老中青三代设计师的“民机梦”

    在上飞院总体气动部，人们总会看到一位白发苍苍的长者、一位身材有些发福的中年人和一位脸庞还有些稚嫩的年轻人，三个人围绕着电脑屏幕上的数据、线条，或是交流探讨，或是凝神思考，有时甚至争吵到不可开交。

    白发苍苍的长者是张锡金，中国空气动力学领域专家，身材有些发福的中年人是他的儿子张淼，上飞院C919型号副主任师，脸庞还显稚嫩的年轻人是张淼的学生马涂亮，现在从事宽体型号气动设计工作。而让他们能够围绕在一起，孜孜不倦研究，热火朝天探讨的不仅是对飞机而言至关重要的气动设计工作，更是这老中青三代一脉相承的民机梦想。

    张锡金：从军机到民机，专注气动设计

    对于学习和从事飞机设计的人来说，《飞机设计手册》这套书就像是新华字典、红宝书一样的存在。作为新中国出版的最权威、最科学、最系统的飞机设计工具书，这本书几乎是所有飞机设计人员必不可少的案头书籍。而这套手册的第六册——气动设计分册的主编，就是上飞院的特聘专家张锡金。

    在中国空气动力学领域，张锡金的名字可谓无人不晓。从事飞机设计工作五十多年的他，参与了我国8个型号的飞机总体和气动设计。“其中包括我们国家第一架空中预警机‘空警一号’，现在在北京军事博物馆展出。‘轰五导弹试验机’已经完成试验任务退役。还有5个型号正在天上飞行，其中包括现在改为新舟600的运七系列飞机、中国飞豹‘歼轰七’、空警500、ARJ21-700飞机和运20。还有我们国家自主研发的C919大型客机，不日也将首飞。”说起这些，张锡金如数家珍，欣慰的表情背后是对航空事业深深的热爱。

    1962年，从北京航空航天大学空气动力学专业毕业的张锡金，被分配到中航603所，从此便一头扎进气动设计这一对飞机来说至关重要的领域。

    用张锡金的话说，在他们那个年代，“工作起来真的是不要命的”。1976年7月，张锡金和同事们在所长高鹏的带领下在四川安县为确定新一型号飞机的总体布局进行风洞试验。当时全国许多地方在闹地震，安县又处于地震危险地带。但是全所的同事都在等着他们选定方案后开展工作，张锡金和同事们就选择继续留在安县。不论白天或晚上，大家在各次地震警报之间的时间里拼命把试验往前赶，其他人员整理数据，绘制曲线，意外地被地震逼出了创纪录的高效率。

    “临时搭建在露天空地里的床铺不够所有人睡，我那时年轻胆大就自己睡在招待所的一楼，开着门。结果一天清晨5点，突然下起了瓢泼大雨。我一看如此反常的天气觉得可能是地震的前兆，拿起手边的眼镜就夺门往外跑。刚跑到招待所门口，就看到我们的所长举着把大伞在招待所门口等我，他记着张锡金还在招待所。”讲到这里，八十多岁的张锡金老人眼里泛起激动的泪花。

    在那个激情燃烧、无所畏惧的年代，张锡金参与了多个军机型号的研制。由于在空气动力学方面突出的专业能力，张锡金还曾作为当时航空部组织的“国家队”一员赴西德参与MPC75型支线客机的联合研制。然而由于种种历史原因，MPC75项目下马，张锡金的民机研制之路也暂缓了下来。

    2002年，ARJ21-700飞机项目立项，快要退休的张锡金看似偶然却又必然地再次踏上民机之路。2005年冬天，张锡金到上海出差开会。一天晚上，参会人员被召集到小礼堂，主席台下面摆了七张椅子，张锡金被安排坐在那里。会上，张锡金被要求在上海工作一段时间，支持ARJ21项目气动性能数据整理工作。“当时我们所长也在，他说‘你回西安一次，把衣服拿来，看来要在这里过冬了。’”就这样，张锡金在上海待了大半年，与ARJ21飞机设计人员一起，梳理飞机的气动性能数据。具有丰富军机气动设计经验的张锡金将自己在之前的工作中总结出的数据分析方法毫无保留地介绍给了ARJ21项目设计人员，为气动数据整理提供了基本的工作方法。

    2008年，已经从中航工业一飞院退休的张锡金接到来自中国商飞上飞院的电话。作为国内飞机气动设计方面的专家，张锡金再一次被邀请参与C919飞机的设计工作。报着对航空事业、对气动设计的一腔热爱，七十多岁的张锡金从西安来到上海，成为上飞院特聘的老专家，参与制定C919项目关键工作计划，指导解决技术难题，开展工程设计技术讲座，继续为中国的民机事业贡献自己的力量。而这一次，与他并肩作战的还有一位特殊的同事——他的儿子，上飞院C919副主任师张淼。

    张淼：打造专属中国大飞机的超临界机翼

    对张淼来说，这辈子做航空似乎是注定的。父母都是研究空气动力学的老一辈航空人，在家里也经常讨论相关专业问题。那时年幼的张淼还听不懂他们的对话，但是却对他们谈论的东西很好奇。就这样耳濡目染地，对于空气动力学，张淼打心眼儿里感到亲切。

    本科、研究生阶段潜心钻研空气动力学的他，毕业之后如愿进入上海飞机设计研究所。然而准备大干一番的张淼，进所就听到了“二十年也别想有飞机做”的言论。

    当时的上海飞机设计研究所，麦道项目刚下马，没有任何飞机项目可以做，只能通过搞民品维持研究所的运转。很多人都纷纷转行，出身航空家庭、从小被教育要“航空报国”的张淼面对这样的状况，虽然也有过郁闷，却始终不愿放弃。“那是最艰难的一段日子，不知道这辈子还能不能造飞机。”张淼回忆说。

    不同于父亲在退休之际才等来中国民机事业的再次启航，2002年，ARJ21项目启动，等待了十年的张淼感觉到机会来了，这次真的不一样了。

    在ARJ21项目中，张淼主要负责机头、翼梢小翼和整流罩的气动设计工作，并且首次引入CFD商业软件进行型号设计。CFD商业软件主要用于流体力学数学计算，是设计超临界机翼所必须的软件。当时，美国、法国、加拿大等欧美发达国家都有现成的超临界机翼编程软件，但是受到严格的出口限制，不可能卖给中国。

    “幸好我们踩在了前人的肩膀上。”张淼说。上世纪八十年代，由国防科工委牵头组织了一个超临界机翼的科研课题。课题组将国内在空气动力学方面领先的院校、科研院所组织起来，让大家分头设计软件，用了近十年时间，设计出了超临界机翼的编程软件。

    如果说在ARJ21项目上，张淼只是小试牛刀的话，那C919大型客机超临界机翼的设计工作则真正展现了其在气动设计方面的深厚功力。从C919项目立项之初，张淼就全程主持了C919大型客机超临界机翼和部件的气动设计，并最终实现了减阻5%的目标。

    项目上马之初，张淼在公司的支持下，组织了一支由西工大、空气动力学中心、清华大学、航天11院等科研院所组成的联合工程团队，在上海进行了为期半年的集中办公。后又历经一年半的时间，共设计出800多副超临界机翼。通过CFD计算，十多副机翼脱颖而出，并最终通过风洞试验的测试，选出了一副最优的超临界机翼。

    然而，就在张淼和整个团队高兴欢呼的时候，供应商将更换更大直径发动机的消息让他们的工作一下子回到原点。“不能让飞机在‘出世’时就落后。”在总师决策团队拍板更换发动机后，张淼和他的团队又开始经历“设计、狂喜、返工、枪毙、再设计……”这样循环反复的痛苦历程。张淼和他的团队又设计了一千多副超临界机翼，重新计算筛选，重新进行风洞试验。经历两千多次的设计筛选，属于国产大飞机的超临界机翼最终定型。

    “看到C919总装下线的时候，我真的是打心眼儿里觉得这飞机漂亮！”张淼说，“而且，C919的超临界机翼完全是我们自主研发设计出来的，拥有绝对的自主知识产权。我们中国人，只要团结起来，有国家的支持，多大的事情都能搞成，多大的困难都能克服！”

    随着C919项目的不断推进，张淼和他的团队在设计手段、试验验证手段上也有了长足的进步。一起成长起来的还有设计师队伍，马涂亮就是其中一位。

    马涂亮：接过宽体重任的“小马哥”

    与一般读研的人选择不同，2008年从北航毕业的马涂亮选择成为上飞院定向硕士研究生。国家对大飞机项目的高度支持，让他觉得边读研、边实践、边了解大飞机是一个不错的选择。

    根据培养方案，马涂亮先在西工大接受了一年的基础教育。在那里他渐渐地把自己今后的研究方向明确为机翼和翼梢小翼气动设计。

    “气动设计对于一架飞机研制的重要性是不言而喻的。机翼是提供升力的主要部件，其阻力占飞机总阻力的一半以上，而其部件如翼梢小翼、发动机、增升装置、翼根整流等的气动设计都与机翼直接相关，这些都是机翼气动设计的主要内容。在大型飞机的研制过程中，机翼气动设计和优化是一项基础任务。”马涂亮娓娓道来。

    2009年9月，马涂亮回到上飞院，跟随导师张淼继续学习和研究气动设计， 刚开始的时候，由于自身知识和能力水平的有限，马涂亮做的都是一些较为琐碎的工作，也恰恰是这些琐碎的工作为马涂亮的气动设计生涯铺平道路。他始终记得导师张淼告诉他的：“气动设计无小事，再细小、琐碎的任务，也要当成大事、正事去处理，因为处理完后就能对气动设计更加有概念、有思考。”

    “2009年我们还在航天大厦办公，每天都有大量的数据分析及CFD计算任务。当时院里条件有限，无法满足正常的工作需求，就与上海超级计算中心合作。那时的交通不比现在，地铁还未开通，每次过来差不多都要两个小时的车程。为了最大化利用资源，保证型号研制节点，每次我都是一早过来，待到凌晨一两点钟才肯回去。碰上像五一这样的节假日，我们更是提前把作业投到电脑中，人闲着，计算机不能闲着。”马涂亮说。

    2011年5月，马涂亮在导师张淼的指导和帮助下顺利毕业，获得中国航空研究院640所（上海飞机设计研究院）飞行器设计专业硕士学位。

    毕业后，马涂亮留在总体气动部气动设计与分析室工作。几年时间里，他以身边航空前辈为榜样，参加了三大型号的气动设计与分析工作。同时基于逐渐增加的工程设计经验，总结创新设计思路和方法，形成相应的程序工具，提高了气动设计效率，在型号设计团队中得到广泛应用。

    现在，作为气动设计与分析室副主任的马涂亮已经成为中俄远程宽体客机项目的骨干成员，参与超临界机翼、机头和后体的气动设计工作。

    “小马哥很有创新精神，现在是我们科室的创新达人，我们平时机翼设计工作中用到的很多‘小程序’都是由小马哥开发出来的，这些小程序浸透着他的设计理念和思路，具有很强的工程实用性，尤其是在宽体客机项目中得到了大量应用，形成了大量具有实用价值的翼型和机翼设计方案，大大地提高了气动设计效率。”说起马涂亮，同事们纷纷竖起了大拇指。

    中青在线上海5月4日电