常红：30多年，坚持做好一件事

文夷 王思磊

“成功的花儿，人们只惊羡她现时的明艳，然而当初她的芽儿，浸透了奋斗的泪泉，洒遍了牺牲的血雨。”提起飞机设计师，人们首先想到的是首飞、交付，是巨大的成就和荣耀，很少有人想到那光环背后的汗水、辛劳和眼泪……

三个型号，30多年

对于中国商飞公司ARJ21-700飞机副总设计师常红来说，一生中最美好的时光大都是和飞机联系在一起的。用她自己的话来说，那就是“三个型号，30多年！”

1982年，常红从西北工业大学航空发动机系发动机设计专业毕业后，任职于西安飞机设计研究所（603所），从事飞机动力装置系统的设计工作，从此与飞机结下了不解之缘。

“飞豹”、空警2000、ARJ21-700，这三种在中国航空史上具有重要意义的飞机型号，见证了常红职业生涯的发展和荣耀。

先从中国民机产业的“探路者”ARJ21-700飞机说起吧！

早在2004年，常红就开始参与ARJ21项目。当时，西安飞机设计研究所和上海飞机设计研究所同属于中航工业。为了ARJ21项目，中航工业将这两个所合并为第一飞机设计研究院。从那时起，常红就开始参与ARJ21项目。2008年中国商飞公司成立后，这两个所又分离了，一飞院干大运，民机项目被划到中国商飞公司，常紅也因此到了上海。

在ARJ21项目中，常红主管飞机动力装置系统。谈起发动机，瞬间让沉淀在记忆深处的往事打开，“我们那个年代崇尚工科，我的高中老师告诉我，飞机是‘现代工业的皇冠，发动机是‘现代工业皇冠上的明珠。当时觉得好高大上，于是就把西北工业大学航空发动机系发动机设计专业作为我高考填报的第一志愿。”常红说，“毕业后，当得知被分到603所时，我还是有些失落的，毕竟没有进入专门从事发动机研究的单位。不过，既来之，则安之。静下心来做事情，结果总不会差。”

刚到603所，常红就赶上了“飞豹”飞机的详细设计工作。带着“既来之，则安之”的乐观心态，常红跟着老师傅们一起画图、跟产、跟试，很快就进入了飞机设计师的角色，也开始喜欢上了飞机设计工作。

上世纪90年代中期，中国航空工业发展进入低谷，军工项目明显减少，常红周围很多人都离开了603所。和其他人的选择不同，常红认为，“国家今后肯定会发展航空业，坚持下来，一定会有好的结果。”带着这份执着，常红留了下来。

几年后，“995”工程上马，603所接到了“飞豹”A飞机研发的任务。这一次，常红以主管主任的身份全程参与了这一项目。2000年前后，她又参加了空警2000的研制工作。

2002年，ARJ21-700飞机立项，603所与640所（上海飞机设计研究所）合并为中航工业一飞院。2004年，常红正式参与ARJ21项目，开始了上海-阎良的“双城”生活。2008年中国商飞公司成立，常红被任命为ARJ21-700飞机副总设计师，全身心投入到ARJ21项目中。

从助理工程师到型号副总设计师，常红坦言，这一切都是因为“坚持”的缘故。“作为航空人，我觉得自己是幸运的，有很多老一辈航空专家，可能因为种种原因，干了一辈子都没能完成一个机型，而我却参与了三个型号的研制，这辈子都值了！”

“长痛不如短痛”

常红负责的ARJ21-700飞机动力燃油系统实际上包含了四个专业：动力装置（发动机）、辅助动力装置（APU）、燃油系统和防火系统。2009年，ARJ21-700飞机进入试验试飞阶段，而此时，上海飞机设计研究院动力燃油部只有防火系统专业，其他的三个专业都在阎良。随着军机项目的日渐繁忙，在阎良的三个专业已无法满足ARJ21项目进度要求。为此，中国商飞决定，由上海飞机设计研究院动力燃油部承担这三个专业的全部设计任务。这一决定是型号研制的需要，但却给常红带来了不小的压力。上海飞机设计研究院动力燃油部除了防火专业的老员工，都是刚刚毕业的大学生，这些人毫无经验，也没有老员工带教，能否承担起三个专业的研制和试飞任务？

“当时，我的心里还是很忐忑的，害怕因为人力的问题影响型号的进度。但是长痛不如短痛，收回三个专业是必然的事情，不能因为一时的困难而放弃。从长远来看，收回这三个专业不仅对型号研制有益，锻炼出来的年轻队伍也会是一笔重要的财富。”常红说。

带着这样的想法，常红很快在动力燃油部成立了ARJ21动力燃油专职队伍，配齐了四个专业的设计人员，从具体工作方法和流程开始培训，严格把关每一份技术报告，并通过对适航条款的研究以及与供应商、局方的交流，帮助年轻人提升能力，快速适应工作。

ARJ21-700飞机是我国第一款按照国际标准研制的民用支线喷气式客机，如何达到适航规章的要求，对研制队伍是一项严峻的考验。2008年，针对燃油箱防爆，FAA颁布了第125号修正案，对25.981条款进行大幅修订，首次正式提出三重点火源防护的设计要求，并明确提出燃油箱可燃性水平的量化指标，要求主制造商对燃油箱可燃性水平给出定量分析结果。2011年，CAAC也正式颁布了相应的要求。

面对新增的适航条款，常红立马带领团队查阅资料，与国际适航专家进行交流讨论，深刻理解条款的要求，协调全机十余个专业制定了燃油箱系统附近点火源三重防护设计方案，并通过采集试飞数据，建立仿真计算模型，分析了上百万次飞行可能，得出了ARJ21-700飞机燃油箱可燃性水平的量化数据，走通了民机燃油箱可燃性分析的道路。点火源三重防护设计方案得到FAA影子审查的认可，该技术也成功运用到C919大型客机的设计中。

ARJ21-700飞机具备了与在役飞机相同或更高的燃油箱防爆水平，可以保障飞机飞行安全，但仍然需要对标最新的适航条款要求，进一步降低燃油箱可燃性水平。在解读条款的过程中，团队发现，降低燃油箱可燃性不仅可以通过加装惰化系统，还有降低油温的方法。但目前民机普遍采用的是加装惰化系统，降低油温的方式还处在理论概念阶段，没有人进行过设计和实践。

虽然加装惰化系统的技术比较成熟，但它不仅会给飞机增重，还需从发动机引气，增加发动机的负担，飞机性能的损失较大，而ARJ21-700飞机采用了两油箱布局设计（机身油箱隔成两块，分别与机翼油箱相通），为油温冷却方案提供了条件。为什么不能尝试降低油温的方式呢？

从不影响飞机性能的角度考虑，常红带领团队进行了燃油冷却这一全新课题的探索，形成的设计思路也得到了SAE、FAA的认可。SAE更是因此对文件进行修订，将降低油温的燃油箱防爆设计方案正式予以明确。更可贵的是，在此过程中，常红带出了一支专业队伍，团队成员张斌还成为SAE-5D（燃油箱防爆委员会）成员。至此，在燃油箱防爆领域，中国商飞在国际航空界有了自己的话语权。

“常红副总师总是说，飞机设计是一个复杂的系统工程，不能‘只见树木，不见森林，不能只站在自己专业的角度考虑问题。另外，年轻人还要不怕犯错，任何对飞机有益的尝试都可以去做，出了问题大家一起想办法解决。这种敢于尝试、善于学习的态度以及勇于担当的精神都给我们年轻人树立了榜样！”上海飞机设计研究院动力燃油部的郭军亮这样感叹。

消灭一只“拦路虎”

30多年的坚持成就了专业技术过硬的“老航空”，但是面对国内第一次对标国际标准取证的ARJ21-700飞机，常红仍然表示“很不容易”。在ARJ21-700飞机取证阶段，常红几乎出现在主管专业的所有试验试飞现场，带领团队成员攻坚克难，通过了局方的一次次考验。

ARJ21-700飞机2002年立项，2008年首飞，而很多适航条款都是2008年之后才修訂或提出了更高的符合性要求，对于这些问题，常红认为是团队面临的最棘手的困难。

ARJ21-700飞机使用的是尾吊发动机，油箱与发动机之间用管路连接，参照现役的支线飞机以及之前的条款要求，燃油管路都是用铝合金作为材料，因为铝合金具有重量轻、加工方便、在飞机上容易布置等特点。但是在2010年FAA“影子”审查期间对此提出新的适航条款验证要求，要求燃油管路在飞机发生坠撞时有一定的伸缩性，不能因为燃油管路的原因导致坠撞危害升级。

“管路如何才能防止变形？这一条款给了我们一个很大的挑战。因为之前对燃油管路的变形考虑只是在飞行过程中，由于飞机载荷发生变化而导致机体变化，进而带来燃油管路发生变形。我们在设计之初就采用了柔性接头的连接方式，防止燃油管路在这种轻微变化下的变形。但是如果按照新的适航要求，要在飞机坠撞的时候，甚至是机体折断的时候，还要保证燃油管路不受损害，这样的情形在我们之前的设计范围内是没有考虑的。”常红回忆说。

飞机已经进入试飞阶段，如果将所有的铝合金管路都换成软管，飞机上连安装的空间都没有，更何况市面上还没有给发动机供油的软管产品。如果重新研制，势必会影响型号的进度。

“安全的问题，没有最好，只有更好。”常红坚持将铝合金管改为不锈钢管的方案，与强度专业合作，模拟飞机坠撞，做了一系列动载荷试验和仿真，对飞机中段燃油管路坠撞情况进行变形分析，同时还做了燃油管路“断头台”试验（将管路装好后，用一把刀从不同的高度，加上不同的重量，以不同的加速度冲击到导管上，观察管路的拉伸情况、破损程度以及对周边结构的影响，这是FAA规定的可以用于模拟飞机断裂后对导管冲击影响的试验方法），得出不锈钢管在飞机坠撞的情况下，仍然能够满足安全要求的结论。最后，凭借试验数据以及专业技术观点，常红说服了局方，这一取证路上的“拦路虎”被消灭了。

与ARJ21风雨同行

都说飞机是世界上最安全的交通工具，这是因为一架民航客机在投入运营前，要经过极为严苛的测试。当我们走完一个完整的民机研制历程之后发现，验证一架飞机，尤其是按照适航标准的要求来验证飞机，是一件异常艰难的事。

在ARJ21-700飞机的众多试飞科目中，大侧风试飞与自然结冰试飞给常红留下了深刻的印象。

大侧风对飞行的影响不可忽视，其产生的气象条件复杂多变，有可能是由于季节的转变，也有可能是因为雷暴的推进。对飞行员而言，最主要的是做好飞机的方向、位置、下沉率、推力等飞行状态控制和潜在风切变的处置。

飞机在出厂前一般都要经过侧风验证飞行，以验证飞机的抗侧风能力，给出最大验证侧风值。例如，波音737-800飞机的最大验证侧风为不带小翼36KTS（海里/小时），带小翼为33KTS。然而，这一数值并不代表飞机的极限抗侧风能力，而是飞机验证试飞时的最大侧风。一般情况下，航空公司会考虑安全裕度，在实际运行时将本机型最大侧风数值限制为稍小于或等于厂家给出的验证侧风值。

以波音737飞机为例，其机组使用手册规定，在干跑道上允许的最大侧风分量是30海里/小时（15米/秒）。波音公司所给出的限制值考虑了一定的安全裕度，实际上飞机的性能应大于对抗17米/秒正侧风的能力。因此，只要在规定的侧风标准下，从性能上考虑可以保证飞机安全起降，并有较大的安全裕度。如果该机场发布的侧风分量超过了此限制，飞机是不能在此机场落地的，机长必须终止进近或选择其他机场备降。

在实际运行过程中，我们不仅要考虑风的大小，还不能忽视道面的情况，道面干燥与道面积水时的侧风标准是不一样的。因此，是否符合侧风标准应根据跑道的道面情况而定。例如，波音737在湿跑道下的侧风限制为12米/秒，在刹车效应中等以下的侧风限制减为7米/秒。

“有人会开玩笑地说，送机时，不要说一路顺风。因为飞机最好是顶风起飞，顺风起飞是有一定危险的。”常红笑着说。

谈起侧风试验到底有多难，常红感慨：“关键是这个试验我们从来没有做过。尽管我们一直在寻找更为严酷的试验条件，但国内缺少相应的机场和跑道。国外有不少机场都有‘米字形跑道，很容易就能找到符合条件的试验场所，然而国内没有，找了很久，只有在西北嘉峪关机场有这么一条跑道。在每年的3～5月份，可能会有这种侧风。”

“回想当年，为了做大侧风试验，我们追风追了4年。每年4月，我们都要去嘉峪关机场，最长一次在那里等了60多天，等待大风的来临。记得第一次做侧风试验，我直直地站在ARJ21飞机里，看着窗外一片黄沙肆虐，强风袭击。有人问，你怕不怕？当然害怕。那你又能怎么办？就得咬着牙。第一次过了，第二次就不怕了。其实，在搞民机之前，坐飞机遇到气流产生颠簸还是蛮害怕的，但搞民机以后，我真的不怕了。”常红笑道。

“首先要做地面试验，当时那个地方在戈壁滩上，风沙是个很大的问题，风速达到20节左右的时候，那真是飞沙走石。”常红回忆说，“当时，机场已经是狂沙漫天，所有的飞机全都避风停止飞行，只有我们的试飞员驾驶着ARJ21-700飞机擦着沙尘暴的边缘起飞升空。那一刻，所有人的心都悬着，正是试飞员精湛的试飞技术与敬业精神为申请人取得了关键的试飞数据。通过这次试飞，我们对ARJ21-700飞机的抗侧风能力有了充分信心，这为后续高风险科目试飞奠定了基础。”

这些年来，常红每天的工作都好像在战斗，紧张而充满挑战，虽然辛苦，但看着ARJ21飞机一步一步走向成功，很有成就感。“一切的辛苦和付出都是值得的。”常红说。

对于自己所在的团队，常红充满自豪，“我们的年轻设计师成长很快，他们肯学肯干，对航空事业充满激情，但现在缺少的是实际工作经验，这对我们带队的人来说，就是要多关注。比如，在讨论问题时，我们会给个框架，写报告时给予指导，提供些范围、参考文献资料等。培养一个航空工程师很不容易，我希望社会各界要给予更多的关心，让他们感到有发展前途，有成长空间。”