司成为职业飞行员,飞了大概11年。2010年,我看到“中国商飞”(中国商用飞机有限责任公司)在招聘试飞员。“试飞员”,听起来就是个高大上的职业,我很想试试。但经过多方查询,我了解到——成为试飞员很难!考虑了好几天,我觉得,这样的机会可能这辈子只有这一次,不管多难,都应该去试试。面试之后,我成为“中国商飞”的一员。为了学习试飞员的课程,我做了半年多的准备,重点强化了英语、数学、物理,然后赴美国学习这个“史上最贵的课程”——学费一年90多万美元,折合人民币600万元,一年365天,除去周末、节假日,一天的学费就是2万多元!

入学第一课,老师介绍试飞员学习课程的内容和进度安排——每3周学习一个模块,每个模块有五到六门课程,学习结束后考试,考试结束后再做试飞计划,用自己的试飞计划飞五到六个场次,再把试飞得出的数据写成毕业论文;所有模块课程加起来,差不多要学10个月。其间,上学期、下学期结束时,还需要各做一篇论文。

学习期间,我认识了瑞克·西尔弗斯教员,他的飞行技术高超,为人和善。跟他飞完滑翔机后,我发现学校的走廊上竟然挂着他的照片。我才发现,这位教员居然是试飞员中的“大神”。他最早是战斗机飞行员,之后作为交换生到美国海军试飞员学校受训,毕业后进入空军试飞员学校任教员,服役期满后进入美国宇航局任试飞员,最后成为美国宇航局的试飞总师。但这并不是他飞行道路的巅峰。之后,他又成为宇航员,上过三次太空,前两次是飞行员,第三次是航天飞机的指令长。我不由得将他奉为偶像,他的人生故事激励着我,成为我试飞学习期间的巨大动力。

学习试飞员课程的10个月里,非常枯燥,也非常辛苦。每天的课程下午5点才结束,专业度很强、知识量很大,必须提前预习、当天复习,才能跟上进度。那段时间,我离开教室回到住处的第一件事就是先睡两小时,让脑子清醒一下,然后迅速吃完晚饭,复习当天的内容、预习明天的内容,直到晚上12点、1点……就这样拼了10个月。进入最后的毕业论文设计阶段时,老师给每个学员安排了一架飞机,当然是我们没飞过甚至没见过的机型。

我们要根据相应的飞机手册,写出试飞计划,再按试飞计划完成6小时的试飞,取得参数,写成毕业论文。毕业论文需要涵盖10个月里所有的课程内容,试飞计划必须精心安排,这6小时的试飞情况、数据采集情况的好坏,直接关系到毕业论文能否通过、能否顺利毕业,不是随随便便飞6个小时就行。而且,租用飞机是按分钟付费的,试飞时间只有6个小时。

我和一位试飞工程师组成搭档,我们用2周时间做完了一篇70多页的试飞计划,准备去庆祝一下。那天是周五下午,我们提前下课。我刚走到校门口,就接到了老师的通知,他说我试飞的那架飞机被别人租走了,他给我换了另一个型号的飞机,让我尽快到学校图书馆调取这架飞机的手册。当时我就蒙了,这意味着已经做好的飞行计划没用了,必须根据新分配的飞机重新做一份飞行计划。而且做新计划书的时间很紧张,因为老师要求周日下午就要看到。

面对这样的现实,必须拼了——我们只用了一天半的时间,就完成了新的飞行计划。之后,我顺利地完成了毕业论文,还被学校评为“最佳学员”。

成为C919首飞机长

学成回国之后,我开始参与翔凤客机(ARJ)的一些生产试飞和简单的研发试飞。2016年,我们开始参与C919控制律的研发。控制律,是中国自主知识产权的课题,完全是由我们自己来做。

控制律是什么?它是飞控系统的一个助流软件,它把飞行员在操作测杆的输入,转换成电信号,再经过算法的计算发送给作动筒,然后作动舵面让飞机产生一个响应。我在参与控制律研发的时候,做了大量的实验,以确保它正确无误。

2016年2月,C919开始进入飞行程序的编写,每一个公式都要进行上万次的计算,每一次的计算结果,数字都要精确到0.01。

在做控制律的时候,有一天设计人员找到我说:“蔡老师,你能不能帮我们看看飞机的程序?”程序是什么呢?就是告诉飞行员:这个飞机该怎么驾驶,在空中遇到了故障该怎么处置,等等。

设计人员写的程序用了大量的工程语言,对飞行人员而言并不好懂。于是,我主动请缨帮他们改写程序。这一写就是好几个月,有时一天只能写一行。但是,通过写程序,我对飞机的设计理念、飞行系统的工作原理,以及故障产生的原因,都有了非常深入的了解,这对我之后的工作有很大帮助。

2016年的八九月份,“中国商飞”开始选拔C919的首飞机长。一共有14名候选人。或许程序的工作经历,我对飞机有了透彻的了解,最后,我很荣幸地被选为C919的首飞机长。

成为首飞机长,我感到非常开心,但我也很清楚,这意味着自己肩上的责任重大。

作为机长,我选定吴鑫机长任副驾驶、“商飞”总飞行师钱进任观察员、马菲和张大伟任试飞工程师,我们5个人组成了C919的首飞机组。我们谁都没有做过新机型的首飞,只能群策群力、共同商量培训和训练计划。

培训,以熟悉飞机手册为主,还包括系统的交底。

训练,我们从正常的飞行开始。因为C919飞机从来没上过天,我们不知道什么样的速度下可以抬轮、什么样的速度下爬升比较好、应该用什么样的着陆接地姿态……这些都需要在工程模拟机和铁鸟试验台上一个一个地试出来。这其中还包括不正常的程序、应急程序,以及最极端“特情”的演试。

最极端的“特情”有哪些呢?因为飞机没有上过天,我们也不知道它会发生什么样的“特情”,只能尽可能地预估。

比如,飞机起飞后,两个发动机都停了、没动力了,怎么把飞机挽救回来——什么样的高度下可以飞回机场、什么样的高度下要先往前飞再紧急迫降,在空域中,双发停车,能去哪些地方迫降;再比如,飞控系统完全故障、操作舵面完全故障时,怎样把飞机飞回来。

可能有人会问“飞控系统、操作舵面全都故障了,你怎么还能飞回来”——我们可以用差动油门、升降舵配平让飞机回到跑道上、安全落地……

每一次训练,我们都必须做到:无论机长还是副驾驶,都可以完成这样的特殊科目。

C919首飞

时间慢慢前行,2016年的12月31号,我们开始了滑行的预实验。滑行预实验,在我们心里原本是个最简单的项目,它其实就是把飞机发动机打开、刹车松开,让飞机往前滑行一段,然后再刹车停下,看看飞机有没有问题。但是,所有人都没想到,那天的实验中,刹车系统的调参还是有故障的。但当时,大家都不太相信这个结果——设计人员怀疑是试飞操作有问题,而试飞人员则怀疑是设计有问题。

经过多次的地面实验,最后我们终于找到了原因,把这个故障排除了。随着之后的低滑、中滑、高滑、抬前轮,我们试飞人员和设计人员增进了交流,慢慢加深了彼此的信任感。进入高滑阶段时,我们开始准备确定首飞的日期。

2017年5月5日,C919首飞成功标志着,中国大型客机项目取得重大突破。

很多人问:“首飞定在5月5号,是不是一个特别的日子,有重大含义?”实际上,首飞的时间确定跟这种想象完全不同。

当时,我们根据高滑的进度和天气预报,预定了三个符合首飞标准的时间,即5月3日、5日、7日三天。考虑到5月3日是“五一”小长假最后一天,民航配合难度大,而5日、7日相比,5日天气条件更佳,因此将首飞定在5月5日,并把通知发给机场、空管局、民航局等相关单位,请他们配合(浦东机场将5月5日上午的航班取消了50%,以保障我们的首飞)。到5月4日下午,天气预报显示5月5日上午没有机会首飞,下午可能有2小时的机会——一个“窗口”时间。我们机组跟公司领导、气象人员、上海气象局的专家紧急讨论决定,就利用这2小时的窗口时间,如果推到5月7日,再次调整航班会对民航造成非常大的影响。最终确定5月5日下午2点开始首飞。

我很清楚地记得首飞的整个过程——

吃完午饭,我们开始首飞准备;检查飞机,查完之后,我觉得有点小紧张,去了趟卫生间;上飞机,在驾舱做完飞前准备后,我又去了趟卫生间,观察员钱进半开玩笑地说,看来蔡俊有点紧张,大家说话要注意点;我从卫生间回来,坐在座位上,把手上的汗一擦,跟大家说:“我们开干吧!”

发动机启动,飞机滑上跑道做低速滑行,确认飞机状态良好;飞机重回到跑道起点,下午2点,准点起飞……

经过1小时19分,我们完成了所有的科目,于3点19分顺利落地,安全、圆满地完成了C919首飞。

首飞之后——一切才刚刚开始

大家问我:“激动不激动?”我当然激动,这是我人生中最重要的一个时刻。

大家可能会问:“首飞完成了,我们的C919飞机是不是就能推向市场,我们是不是就有机会乘坐它了?”

其实,首飞还只是试飞的开始。接下来我们将生产另外5架飞机,每一架飞机都要进行试飞,试飞时间总计会有4000多个小时。在这4000多个小时里,我们会进行性能、操稳、系统方面的试飞。这些试飞的主要目的,是以《中国民用航空局规章第25部:运输类飞机适航标准(CCAR-25-R4)》《美国联邦航空条例FAR-25部》,以及欧洲航空安全局(EASA)的规章条款为标准,表明飞机的符合性,最终取得中国民用航空局(CAAC)、美国民用航空管理局(FAA)、欧洲航空安全局(EASA)的型号合格证。那时,我们的飞机就能进入全球市场,大家就有机会乘坐中国生产的C919飞机了。

超音速商用概念飞机(音速约为1224千米/小时)

亚轨道概念飞机(距地面20~103千米空域)

民用电力飞机

航空业发展到现在已有100多年的历史。在这100多年里,民航的发展改变了人们的生活。未来的飞机将会是什么样的?有人说,会飞得更快,比如超音速客机;有人说,会飞得更高,比如亚轨道飞机;还有人说,会有更节能更高效的飞机,比如电力飞机……而我的答案是:未来,无论飞机如何进化,一定会有中国制造的机型在世界各地的天空飞翔。

《未来架构师》(全2册),《未来架构师》节目组编著,漓江出版社,2018年5月。
    责任编辑:方晓燕
    校对:刘威
    澎湃新闻报料:021-962866
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