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“馮如三號”團隊:挑戰極限的航空少年

2021年11月09日09:10 | 來源:中國青年報
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原標題:“馮如三號”團隊:挑戰極限的航空少年

“掉高30米,轉速下降,缸溫下降!”凌晨時分,隨著周岳的高喊,“馮如三號”團隊的指導老師全部從指揮帳篷裡沖出來,有人跑到周岳身邊,做好應急著陸的准備,也有人在飛機跑道邊觀察飛機的姿態。彼時,“馮如三號-70型”無人機已經在空中持續飛行了28個小時,根據此前的數據觀測,飛機很有可能達到油量耗盡的狀態,而一股強干擾氣流的出現,讓飛機高度和發動機轉速急劇下降,“馮如三號”挑戰世界紀錄的征程,遭遇了危機。

危機持續了生死時速般的1分鐘,1分鐘后,飛機的各項指標恢復了正常。周岳的一句“飛機狀態正常”,讓所有人都鬆了一口氣。周岳這才發現,自己手腳冰涼,扶在鼠標上的手還在止不住地顫抖。

危機解除,夜晚恢復了平靜,“馮如三號”在深藍的夜空中平穩飛行,周岳回到了她值班的崗位,不值班的同學把包裹飛機零件用的薄薄的塑料棉布往地上一鋪,和衣而臥。不眠不休的30多個小時過后,一項新的世界紀錄誕生——“馮如三號”不間斷飛行30小時6分42秒,創造了25公斤至100公斤級油動無人機續航時間的世界紀錄。

這一天是2019年10月3日,距離北京航空航天大學“馮如三號”團隊成立僅僅一年。創造紀錄的,是20多位平均年齡不到20歲的大學生。加入團隊時,他們有的剛入學,有的讀大二,對打造一架無人機的知識儲備基本為零。經過一年的理論學習、反復試驗,他們做到了讓一年前的自己都難以置信的事。

再起航

創紀錄那天,“馮如三號”團隊隊長張益銓沒有參加慶功會。從2019年暑假就開始連軸轉的團隊,到10月2日正式挑戰世界紀錄時已經相當疲憊。起飛當天,身為隊長的張益銓幾乎一夜沒睡。飛機平穩降落后,他就感覺身體不太舒服,但因為太高興了,他沒怎麼當回事。不過高興勁兒還沒過,他就因為發燒被送進了醫院。“可能是因為壓力終於卸掉了,如釋重負。”張益銓說。

但剛卸掉沒多久的壓力,很快又回來了——2020年年初,團隊招新、對無人機的研發等工作扑面而來。暑假之后,張益銓升入大四,修完課程的他來到位於河南的試驗基地,跟隨老師和另一位同學進行新型飛機動力系統的改進試驗,“馮如三號”開始向新目標大舉進發。

在數百公裡外的北京,其他隊員也在緊鑼密鼓地為新的飛行試驗做著准備。在首次沖擊世界紀錄的飛行中,林招如是油路組的組員,學習零部件設計、對飛機的供油系統進行研制和裝配。有了較多經驗后,他在2020年下半年承擔起飛機優化設計的工作,“這就要畫復雜的全機設計方案,需要的知識儲備、花費的時間都更多了,加班是家常便飯。”

讀大二時,林招如在兩三天內就讀完了“殲-10之父”宋文驄的傳記。“那個學期課業壓力特別大,能抽出來的時間很少。但是宋院士的故事太吸引人了,我看得津津有味。”對於宋文驄在抗美援朝戰場上修理飛機,到哈爾濱軍事工程學院學習,再到研制殲-7C、殲-10飛機的種種經歷,林招如如數家珍,就連他的微信頭像,都是宋文驄主持設計的戰斗機。“想向前輩的研究高度靠攏,就必須不停地努力。”

張益銓、林招如這樣的“老隊員”,給團隊新成員留下的印象是“極為嚴謹、極為負責”。馮嘉瑞2019年考入北航,在加入“馮如三號”團隊后,他被許多小細節所震撼。“學長們手中操作的,不僅是一架飛機,更像一件工藝品。就連螺旋槳和發動機連接處的螺栓要擰多大的扭矩,他們都有明確的標准。”

一絲不苟來自經驗的總結。在“馮如三號-70型”無人機研發過程中,林招如所在的油路組要在每次試飛前給飛機安裝油箱。一次試飛前,指導老師檢查油箱時,一摸連接油箱和飛機的扎帶,就立即取消了試飛。因為無人機機身狹窄,隻有幾處很小的開口,光是把手伸進去就十分勉強,安裝時根本看不到飛機裡面的情況,隻能盲扎扎帶,所以不小心把扎帶扎扭了。“把扎帶扎上就要費很大的力氣,所以此前我們根本沒考慮到扎帶扭沒扭的問題。”經過老師的提示,林招如才知道,飛機裝配就像做外科手術,一毫一厘都錯不得。從那以后,每次油箱拆裝的過程中,他所在的小組成員每人負責一部分扎帶,反復練習,達到了把扎帶穿得又快又好的程度。

新挑戰

李沛杉是被宿舍樓下的那架大飛機吸引的。飛機是“馮如三號-70型”無人機。“這架飛機就是大我一屆、兩屆的學兄學姐研發的,他們也太厲害了!”大一寒假看到“馮如三號”團隊招新的通知,她毫不猶豫地報了名。

通過選拔開始參與學習和工作后,李沛杉對“團隊”這個概念有了全新的理解。“一架無人機的設計研發不是一個人就能完成的,隻有負責每一個環節的小組把自己的工作都完成好,飛機才能平穩運行。”

在20多人的團隊裡,李沛杉是5位女生之一。這5個女孩都是飛機的忠實粉絲。在男生居多的團隊裡,她們“從來不認為女生干不了臟活兒、累活兒,該怎麼干就怎麼干”。2021年的寒假,團隊集中在海南的試驗基地進行各項研發和試驗。在一次試飛的前一天晚上10點,李沛杉在機庫裡給飛機安裝飛行控制系統。因為機身很低,她像對汽車底盤進行操作的汽修師一樣,仰面躺在地上,摸起手邊的工具,舉著胳膊對正上方的飛機進行最后的裝配。一位隊友走過來,詢問她需不需要幫忙。之后,這位隊友就一直舉著手電筒幫她照明,給她遞工具,陪她一起把當晚的工作做完。“在‘馮如三號’團隊,這樣暖心的小細節可太多了。”李沛杉說。

馮嘉瑞在團隊的起降組。2020年暑假,他結束了一個學期的線上學習,第一次和團隊一起來到試驗基地。因為新型飛機要挑戰更長航時,為了降低飛機重量、減小飛行過程中的阻力,需要摒棄傳統輪式起落架滑跑起飛,採用車載起飛的方式。“當時國內外可以參考的相關經驗都非常少,能找到的資料也很有限,隻能自己一點點摸索,遇到的困難挺多的。”那段時間,馮嘉瑞和老師、隊友每天都在一起討論,迭代了多個方案。直到暑假即將結束時,團隊在機場進行飛行試驗。當起飛車把飛機送上藍天的那一刻,馮嘉瑞感覺自己的心也和飛機一起飛上了天空。“試驗非常成功,我之前想都不敢想,我們竟然成功地把這麼大的一架飛機送上天空了。”

試驗的過程中,成功和失敗總是交織而至。2021年寒假在海南的集中試飛中,團隊經歷了一次重大的挫折——一次目標80個小時的試飛,在第72小時發動機空中停車,飛機被迫降落。這是他們在海南最有希望實現80小時目標的一次飛行,然而希望突然落空了。裝配一架飛機,需要整個團隊大約10天的高強度工作,再經過反復調試,才能做好試飛准備。凝聚著大量心血的飛機損毀,全隊20多人的一腔熱血,一下降到了冰點。隊員們把迫降下來的飛機推回機庫,甚至有人抱在一起哭了。

沮喪的情緒在團隊裡彌漫。回到住處,張益銓挨個和隊友溝通,鼓舞士氣,幫助大家調整心態,“如果在壓力非常大的狀態下,大家的工作效率不高,會很影響后續的試飛”。第二天,全體隊員又重新回到各自的崗位上,“要抓緊裝配新的飛機,這次一定要成功。”

2021年春節,是隊員們第一次沒有回家的春節。除夕晚上,大家7點收工吃年夜飯。林招如在飯后給家裡撥通了視頻。在他的家鄉重慶,全家人正聚在一起,熱熱鬧鬧地吃年夜飯,手機在家人的手裡傳了一圈后,他的視野又立即回到位於海南的試驗基地——8點半,隊員們又回到了機庫。節慶的煙花爆竹聲穿過牆壁,傳進工作氛圍十足的機庫。當時針指向0點,隊員們抬起頭、鼓鼓掌,慶祝新春,接著就埋下頭去,繼續各自手頭的事。“大年夜我們大約凌晨3點多回到住處。那段時間真的很辛苦,但收獲特別多,解決了很多問題。”張益銓說。

不止步

2021年5月,團隊來到河南許昌。努力了一年多的成果——“馮如三號-100型”無人機,將在這裡進行最終挑戰。

5月18日,飛機順利起飛,根據氣象預測,未來3天,飛行區域都不會有大風、降雨等極端天氣。然而到了5月20日下午4點左右,天突然刮起了大風,陣風達到8至10級,周邊地區開始降雨,就在距離飛機飛行區域10公裡左右的地方,甚至出現了雷電和冰雹。

馮嘉瑞是那天下午的值班人員之一。為了保障數據鏈路的通暢,監測點設在一個臨時搭建的帳篷裡。突如其來的大風把帳篷吹變了形,得要好幾個人拉著,才沒被大風卷走。他們插進土地10厘米深的標志旗,也被大風吹跑了好幾面。“那時候真的緊張,特別害怕飛機無法面對這樣的大風。”

本來已經結束值班、回到賓館的林招如,又趕回了基地。“飛機飛行姿態不太樂觀,在大風中航行油耗巨大,有可能飛不到預期時長,甚至指不定哪陣風就把它刮下來了。我們好多人都回到基地,觀測、記錄、計算,預估飛機的飛行狀態。”李沛杉值完自己的班次,在基地的一個臨時棚子裡休息了一會兒,出來就發現天氣不對勁。一位女隊友要值班到夜間,她既擔心飛機的狀態,也擔心隊友晚上值完班回賓館不安全,就陪隊友一起緊盯著飛機的狀態,直到半夜12點過后,風才漸漸小了下來。

第二天早上6點,風基本完全停了,飛機平穩地在頭頂盤旋著。在臨時搭建的棚子裡一夜沒睡踏實的張益銓鬆了口氣,隨之而來的是欣慰——無人機的抗風性得到了檢驗。

持續飛行了80小時46分35秒,“馮如三號-100型”無人機刷新了由“馮如三號”團隊自己保持的25公斤至100公斤級油動固定翼無人機續航時間世界紀錄。2021年10月1日國慶節當天,國際航空聯合會(FAI)正式認証了這一紀錄,它成功超過了由美國極光飛行科學公司研發的“獵戶座”2500-10000kg級油動固定翼無人機2014年創造的80小時2分52秒的世界紀錄,躍居全世界油動固定翼無人機(重量等級無差別)續航時間的榜首。

飛機平穩落地、確認安全后,“馮如三號”團隊的隊員們朝飛機飛跑過去,高高興興地把這架創紀錄的“功臣”推回了機庫。“那一刻就覺得,團隊在這四年時間裡經過的所有坎坷、挫折,熬過的夜、加過的班,都值了。”李沛杉說。

林招如則心如平湖。“前期我們已經做了非常充足的准備,從太多失敗裡走出來,到了要沖擊紀錄的時候,其實已經胸有成竹。”而且飛機一落地,還沒來得及興奮,他就趕緊與現場全程觀摩的國際觀察員對接,開始緊張地准備紀錄認証工作了。

“馮如三號”的航線還在向更遠的天空伸展。林招如給自己定的未來研究方向,是飛行器總體設計。“我希望在超長航時無人機方向深耕,目前的計劃,是突破500個小時的續航時間。雖然這很難,需要飛機的每一個系統都達到極致。團隊成員也一直關注超長續航無人機的實際應用前景。今年河南水災期間,就有一架無人機從貴州起飛,到河南上空執行了5個小時的應急通信任務。如果未來無人機能達到更長的續航時間,無論在軍用還是民用領域,都能發揮很大的作用。”

100年前,中國航空之父馮如先生自主設計制造了“馮如一號”和“馮如二號”飛機,“馮如二號”打破了被歐美飛行家保持的飛行紀錄。在2019年10月3日,“馮如三號”首次創造紀錄的那天,天空中的雲就像鳳凰展翅一樣,從空中俯視著機場上的少年們。“可能那是馮如老先生在天上注視著我們。”那一天,也是許多航空夢開始的時候。

中青報·中青網見習記者 畢若旭

(責編:郝孟佳、李依環)

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