“馮如三號(hào)”團(tuán)隊(duì):挑戰(zhàn)極限的航空少年
“掉高30米,轉(zhuǎn)速下降,缸溫下降!”凌晨時(shí)分,隨著周岳的高喊,“馮如三號(hào)”團(tuán)隊(duì)的指導(dǎo)老師全部從指揮帳篷里沖出來,有人跑到周岳身邊,做好應(yīng)急著陸的準(zhǔn)備,也有人在飛機(jī)跑道邊觀察飛機(jī)的姿態(tài)。彼時(shí),“馮如三號(hào)-70型”無人機(jī)已經(jīng)在空中持續(xù)飛行了28個(gè)小時(shí),根據(jù)此前的數(shù)據(jù)觀測,飛機(jī)很有可能達(dá)到油量耗盡的狀態(tài),而一股強(qiáng)干擾氣流的出現(xiàn),讓飛機(jī)高度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速急劇下降,“馮如三號(hào)”挑戰(zhàn)世界紀(jì)錄的征程,遭遇了危機(jī)。
危機(jī)持續(xù)了生死時(shí)速般的1分鐘,1分鐘后,飛機(jī)的各項(xiàng)指標(biāo)恢復(fù)了正常。周岳的一句“飛機(jī)狀態(tài)正!,讓所有人都松了一口氣。周岳這才發(fā)現(xiàn),自己手腳冰涼,扶在鼠標(biāo)上的手還在止不住地顫抖。
危機(jī)解除,夜晚恢復(fù)了平靜,“馮如三號(hào)”在深藍(lán)的夜空中平穩(wěn)飛行,周岳回到了她值班的崗位,不值班的同學(xué)把包裹飛機(jī)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(gè)小時(shí)過后,一項(xiàng)新的世界紀(jì)錄誕生——“馮如三號(hào)”不間斷飛行30小時(shí)6分42秒,創(chuàng)造了25公斤至100公斤級(jí)油動(dòng)無人機(jī)續(xù)航時(shí)間的世界紀(jì)錄。
這一天是2019年10月3日,距離北京航空航天大學(xué)“馮如三號(hào)”團(tuán)隊(duì)成立僅僅一年。創(chuàng)造紀(jì)錄的,是20多位平均年齡不到20歲的大學(xué)生。加入團(tuán)隊(duì)時(shí),他們有的剛?cè)雽W(xué),有的讀大二,對(duì)打造一架無人機(jī)的知識(shí)儲(chǔ)備基本為零。經(jīng)過一年的理論學(xué)習(xí)、反復(fù)試驗(yàn),他們做到了讓一年前的自己都難以置信的事。
再起航
創(chuàng)紀(jì)錄那天,“馮如三號(hào)”團(tuán)隊(duì)隊(duì)長張益銓沒有參加慶功會(huì)。從2019年暑假就開始連軸轉(zhuǎn)的團(tuán)隊(duì),到10月2日正式挑戰(zhàn)世界紀(jì)錄時(shí)已經(jīng)相當(dāng)疲憊。起飛當(dāng)天,身為隊(duì)長的張益銓幾乎一夜沒睡。飛機(jī)平穩(wěn)降落后,他就感覺身體不太舒服,但因?yàn)樘吲d了,他沒怎么當(dāng)回事。不過高興勁兒還沒過,他就因?yàn)榘l(fā)燒被送進(jìn)了醫(yī)院!翱赡苁且?yàn)閴毫K于卸掉了,如釋重負(fù)。”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(tuán)隊(duì)招新、對(duì)無人機(jī)的研發(fā)等工作撲面而來。暑假之后,張益銓升入大四,修完課程的他來到位于河南的試驗(yàn)基地,跟隨老師和另一位同學(xué)進(jìn)行新型飛機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的改進(jìn)試驗(yàn),“馮如三號(hào)”開始向新目標(biāo)大舉進(jìn)發(fā)。
在數(shù)百公里外的北京,其他隊(duì)員也在緊鑼密鼓地為新的飛行試驗(yàn)做著準(zhǔn)備。在首次沖擊世界紀(jì)錄的飛行中,林招如是油路組的組員,學(xué)習(xí)零部件設(shè)計(jì)、對(duì)飛機(jī)的供油系統(tǒng)進(jìn)行研制和裝配。有了較多經(jīng)驗(yàn)后,他在2020年下半年承擔(dān)起飛機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)的工作,“這就要畫復(fù)雜的全機(jī)設(shè)計(jì)方案,需要的知識(shí)儲(chǔ)備、花費(fèi)的時(shí)間都更多了,加班是家常便飯!
讀大二時(shí),林招如在兩三天內(nèi)就讀完了“殲-10之父”宋文驄的傳記。“那個(gè)學(xué)期課業(yè)壓力特別大,能抽出來的時(shí)間很少。但是宋院士的故事太吸引人了,我看得津津有味!睂(duì)于宋文驄在抗美援朝戰(zhàn)場上修理飛機(jī),到哈爾濱軍事工程學(xué)院學(xué)習(xí),再到研制殲-7C、殲-10飛機(jī)的種種經(jīng)歷,林招如如數(shù)家珍,就連他的微信頭像,都是宋文驄主持設(shè)計(jì)的戰(zhàn)斗機(jī)。“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(duì)員”,給團(tuán)隊(duì)新成員留下的印象是“極為嚴(yán)謹(jǐn)、極為負(fù)責(zé)”。馮嘉瑞2019年考入北航,在加入“馮如三號(hào)”團(tuán)隊(duì)后,他被許多小細(xì)節(jié)所震撼!皩W(xué)長們手中操作的,不僅是一架飛機(jī),更像一件工藝品。就連螺旋槳和發(fā)動(dòng)機(jī)連接處的螺栓要擰多大的扭矩,他們都有明確的標(biāo)準(zhǔn)!
一絲不茍來自經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。在“馮如三號(hào)-70型”無人機(jī)研發(fā)過程中,林招如所在的油路組要在每次試飛前給飛機(jī)安裝油箱。一次試飛前,指導(dǎo)老師檢查油箱時(shí),一摸連接油箱和飛機(jī)的扎帶,就立即取消了試飛。因?yàn)闊o人機(jī)機(jī)身狹窄,只有幾處很小的開口,光是把手伸進(jìn)去就十分勉強(qiáng),安裝時(shí)根本看不到飛機(jī)里面的情況,只能盲扎扎帶,所以不小心把扎帶扎扭了!鞍言鷰г暇鸵M(fèi)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!苯(jīng)過老師的提示,林招如才知道,飛機(jī)裝配就像做外科手術(shù),一毫一厘都錯(cuò)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(fù)責(zé)一部分扎帶,反復(fù)練習(xí),達(dá)到了把扎帶穿得又快又好的程度。
新挑戰(zhàn)
李沛杉是被宿舍樓下的那架大飛機(jī)吸引的。飛機(jī)是“馮如三號(hào)-70型”無人機(jī)!斑@架飛機(jī)就是大我一屆、兩屆的學(xué)兄學(xué)姐研發(fā)的,他們也太厲害了!”大一寒假看到“馮如三號(hào)”團(tuán)隊(duì)招新的通知,她毫不猶豫地報(bào)了名。
通過選拔開始參與學(xué)習(xí)和工作后,李沛杉對(duì)“團(tuán)隊(duì)”這個(gè)概念有了全新的理解!耙患軣o人機(jī)的設(shè)計(jì)研發(fā)不是一個(gè)人就能完成的,只有負(fù)責(zé)每一個(gè)環(huán)節(jié)的小組把自己的工作都完成好,飛機(jī)才能平穩(wěn)運(yùn)行!
在20多人的團(tuán)隊(duì)里,李沛杉是5位女生之一。這5個(gè)女孩都是飛機(jī)的忠實(shí)粉絲。在男生居多的團(tuán)隊(duì)里,她們“從來不認(rèn)為女生干不了臟活兒、累活兒,該怎么干就怎么干”。2021年的寒假,團(tuán)隊(duì)集中在海南的試驗(yàn)基地進(jìn)行各項(xiàng)研發(fā)和試驗(yàn)。在一次試飛的前一天晚上10點(diǎn),李沛杉在機(jī)庫里給飛機(jī)安裝飛行控制系統(tǒng)。因?yàn)闄C(jī)身很低,她像對(duì)汽車底盤進(jìn)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(duì)正上方的飛機(jī)進(jìn)行最后的裝配。一位隊(duì)友走過來,詢問她需不需要幫忙。之后,這位隊(duì)友就一直舉著手電筒幫她照明,給她遞工具,陪她一起把當(dāng)晚的工作做完!霸凇T如三號(hào)’團(tuán)隊(duì),這樣暖心的小細(xì)節(jié)可太多了!崩钆嫔颊f。
馮嘉瑞在團(tuán)隊(duì)的起降組。2020年暑假,他結(jié)束了一個(gè)學(xué)期的線上學(xué)習(xí),第一次和團(tuán)隊(duì)一起來到試驗(yàn)基地。因?yàn)樾滦惋w機(jī)要挑戰(zhàn)更長航時(shí),為了降低飛機(jī)重量、減小飛行過程中的阻力,需要摒棄傳統(tǒng)輪式起落架滑跑起飛,采用車載起飛的方式。“當(dāng)時(shí)國內(nèi)外可以參考的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)都非常少,能找到的資料也很有限,只能自己一點(diǎn)點(diǎn)摸索,遇到的困難挺多的。”那段時(shí)間,馮嘉瑞和老師、隊(duì)友每天都在一起討論,迭代了多個(gè)方案。直到暑假即將結(jié)束時(shí),團(tuán)隊(duì)在機(jī)場進(jìn)行飛行試驗(yàn)。當(dāng)起飛車把飛機(jī)送上藍(lán)天的那一刻,馮嘉瑞感覺自己的心也和飛機(jī)一起飛上了天空!霸囼(yàn)非常成功,我之前想都不敢想,我們竟然成功地把這么大的一架飛機(jī)送上天空了!
試驗(yàn)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(tuán)隊(duì)經(jīng)歷了一次重大的挫折——一次目標(biāo)80個(gè)小時(shí)的試飛,在第72小時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車,飛機(jī)被迫降落。這是他們?cè)诤D献钣邢M麑?shí)現(xiàn)80小時(shí)目標(biāo)的一次飛行,然而希望突然落空了。裝配一架飛機(jī),需要整個(gè)團(tuán)隊(duì)大約10天的高強(qiáng)度工作,再經(jīng)過反復(fù)調(diào)試,才能做好試飛準(zhǔn)備。凝聚著大量心血的飛機(jī)損毀,全隊(duì)20多人的一腔熱血,一下降到了冰點(diǎn)。隊(duì)員們把迫降下來的飛機(jī)推回機(jī)庫,甚至有人抱在一起哭了。
沮喪的情緒在團(tuán)隊(duì)里彌漫;氐阶√,張益銓挨個(gè)和隊(duì)友溝通,鼓舞士氣,幫助大家調(diào)整心態(tài),“如果在壓力非常大的狀態(tài)下,大家的工作效率不高,會(huì)很影響后續(xù)的試飛”。第二天,全體隊(duì)員又重新回到各自的崗位上,“要抓緊裝配新的飛機(jī),這次一定要成功!
2021年春節(jié),是隊(duì)員們第一次沒有回家的春節(jié)。除夕晚上,大家7點(diǎn)收工吃年夜飯。林招如在飯后給家里撥通了視頻。在他的家鄉(xiāng)重慶,全家人正聚在一起,熱熱鬧鬧地吃年夜飯,手機(jī)在家人的手里傳了一圈后,他的視野又立即回到位于海南的試驗(yàn)基地——8點(diǎn)半,隊(duì)員們又回到了機(jī)庫。節(jié)慶的煙花爆竹聲穿過墻壁,傳進(jìn)工作氛圍十足的機(jī)庫。當(dāng)時(shí)針指向0點(diǎn),隊(duì)員們抬起頭、鼓鼓掌,慶祝新春,接著就埋下頭去,繼續(xù)各自手頭的事!按竽暌刮覀兇蠹s凌晨3點(diǎn)多回到住處。那段時(shí)間真的很辛苦,但收獲特別多,解決了很多問題!睆堃驺屨f。
不止步
2021年5月,團(tuán)隊(duì)來到河南許昌。努力了一年多的成果——“馮如三號(hào)-100型”無人機(jī),將在這里進(jìn)行最終挑戰(zhàn)。
5月18日,飛機(jī)順利起飛,根據(jù)氣象預(yù)測,未來3天,飛行區(qū)域都不會(huì)有大風(fēng)、降雨等極端天氣。然而到了5月20日下午4點(diǎn)左右,天突然刮起了大風(fēng),陣風(fēng)達(dá)到8至10級(jí),周邊地區(qū)開始降雨,就在距離飛機(jī)飛行區(qū)域10公里左右的地方,甚至出現(xiàn)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(shù)據(jù)鏈路的通暢,監(jiān)測點(diǎn)設(shè)在一個(gè)臨時(shí)搭建的帳篷里。突如其來的大風(fēng)把帳篷吹變了形,得要好幾個(gè)人拉著,才沒被大風(fēng)卷走。他們插進(jìn)土地10厘米深的標(biāo)志旗,也被大風(fēng)吹跑了好幾面!澳菚r(shí)候真的緊張,特別害怕飛機(jī)無法面對(duì)這樣的大風(fēng)!
本來已經(jīng)結(jié)束值班、回到賓館的林招如,又趕回了基地。“飛機(jī)飛行姿態(tài)不太樂觀,在大風(fēng)中航行油耗巨大,有可能飛不到預(yù)期時(shí)長,甚至指不定哪陣風(fēng)就把它刮下來了。我們好多人都回到基地,觀測、記錄、計(jì)算,預(yù)估飛機(jī)的飛行狀態(tài)。”李沛杉值完自己的班次,在基地的一個(gè)臨時(shí)棚子里休息了一會(huì)兒,出來就發(fā)現(xiàn)天氣不對(duì)勁。一位女隊(duì)友要值班到夜間,她既擔(dān)心飛機(jī)的狀態(tài),也擔(dān)心隊(duì)友晚上值完班回賓館不安全,就陪隊(duì)友一起緊盯著飛機(jī)的狀態(tài),直到半夜12點(diǎn)過后,風(fēng)才漸漸小了下來。
第二天早上6點(diǎn),風(fēng)基本完全停了,飛機(jī)平穩(wěn)地在頭頂盤旋著。在臨時(shí)搭建的棚子里一夜沒睡踏實(shí)的張益銓松了口氣,隨之而來的是欣慰——無人機(jī)的抗風(fēng)性得到了檢驗(yàn)。
持續(xù)飛行了80小時(shí)46分35秒,“馮如三號(hào)-100型”無人機(jī)刷新了由“馮如三號(hào)”團(tuán)隊(duì)自己保持的25公斤至100公斤級(jí)油動(dòng)固定翼無人機(jī)續(xù)航時(shí)間世界紀(jì)錄。2021年10月1日國慶節(jié)當(dāng)天,國際航空聯(lián)合會(huì)(FAI)正式認(rèn)證了這一紀(jì)錄,它成功超過了由美國極光飛行科學(xué)公司研發(fā)的“獵戶座”2500-10000kg級(jí)油動(dòng)固定翼無人機(jī)2014年創(chuàng)造的80小時(shí)2分52秒的世界紀(jì)錄,躍居全世界油動(dòng)固定翼無人機(jī)(重量等級(jí)無差別)續(xù)航時(shí)間的榜首。
飛機(jī)平穩(wěn)落地、確認(rèn)安全后,“馮如三號(hào)”團(tuán)隊(duì)的隊(duì)員們朝飛機(jī)飛跑過去,高高興興地把這架創(chuàng)紀(jì)錄的“功臣”推回了機(jī)庫!澳且豢叹陀X得,團(tuán)隊(duì)在這四年時(shí)間里經(jīng)過的所有坎坷、挫折,熬過的夜、加過的班,都值了!崩钆嫔颊f。
林招如則心如平湖!扒捌谖覀円呀(jīng)做了非常充足的準(zhǔn)備,從太多失敗里走出來,到了要沖擊紀(jì)錄的時(shí)候,其實(shí)已經(jīng)胸有成竹。”而且飛機(jī)一落地,還沒來得及興奮,他就趕緊與現(xiàn)場全程觀摩的國際觀察員對(duì)接,開始緊張地準(zhǔn)備紀(jì)錄認(rèn)證工作了。
“馮如三號(hào)”的航線還在向更遠(yuǎn)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(shè)計(jì)!拔蚁M诔L航時(shí)無人機(jī)方向深耕,目前的計(jì)劃,是突破500個(gè)小時(shí)的續(xù)航時(shí)間。雖然這很難,需要飛機(jī)的每一個(gè)系統(tǒng)都達(dá)到極致。團(tuán)隊(duì)成員也一直關(guān)注超長續(xù)航無人機(jī)的實(shí)際應(yīng)用前景。今年河南水災(zāi)期間,就有一架無人機(jī)從貴州起飛,到河南上空?qǐng)?zhí)行了5個(gè)小時(shí)的應(yīng)急通信任務(wù)。如果未來無人機(jī)能達(dá)到更長的續(xù)航時(shí)間,無論在軍用還是民用領(lǐng)域,都能發(fā)揮很大的作用。”
100年前,中國航空之父馮如先生自主設(shè)計(jì)制造了“馮如一號(hào)”和“馮如二號(hào)”飛機(jī),“馮如二號(hào)”打破了被歐美飛行家保持的飛行紀(jì)錄。在2019年10月3日,“馮如三號(hào)”首次創(chuàng)造紀(jì)錄的那天,天空中的云就像鳳凰展翅一樣,從空中俯視著機(jī)場上的少年們。“可能那是馮如老先生在天上注視著我們!蹦且惶,也是許多航空夢(mèng)開始的時(shí)候。
中青報(bào)·中青網(wǎng)見習(xí)記者 畢若旭
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