2022年北京“最美科技工作者”｜張馳：探索中國下一代商用飛機(jī)
在北京市委宣傳部、北京市科協(xié)等部門組織的遴選活動(dòng)中，清華大學(xué)教授、中國工程院院士江億等10名同志當(dāng)選2022年北京“最美科技工作者”，并將作為2022年全國“最美科技工作者”候選人向中國科協(xié)推薦。讓我們一起來了解最美科技工作者的感人事跡，體悟他們身上的“愛國、創(chuàng)新、求實(shí)、奉獻(xiàn)、協(xié)作、育人”科學(xué)家精神。
中國商飛北京民用飛機(jī)技術(shù)研究中心高級工程師張馳，打造“靈雀”系列驗(yàn)證機(jī)，將航空夢載體從紙飛機(jī)變成了中國的大飛機(jī)>>
撰文/記者 趙玲 圖文編輯/陳永杰
“張馳，快，哈一口氣，看看你的紙飛機(jī)能飛多遠(yuǎn)？”童年的紙飛機(jī)承載著孩子們對于飛行的向往，隨著紙飛機(jī)越飛越遠(yuǎn)，孩子們的歡笑聲也越來越大。從一架小小的紙飛機(jī)開始的航空夢想就這樣萌芽了。
光陰荏苒，當(dāng)年折紙飛機(jī)的小男孩張馳長大了，他成為了中國商飛北京民用飛機(jī)技術(shù)研究中心項(xiàng)目預(yù)研總師、高級工程師，打造“靈雀”系列驗(yàn)證機(jī)，將航空夢載體從紙飛機(jī)變成了中國的大飛機(jī)。前不久，在北京市委宣傳部、市科協(xié)等部門組織開展的遴選活動(dòng)中，張馳當(dāng)選2022年北京“最美科技工作者”。
“靈雀”自“夢幻”中誕生
從小，張馳就是個(gè)航空迷，最喜歡往田埂上一坐，觀察蜻蜓飛行時(shí)翅膀的扇動(dòng)軌跡。留學(xué)英國時(shí)，他學(xué)的專業(yè)也與航空有關(guān)，還考取了飛機(jī)駕駛執(zhí)照，自稱是少部分“又會(huì)設(shè)計(jì)飛機(jī)又會(huì)開飛機(jī)的人”。
2011年，張馳懷著“想做中國自己的飛機(jī)”的念頭回國，加入中國商飛北研中心，做好“大展拳腳”的準(zhǔn)備。但是工作一段時(shí)間后他發(fā)現(xiàn)，理想和現(xiàn)實(shí)之間存在落差，“更多時(shí)候不是在設(shè)計(jì)飛機(jī)，而是在寫報(bào)告，做各種論證，通過計(jì)算、分析的方式得出解決方案，就好像是在紙上造飛機(jī)。”張馳說，對方案的真實(shí)性，自己心里也有問號，“未來并不只是要被看得清楚，更要?jiǎng)邮謩?chuàng)造出來?！?/p>
▲張馳的夢想就是做中國自己的飛機(jī) （供圖/張馳）
“既然真正的飛機(jī)暫時(shí)無法設(shè)計(jì)，那么能否把我們的論證概念，按照飛機(jī)比例縮小下來，再用無人機(jī)的技術(shù)進(jìn)行試飛，來探索它的操縱性和穩(wěn)定性？”這樣想著，張馳在內(nèi)網(wǎng)上發(fā)了一條“英雄帖”：“你是骨灰級的航空愛好者嗎？你想造一架自己的飛機(jī)嗎？如果你有這樣的想法，那就加入我們吧！”
這個(gè)帖子很快得到各部門青年響應(yīng)。經(jīng)過篩選，最終留下7名核心成員，一同成立了“夢幻工作室”，目標(biāo)是用“小飛機(jī)”驗(yàn)證“大飛機(jī)”的前沿航空技術(shù)。他們將團(tuán)隊(duì)自研的縮比驗(yàn)證機(jī)取名為“靈雀”，希望它能夠靈動(dòng)飄逸，且“麻雀雖小，五臟俱全”。
但是，“靈雀”項(xiàng)目的起步并不順暢。因?yàn)樗麄兪怯脴I(yè)余時(shí)間來參與，原則上不能占用工作時(shí)間。所以張馳必須在不耽誤本職工作進(jìn)度的情況下，利用休息時(shí)間投入到“靈雀”項(xiàng)目中。且項(xiàng)目前期經(jīng)費(fèi)投入很少，只有不到30萬元，“但我們充滿干勁兒，我堅(jiān)信未來是要靠實(shí)干去創(chuàng)造的?！睆堮Y說道。
經(jīng)過11個(gè)月、4500多個(gè)工時(shí)的攻堅(jiān)，2013年11月18日，“靈雀A”驗(yàn)證機(jī)成功首飛。張馳回憶道：“其實(shí)‘靈雀A’很小，直徑只有2.4米，但是它給我們打開了新的天地?！?/p>
創(chuàng)新就要不懼失敗
2015年，內(nèi)蒙古試驗(yàn)場，一架由夢幻工作室團(tuán)隊(duì)花費(fèi)兩年心血研制的驗(yàn)證機(jī)剛起飛就失速失控后墜毀，團(tuán)隊(duì)成員在沙漠上將飛機(jī)的殘骸一片一片全部撿了回來，并認(rèn)真分析原因。他們沒有想過放棄，堅(jiān)持在哪里跌倒就要從哪里站起來，兩年后，飛機(jī)重新被制造出來，并成功實(shí)現(xiàn)首飛。
▲張馳（前排左二）和夢幻工作室成員與“靈雀B”驗(yàn)證機(jī)（供圖/張馳）
它就是“靈雀B”，主要驗(yàn)證氣動(dòng)控制技術(shù)。而團(tuán)隊(duì)還有許許多多想要驗(yàn)證的新技術(shù)，如無人駕駛、3D打印等。“靈雀C”驗(yàn)證機(jī)的研發(fā)初衷是為了降低試飛員的風(fēng)險(xiǎn)，重點(diǎn)探索無人機(jī)駕駛技術(shù)，采用常規(guī)構(gòu)型小型長航時(shí)無人機(jī)承擔(dān)機(jī)載系統(tǒng)飛行驗(yàn)證任務(wù)。
在研發(fā)“靈雀D”驗(yàn)證機(jī)時(shí)，團(tuán)隊(duì)用到了3D打印技術(shù)，“為了成功打印出這架驗(yàn)證機(jī)，我們推翻設(shè)計(jì)方案4次。”張馳說，最先面臨的困難是沒有匹配飛機(jī)尺寸的3D打印機(jī)，為此，團(tuán)隊(duì)在機(jī)型的設(shè)計(jì)上花了很多心思，給飛機(jī)合理“分塊”，再進(jìn)行打印，同時(shí)通過反復(fù)進(jìn)行強(qiáng)度測試、不斷改進(jìn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)來解決變形等問題。
2018年7月8日，國內(nèi)首架全3D打印的混合翼身融合（HWB）驗(yàn)證機(jī)“靈雀D驗(yàn)證機(jī)——信天翁”成功首飛。
隨后，團(tuán)隊(duì)將目光投向氫燃料電池。2019年1月7日，“靈雀H”新能源驗(yàn)證機(jī)在鄭州上街機(jī)場成功首飛，標(biāo)志著中國商飛新能源飛機(jī)技術(shù)研究與探索進(jìn)入了新階段。
從“靈雀A”到“靈雀H”，每一款“靈雀”機(jī)型的成功背后，團(tuán)隊(duì)都經(jīng)歷了數(shù)不清的失敗?！拔覀冊谘邪l(fā)過程中，摔掉了大量驗(yàn)證機(jī)?！钡珡堮Y從不氣餒。在他看來，驗(yàn)證機(jī)的使命是尋找驗(yàn)證飛行的邊界，“既然是在探索邊界，那么即使試驗(yàn)機(jī)被毀掉，也會(huì)留下寶貴的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們可以認(rèn)真分析數(shù)據(jù)，再次試錯(cuò)?！?/p>
張馳認(rèn)為，創(chuàng)新就是一個(gè)試錯(cuò)的過程，如果做一件事之前就知道能成功，那就不算是創(chuàng)新。所以他很慶幸團(tuán)隊(duì)從未放棄，哪怕曾經(jīng)受過“非議”，被認(rèn)為是一群“玩航模的”，甚至被老專家語重心長地“奉勸”：“小伙子不要誤入歧途啊”，但幸好他們堅(jiān)持下來了。由于“靈雀H”型號對氫燃料電池的探索具有廣闊的研究前景，張馳轉(zhuǎn)任北研中心新能源飛機(jī)項(xiàng)目預(yù)研總師，主要任務(wù)是打造中國商用飛機(jī)的“X飛機(jī)”，驗(yàn)證新構(gòu)型、新能源、超音速和智能化等未來商用飛機(jī)技術(shù)發(fā)展方向，為中國下一代商用飛機(jī)進(jìn)行最前沿的探索。
航空要從娃娃抓起
或許是因?yàn)樽约簭男∠矚g航空，所以張馳堅(jiān)信“航空要從娃娃抓起”。為了激發(fā)更多孩子的夢想，他經(jīng)常參加航空科普活動(dòng)，“客串”航空專業(yè)顧問、校外指導(dǎo)教師。
在2018年舉行的“2050”活動(dòng)（指的是“年輕人因科技而團(tuán)聚”的非營利活動(dòng)，由杭州市云棲科技創(chuàng)新基金會(huì)與志愿者共同發(fā)起）上，7名來自北師大二附中航模社的孩子制作了一個(gè)巨大的“紙飛機(jī)”在會(huì)場飛行3圈后穩(wěn)穩(wěn)回落，引來觀眾們的驚嘆。張馳正是這支年輕團(tuán)隊(duì)的航空專業(yè)顧問和校外指導(dǎo)教師。
張馳回憶，起初主辦方擔(dān)心安全，不允許飛行展示。在多方溝通之后，主辦方讓了步，稱“只要連續(xù)30圈試飛不出現(xiàn)問題，就允許展示飛行”。于是孩子們帶著這架2.4米長的航模飛機(jī)，一點(diǎn)點(diǎn)調(diào)整飛機(jī)的重心和內(nèi)部強(qiáng)度，試驗(yàn)飛機(jī)飛行之中遇到的轉(zhuǎn)彎等問題，經(jīng)過5個(gè)月更新迭代、近3000圈反復(fù)飛行打磨，才終于通過考核，得以展示飛行。后來，團(tuán)隊(duì)中有3名學(xué)生都學(xué)習(xí)了航空相關(guān)的專業(yè)。
▲張馳擔(dān)任北京2022冬奧會(huì)火炬手（供圖/張馳）
“只要你們敢想，我就想辦法為你們創(chuàng)造實(shí)現(xiàn)夢想的機(jī)會(huì)?！边@是張馳的承諾，而他自己也有個(gè)小小的“夢想”。他希望某一天來中國商飛應(yīng)聘的人可以跟他說：“我是聽了您的航空課，才對這個(gè)方向有了興趣?！?019年，他的這個(gè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)了—他收到了一位年輕人的簡歷，面試時(shí)，這位年輕人點(diǎn)名要加入夢幻工作室。原來，他在大三時(shí)上過張馳的一節(jié)課，“雖然只有一面之緣，卻給我留下深刻印象，畢業(yè)時(shí)我就立志要加入您的團(tuán)隊(duì)?！?/p>
在張馳的人生“航線”上，夢想占據(jù)了主要的地位。打造中國商用飛機(jī)的“X飛機(jī)”，嘗試在未來的航空運(yùn)行體系中以電驅(qū)動(dòng)的方式飛行，這是張馳現(xiàn)在的研究方向，也是一個(gè)充滿了未知和困難的賽道，但他堅(jiān)信，只要心懷夢想，必將一往無前。
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