張兆璨:我在西安造飛機
鉆進0.5米見方的翼盒內(nèi)部,漆黑一片,操作人員打開頭燈,蜷起身子,小心冀冀地舉起風(fēng)鉆,“吱……”開始在淡綠色的鋁合金機翼上鉆孔。
新舟700(MA700)飛機的左右機翼對接,需要鉆幾百個孔,對接誤差不能超過0.1毫米?!翱足@歪了,鉆大了,這個機翼就直接報廢了。”1992年出生的張兆璨是中航西飛民用飛機有限責(zé)任公司(以下簡稱“西飛民機”)的總裝技術(shù)員,他的一項主要工作是編寫飛機裝配操作指令,告訴技術(shù)工人用什么工具,在何種條件下,以何種方式,完成哪些工作內(nèi)容?!霸祜w機犯不起錯誤。”他說。
新舟700是航空工業(yè)自主研制的70座級渦槳支線客機,身長30.9米,翼吊兩臺渦輪螺旋槳發(fā)動機,適用于800公里以內(nèi)中短程支線運營。這一型飛機也是我國民用飛機“兩干兩支” (CR929、C919、ARJ21、MA700)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。2013年新舟700項目正式立項,目前已經(jīng)進入生產(chǎn)試制階段,預(yù)計首架機將于今年9月總裝下線,并開展首飛準(zhǔn)備工作。
“等部件都交付,我就能痛痛快快地干活了!” 張兆璨為此已經(jīng)做了4年多的前期準(zhǔn)備工作,馬上就能大干一場了。
故障率不超過十億分之一的百萬零件大“樂高”
造過飛機的人很少,但玩過積木的人很多。簡單地說,造飛機就相當(dāng)于完成一項巨型“樂高”積木項目的研發(fā)和搭建工程。
新舟700擁有數(shù)以百萬計的零件。不難想象,挑戰(zhàn)這個大“樂高”項目,是“痛并快樂著”。
民用飛機制造業(yè)被稱為“制造業(yè)皇冠上的明珠”。西飛民機青年領(lǐng)軍人物、工程技術(shù)中心副主任孟凡濤告訴記者,“業(yè)內(nèi)認(rèn)為,民用航空產(chǎn)業(yè)對GDP的拉動作用是1∶80。如果向航空工業(yè)投入1萬美元,10年后,航空工業(yè)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)能產(chǎn)出約80萬美元的產(chǎn)值,同時,航空工業(yè)能為下游產(chǎn)業(yè)提供12倍于自身就業(yè)人數(shù)的新崗位。”
目前,世界飛機制造業(yè)通常采用“主制造商+供應(yīng)商”模式,西飛民機制造新舟700也不例外。作為主制造商,西飛民機承擔(dān)項目的設(shè)計、制造、研制組織實施和管理等核心工作,此外,還有超過500個供應(yīng)商為飛機定制和提供各種系統(tǒng)、部件、原材料等。“飛機制造對下游產(chǎn)業(yè)拉動很大,比如,航空電子產(chǎn)品更新?lián)Q代很快,對各種先進材料需求旺盛,等等,那么配套的相關(guān)企業(yè)都會受益”。
然而欲戴皇冠,必承其重。造飛機的復(fù)雜和繁瑣程度也登峰造極。
從飛機制造的整個流程來看,新舟700的打造大致可以分為立項論證、可行性論證、總體方案定義、初步設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、生產(chǎn)試制、試飛取證、產(chǎn)業(yè)化等幾大階段。這短短兩行字,濃縮的是數(shù)萬人的心血。孟凡濤記得,公司上次進行校園招聘,就列出了氣動、強度、結(jié)構(gòu)、動力、飛控、電氣等50多個專業(yè)的招聘清單。
時間走到2019年4月,這些人終于摸索到“生產(chǎn)試制”階段,這意味著,4.5萬張圖紙、數(shù)以百萬計的零件、總距離超過80公里的導(dǎo)線,等等,即將在他們手中變成一架完整的飛機。
除了復(fù)雜和繁瑣,數(shù)以百萬計的零件在緊密地排出漂亮的隊形之后,還必須高效、安全地運轉(zhuǎn)起來?!帮w機的容錯率非常低,造成災(zāi)難性后果的故障率不能高于十億分之一?!比藗儫o法接受飛機出故障,孟凡濤覺得,這是飛機制造者們“與生俱來”的壓力。
“造飛機,就是各種矛盾的妥協(xié)”
西飛民機的另外一位青年領(lǐng)軍人物、結(jié)構(gòu)強度所副所長朱高尚對于安全的壓力更有深刻的體會。他的工作是負(fù)責(zé)飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度計算工作,也就是設(shè)計、搭建飛機的骨骼和皮膚,要“預(yù)計結(jié)構(gòu)件到什么程度會破壞”。
朱高尚意味深長地告訴記者:“造飛機,就是各種矛盾的妥協(xié)。”
朱高尚的工作內(nèi)容幾乎永遠(yuǎn)處在自相矛盾之中。
“一方面,我們要保證結(jié)構(gòu)的強度、剛度等滿足要求,就會盡可能地增加材料。但另一方面,我們還要保證飛機的經(jīng)濟性,要輕,才能夠有更多的載客量?!睘榱嗽诟鞣N矛盾中取得平衡點,從立項到現(xiàn)在,朱高尚和同事的日子就在結(jié)構(gòu)形式論證、選材、參數(shù)優(yōu)化和細(xì)節(jié)再優(yōu)化的步驟中循環(huán)往復(fù)。
同時,飛機制造是一項高度集成、相互關(guān)聯(lián),“牽一發(fā)而動全身”的工作。除了自相矛盾,眾多專業(yè)之間也存在著數(shù)不清的矛盾,所有人都在尋找那個“使整體最優(yōu)”的解決方案。
“就像走迷宮一樣,走了很長時間,發(fā)現(xiàn)不了出口,看不到陽光。這樣不行,那樣也不行,我們就不停地摸索,去尋找陽光?!敝旄呱姓f。
比如,在給重量不達(dá)標(biāo)的主起落架主接頭減重時,對于朱高尚來說,最“舒服”的做法是直接調(diào)整這一結(jié)構(gòu)的連接方式來達(dá)到目的,這就要求改動主起落架主接頭的位置?!暗傮w專業(yè)的人說你不能這么改,否則影響太大。”朱高尚平靜地說,總體專業(yè)負(fù)責(zé)飛機的總體布置,每一次調(diào)整和改變都會帶來大量的計算、評估工作,完成后再和我們一起討論,不斷優(yōu)化,以達(dá)成目標(biāo)。
“討論方案,全部推翻,從頭再來……” 經(jīng)過數(shù)輪迭代,在首先滿足強度、剛度、疲勞壽命、工藝要求等條件下,朱高尚所在的結(jié)構(gòu)專業(yè)大妥協(xié),總體專業(yè)小妥協(xié),最終主起落架主接頭的重量從112.3公斤降至86.5公斤。
百萬零件在裝配過程中出現(xiàn)的沖突、矛盾不計其數(shù),之前的辛苦工作被推倒重來也是家常便飯?!拔覉D紙都定了,你又讓我改”“我這兒都設(shè)計的挺好的,你現(xiàn)在說要動”“飛機就這么大,這個地方到底是用來鋪電纜還是鋪管路”……
爭論再所難免,但大家心中有一個共識:為了“整體最優(yōu)”,“誰付出的成本最小,誰就妥協(xié)”。
在機身總裝配過程中,張兆璨和同事們也經(jīng)?!巴讌f(xié)”。最近,他們剛接下安裝“三軸加速度計”的任務(wù)。
飛機在組裝時,是先將小的零部件集成為機頭、前機身、中機身、中機后機身、機身尾段、左右機翼和尾翼等幾個大部件,然后將這些大部件都對接起來,再裝備系統(tǒng)進行測試和試驗。
而“三軸加速度計”是為黑匣子傳輸飛機姿態(tài)等重要數(shù)據(jù)的部件,位于飛機中間部位,要求安裝精度極高。如果在機翼部件組裝階段來安裝三軸加速度計,人員活動空間大,操作快捷,但精度有可能無法達(dá)標(biāo);如果在張兆璨所在的總裝配階段來裝,操作空間逼仄,進度緩慢,成本頗高,但精度有保障,“問題是萬一機翼段安裝的不達(dá)標(biāo),我們修改的代價就太大了”。權(quán)衡之下,總裝配專業(yè)的人員領(lǐng)下了這一重任。
“哪怕你已經(jīng)連續(xù)妥協(xié)了10次,下次該你妥協(xié),你也必須妥協(xié)?!?張兆璨和同事們都明白妥協(xié)的價值和意義。盡管經(jīng)常發(fā)生技術(shù)爭執(zhí),入職4年來,他從來沒體會過“辦公室政治”?!按蠹叶际菍嵏膳桑际菫榱税扬w機造好?!睆堈阻仓甭实卣f。
“誰說的對,不是因為他是領(lǐng)導(dǎo)”
2013年新舟700立項那年,31歲的朱高尚當(dāng)上了副所長,變成了管理者。但身處在崇尚科學(xué)的氛圍里,他只追求以技術(shù)服人,不以地位壓人。
“我經(jīng)常和團隊里的人說,誰說的對,不是因為他是領(lǐng)導(dǎo),不是因為他資歷深,不是因為他年齡大,咱們只講科學(xué)。” 朱高尚說。
90后的張兆璨也因為各種技術(shù)問題和70后、80后爭論過,和領(lǐng)導(dǎo)爭論過,但他從來不怕有人給他“穿小鞋”。
“我們爭論的時候都是說,你這么干將來飛機可能會出現(xiàn)什么樣的問題,都是對事不對人。但凡能因為技術(shù)問題吵起來的,都是實干派,沒人會記仇。” 張兆璨對這種企業(yè)文化很認(rèn)同:“爭論定下來就和好了,再開始解決下一個問題?!?/p>
但這里并不總是劍拔弩張,用張兆璨的話說,“也有其樂融融的時候”。每周五下午下班前后,大家就聚在一起“聊聊天、吹吹牛”。因為通常周末要加班,周五晚上便被選為了最放松的時刻。
西飛民機所在的西安閻良被稱作中國的航空城,這里除了航空工業(yè)西安飛機工業(yè)(集團)有限責(zé)任公司及西飛民機,還有航空工業(yè)第一飛機設(shè)計研究院、航空工業(yè)試飛中心,以及其他與航空有關(guān)的配套、生產(chǎn)、服務(wù)、驗證、集成企業(yè)。
中國民用飛機產(chǎn)業(yè)處在奮力追趕的狀態(tài)之中,有時候,“加班”是這些航空人對抗艱難創(chuàng)新、無從參考和意外困難的唯一辦法。
“騎自行車去單位幾分鐘就到了,經(jīng)常一個電話,放下筷子就去加班了。” 孟凡濤在這里工作了16年,他覺得,個人和單位之間的得失早已算不清楚了。
“我們這兒人情味很重,平常加班是加班,但是誰家里有事,比如老人病重需要陪護,單位就會安排人幫忙輪流守夜;有的年輕人結(jié)婚沒有親人在這邊,單位就會出面給辦婚禮,酒店、車輛、迎來送往都給安排好?!?/p>
閻良仿佛有一套自己的運轉(zhuǎn)模式。
張兆璨喜歡閻良的“純粹”,孟凡濤說這里是搞技術(shù)的人的“樂園”,朱高尚形容這里是“地方很封閉,思想不封閉”。
這里上、下班吹號,幾萬人穿一樣的工作服,除了飛機,似乎一切都像水一樣安然、平淡。張兆璨大學(xué)畢業(yè)找工作時來這里考察,“走在西飛大門前的馬路上,我一看就喜歡上了這兒,我可能有點像陶淵明”。
雖然張兆璨喜歡平淡的日常生活,卻向往一種不凡的人生。
“多少人有機會在中國的航空史上記下一筆?” 他在電話里幾乎喊起來了:“年輕人要么掙錢,要么就去實現(xiàn)理想。發(fā)財在這里就不要想了,但多少年之后的某一天,我可以自豪地說,中國的新一代高速渦槳支線客機是我造的,在新舟700第一張零件圖還沒發(fā)的時候我就來了!”
“滿懷期待!” 張兆璨說話經(jīng)常自帶感嘆號。看著飛機一點點組裝起來,他說:“我已經(jīng)開始有成就感了!”