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“冯如三号”团队:挑战极限的航空少年
发布日期:2022-05-02 13:43   来源:未知   阅读:

  “掉高30米,转速下降,缸温下降!”凌晨时分,随着周岳的高喊,“冯如三号”团队的指导老师全部从指挥帐篷里冲出来,有人跑到周岳身边,做好应急着陆的准备,也有人在飞机跑道边观察飞机的姿态。彼时,“冯如三号-70型”无人机已经在空中持续飞行了28个小时,根据此前的数据观测,飞机很有可能达到油量耗尽的状态,而一股强干扰气流的出现,让飞机高度和发动机转速急剧下降,“冯如三号”挑战世界纪录的征程,遭遇了危机。

  危机持续了生死时速般的1分钟,1分钟后,飞机的各项指标恢复了正常。周岳的一句“飞机状态正常”,让所有人都松了一口气。周岳这才发现,自己手脚冰凉,扶在鼠标上的手还在止不住地颤抖。

  危机解除,夜晚恢复了平静,“冯如三号”在深蓝的夜空中平稳飞行,周岳回到了她值班的岗位,不值班的同学把包裹飞机零件用的薄薄的塑料棉布往地上一铺,和衣而卧。不眠不休的30多个小时过后,一项新的世界纪录诞生——“冯如三号”不间断飞行30小时6分42秒,创造了25公斤至100公斤级油动无人机续航时间的世界纪录。

  这一天是2019年10月3日,距离北京航空航天大学“冯如三号”团队成立仅仅一年。创造纪录的,是20多位平均年龄不到20岁的大学生。加入团队时,他们有的刚入学,有的读大二,对打造一架无人机的知识储备基本为零。经过一年的理论学习、反复试验,他们做到了让一年前的自己都难以置信的事。

  创纪录那天,“冯如三号”团队队长张益铨没有参加庆功会。从2019年暑假就开始连轴转的团队,到10月2日正式挑战世界纪录时已经相当疲惫。起飞当天,身为队长的张益铨几乎一夜没睡。飞机平稳降落后,他就感觉身体不太舒服,但因为太高兴了,他没怎么当回事。不过高兴劲儿还没过,他就因为发烧被送进了医院。“可能是因为压力终于卸掉了,如释重负。”张益铨说。

  但刚卸掉没多久的压力,很快又回来了——2020年年初,团队招新、对无人机的研发等工作扑面而来。暑假之后,张益铨升入大四,修完课程的他来到位于河南的试验基地,跟随老师和另一位同学进行新型飞机动力系统的改进试验,“冯如三号”开始向新目标大举进发。

  在数百公里外的北京,其他队员也在紧锣密鼓地为新的飞行试验做着准备。在首次冲击世界纪录的飞行中,林招如是油路组的组员,学习零部件设计、对飞机的供油系统进行研制和装配。有了较多经验后,他在2020年下半年承担起飞机优化设计的工作,“这就要画复杂的全机设计方案,需要的知识储备、花费的时间都更多了,加班是家常便饭。”

  读大二时,林招如在两三天内就读完了“歼-10之父”宋文骢的传记。“那个学期课业压力特别大,能抽出来的时间很少。但是宋院士的故事太吸引人了,我看得津津有味。”对于宋文骢在抗美援朝战场上修理飞机,到哈尔滨军事工程学院学习,再到研制歼-7C、歼-10飞机的种种经历,林招如如数家珍,就连他的微信头像,都是宋文骢主持设计的战斗机。“想向前辈的研究高度靠拢,就必须不停地努力。”

  张益铨、林招如这样的“老队员”,给团队新成员留下的印象是“极为严谨、极为负责”。冯嘉瑞2019年考入北航,在加入“冯如三号”团队后,他被许多小细节所震撼。“学长们手中操作的,不仅是一架飞机,更像一件工艺品。就连螺旋桨和发动机连接处的螺栓要拧多大的扭矩,他们都有明确的标准。”

  一丝不苟来自经验的总结。在“冯如三号-70型”无人机研发过程中,林招如所在的油路组要在每次试飞前给飞机安装油箱。一次试飞前,指导老师检查油箱时,一摸连接油箱和飞机的扎带,就立即取消了试飞。因为无人机机身狭窄,只有几处很小的开口,光是把手伸进去就十分勉强,安装时根本看不到飞机里面的情况,只能盲扎扎带,所以不小心把扎带扎扭了。“把扎带扎上就要费很大的力气,所以此前我们根本没考虑到扎带扭没扭的问题。”经过老师的提示,林招如才知道,飞机装配就像做外科手术,一毫一厘都错不得。从那以后,每次油箱拆装的过程中,他所在的小组成员每人负责一部分扎带,反复练习,达到了把扎带穿得又快又好的程度。

  李沛杉是被宿舍楼下的那架大飞机吸引的。飞机是“冯如三号-70型”无人机。“这架飞机就是大我一届、两届的学兄学姐研发的,他们也太厉害了!”大一寒假看到“冯如三号”团队招新的通知,她毫不犹豫地报了名。

  通过选拔开始参与学习和工作后,李沛杉对“团队”这个概念有了全新的理解。“一架无人机的设计研发不是一个人就能完成的,只有负责每一个环节的小组把自己的工作都完成好,飞机才能平稳运行。”

  在20多人的团队里,李沛杉是5位女生之一。这5个女孩都是飞机的忠实粉丝。在男生居多的团队里,她们“从来不认为女生干不了脏活儿、累活儿,该怎么干就怎么干”。2021年的寒假,团队集中在海南的试验基地进行各项研发和试验。在一次试飞的前一天晚上10点,李沛杉在机库里给飞机安装飞行控制系统。因为机身很低,她像对汽车底盘进行操作的汽修师一样,仰面躺在地上,摸起手边的工具,举着胳膊对正上方的飞机进行最后的装配。一位队友走过来,询问她需不需要帮忙。之后,这位队友就一直举着手电筒帮她照明,给她递工具,陪她一起把当晚的工作做完。“在‘冯如三号’团队,这样暖心的小细节可太多了。”李沛杉说。

  冯嘉瑞在团队的起降组。2020年暑假,他结束了一个学期的线上学习,第一次和团队一起来到试验基地。因为新型飞机要挑战更长航时,为了降低飞机重量、减小飞行过程中的阻力,需要摒弃传统轮式起落架滑跑起飞,采用车载起飞的方式。“当时国内外可以参考的相关经验都非常少,能找到的资料也很有限,只能自己一点点摸索,遇到的困难挺多的。”那段时间,冯嘉瑞和老师、队友每天都在一起讨论,迭代了多个方案。直到暑假即将结束时,团队在机场进行飞行试验。当起飞车把飞机送上蓝天的那一刻,冯嘉瑞感觉自己的心也和飞机一起飞上了天空。“试验非常成功,我之前想都不敢想,我们竟然成功地把这么大的一架飞机送上天空了。”

  试验的过程中,成功和失败总是交织而至。2021年寒假在海南的集中试飞中,团队经历了一次重大的挫折——一次目标80个小时的试飞,在第72小时发动机空中停车,飞机被迫降落。这是他们在海南最有希望实现80小时目标的一次飞行,然而希望突然落空了。装配一架飞机,需要整个团队大约10天的高强度工作,再经过反复调试,才能做好试飞准备。凝聚着大量心血的飞机损毁,全队20多人的一腔热血,一下降到了冰点。队员们把迫降下来的飞机推回机库,甚至有人抱在一起哭了。

  沮丧的情绪在团队里弥漫。回到住处,张益铨挨个和队友沟通,鼓舞士气,帮助大家调整心态,“如果在压力非常大的状态下,大家的工作效率不高,会很影响后续的试飞”。第二天,全体队员又重新回到各自的岗位上,“要抓紧装配新的飞机,这次一定要成功。”

  2021年春节,是队员们第一次没有回家的春节。除夕晚上,大家7点收工吃年夜饭。林招如在饭后给家里拨通了视频。在他的家乡重庆,全家人正聚在一起,热热闹闹地吃年夜饭,手机在家人的手里传了一圈后,他的视野又立即回到位于海南的试验基地——8点半,队员们又回到了机库。节庆的烟花爆竹声穿过墙壁,传进工作氛围十足的机库。当时针指向0点,队员们抬起头、鼓鼓掌,庆祝新春,接着就埋下头去,继续各自手头的事。“大年夜我们大约凌晨3点多回到住处。那段时间真的很辛苦,但收获特别多,解决了很多问题。”张益铨说。

  2021年5月,团队来到河南许昌。努力了一年多的成果——“冯如三号-100型”无人机,将在这里进行最终挑战。

  5月18日,飞机顺利起飞,根据气象预测,未来3天,飞行区域都不会有大风、降雨等极端天气。然而到了5月20日下午4点左右,天突然刮起了大风,阵风达到8至10级,周边地区开始降雨,就在距离飞机飞行区域10公里左右的地方,甚至出现了雷电和冰雹。

  冯嘉瑞是那天下午的值班人员之一。为了保障数据链路的通畅,监测点设在一个临时搭建的帐篷里。突如其来的大风把帐篷吹变了形,得要好几个人拉着,才没被大风卷走。他们插进土地10厘米深的标志旗,也被大风吹跑了好几面。“那时候真的紧张,特别害怕飞机无法面对这样的大风。”

  本来已经结束值班、回到宾馆的林招如,又赶回了基地。“飞机飞行姿态不太乐观,在大风中航行油耗巨大,有可能飞不到预期时长,甚至指不定哪阵风就把它刮下来了。我们好多人都回到基地,观测、记录、计算,预估飞机的飞行状态。”李沛杉值完自己的班次,在基地的一个临时棚子里休息了一会儿,出来就发现天气不对劲。一位女队友要值班到夜间,她既担心飞机的状态,也担心队友晚上值完班回宾馆不安全,就陪队友一起紧盯着飞机的状态,直到半夜12点过后,风才渐渐小了下来。

  第二天早上6点,风基本完全停了,飞机平稳地在头顶盘旋着。在临时搭建的棚子里一夜没睡踏实的张益铨松了口气,随之而来的是欣慰——无人机的抗风性得到了检验。

  持续飞行了80小时46分35秒,“冯如三号-100型”无人机刷新了由“冯如三号”团队自己保持的25公斤至100公斤级油动固定翼无人机续航时间世界纪录。2021年10月1日国庆节当天,国际航空联合会(FAI)正式认证了这一纪录,它成功超过了由美国极光飞行科学公司研发的“猎户座”2500-10000kg级油动固定翼无人机2014年创造的80小时2分52秒的世界纪录,跃居全世界油动固定翼无人机(重量等级无差别)续航时间的榜首。

  飞机平稳落地、确认安全后,“冯如三号”团队的队员们朝飞机飞跑过去,高高兴兴地把这架创纪录的“功臣”推回了机库。“那一刻就觉得,团队在这四年时间里经过的所有坎坷、挫折,熬过的夜、加过的班,都值了。”李沛杉说。

  林招如则心如平湖。“前期我们已经做了非常充足的准备,从太多失败里走出来,到了要冲击纪录的时候,其实已经胸有成竹。”而且飞机一落地,还没来得及兴奋,他就赶紧与现场全程观摩的国际观察员对接,开始紧张地准备纪录认证工作了。

  “冯如三号”的航线还在向更远的天空伸展。林招如给自己定的未来研究方向,是飞行器总体设计。“我希望在超长航时无人机方向深耕,目前的计划,是突破500个小时的续航时间。虽然这很难,需要飞机的每一个系统都达到极致。团队成员也一直关注超长续航无人机的实际应用前景。今年河南水灾期间,就有一架无人机从贵州起飞,到河南上空执行了5个小时的应急通信任务。如果未来无人机能达到更长的续航时间,无论在军用还是民用领域,都能发挥很大的作用。”

  100年前,中国航空之父冯如先生自主设计制造了“冯如一号”和“冯如二号”飞机,“冯如二号”打破了被欧美飞行家保持的飞行纪录。在2019年10月3日,“冯如三号”首次创造纪录的那天,天空中的云就像凤凰展翅一样,从空中俯视着机场上的少年们。“可能那是冯如老先生在天上注视着我们。”那一天,也是许多航空梦开始的时候。

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  “掉高30米,转速下降,缸温下降!”凌晨时分,随着周岳的高喊,“冯如三号”团队的指导老师全部从指挥帐篷里冲出来,有人跑到周岳身边,做好应急着陆的准备,也有人在飞机跑道边观察飞机的姿态。彼时,“冯如三号-70型”无人机已经在空中持续飞行了28个小时,根据此前的数据观测,飞机很有可能达到油量耗尽的状态,而一股强干扰气流的出现,让飞机高度和发动机转速急剧下降,“冯如三号”挑战世界纪录的征程,遭遇了危机。

  危机持续了生死时速般的1分钟,1分钟后,飞机的各项指标恢复了正常。周岳的一句“飞机状态正常”,让所有人都松了一口气。周岳这才发现,自己手脚冰凉,扶在鼠标上的手还在止不住地颤抖。

  危机解除,夜晚恢复了平静,“冯如三号”在深蓝的夜空中平稳飞行,周岳回到了她值班的岗位,不值班的同学把包裹飞机零件用的薄薄的塑料棉布往地上一铺,和衣而卧。不眠不休的30多个小时过后,一项新的世界纪录诞生——“冯如三号”不间断飞行30小时6分42秒,创造了25公斤至100公斤级油动无人机续航时间的世界纪录。

  这一天是2019年10月3日,距离北京航空航天大学“冯如三号”团队成立仅仅一年。创造纪录的,是20多位平均年龄不到20岁的大学生。加入团队时,他们有的刚入学,有的读大二,对打造一架无人机的知识储备基本为零。经过一年的理论学习、反复试验,他们做到了让一年前的自己都难以置信的事。

  创纪录那天,“冯如三号”团队队长张益铨没有参加庆功会。从2019年暑假就开始连轴转的团队,到10月2日正式挑战世界纪录时已经相当疲惫。起飞当天,身为队长的张益铨几乎一夜没睡。飞机平稳降落后,他就感觉身体不太舒服,但因为太高兴了,他没怎么当回事。不过高兴劲儿还没过,他就因为发烧被送进了医院。“可能是因为压力终于卸掉了,如释重负。”张益铨说。

  但刚卸掉没多久的压力,很快又回来了——2020年年初,团队招新、对无人机的研发等工作扑面而来。暑假之后,张益铨升入大四,修完课程的他来到位于河南的试验基地,跟随老师和另一位同学进行新型飞机动力系统的改进试验,“冯如三号”开始向新目标大举进发。

  在数百公里外的北京,其他队员也在紧锣密鼓地为新的飞行试验做着准备。在首次冲击世界纪录的飞行中,林招如是油路组的组员,学习零部件设计、对飞机的供油系统进行研制和装配。有了较多经验后,他在2020年下半年承担起飞机优化设计的工作,“这就要画复杂的全机设计方案,需要的知识储备、花费的时间都更多了,加班是家常便饭。”

  读大二时,林招如在两三天内就读完了“歼-10之父”宋文骢的传记。“那个学期课业压力特别大,能抽出来的时间很少。但是宋院士的故事太吸引人了,我看得津津有味。”对于宋文骢在抗美援朝战场上修理飞机,到哈尔滨军事工程学院学习,再到研制歼-7C、歼-10飞机的种种经历,林招如如数家珍,就连他的微信头像,都是宋文骢主持设计的战斗机。“想向前辈的研究高度靠拢,就必须不停地努力。”

  张益铨、林招如这样的“老队员”,给团队新成员留下的印象是“极为严谨、极为负责”。冯嘉瑞2019年考入北航,在加入“冯如三号”团队后,他被许多小细节所震撼。“学长们手中操作的,不仅是一架飞机,更像一件工艺品。就连螺旋桨和发动机连接处的螺栓要拧多大的扭矩,他们都有明确的标准。”

  一丝不苟来自经验的总结。在“冯如三号-70型”无人机研发过程中,林招如所在的油路组要在每次试飞前给飞机安装油箱。一次试飞前,指导老师检查油箱时,一摸连接油箱和飞机的扎带,就立即取消了试飞。因为无人机机身狭窄,只有几处很小的开口,光是把手伸进去就十分勉强,安装时根本看不到飞机里面的情况,只能盲扎扎带,所以不小心把扎带扎扭了。“把扎带扎上就要费很大的力气,所以此前我们根本没考虑到扎带扭没扭的问题。”经过老师的提示,林招如才知道,飞机装配就像做外科手术,一毫一厘都错不得。从那以后,每次油箱拆装的过程中,他所在的小组成员每人负责一部分扎带,反复练习,达到了把扎带穿得又快又好的程度。

  李沛杉是被宿舍楼下的那架大飞机吸引的。飞机是“冯如三号-70型”无人机。“这架飞机就是大我一届、两届的学兄学姐研发的,他们也太厉害了!”大一寒假看到“冯如三号”团队招新的通知,她毫不犹豫地报了名。

  通过选拔开始参与学习和工作后,李沛杉对“团队”这个概念有了全新的理解。“一架无人机的设计研发不是一个人就能完成的,只有负责每一个环节的小组把自己的工作都完成好,飞机才能平稳运行。”

  在20多人的团队里,李沛杉是5位女生之一。这5个女孩都是飞机的忠实粉丝。在男生居多的团队里,她们“从来不认为女生干不了脏活儿、累活儿,该怎么干就怎么干”。2021年的寒假,团队集中在海南的试验基地进行各项研发和试验。在一次试飞的前一天晚上10点,李沛杉在机库里给飞机安装飞行控制系统。因为机身很低,她像对汽车底盘进行操作的汽修师一样,仰面躺在地上,摸起手边的工具,举着胳膊对正上方的飞机进行最后的装配。一位队友走过来,询问她需不需要帮忙。之后,这位队友就一直举着手电筒帮她照明,给她递工具,陪她一起把当晚的工作做完。“在‘冯如三号’团队,这样暖心的小细节可太多了。”李沛杉说。

  冯嘉瑞在团队的起降组。2020年暑假,他结束了一个学期的线上学习,第一次和团队一起来到试验基地。因为新型飞机要挑战更长航时,为了降低飞机重量、减小飞行过程中的阻力,需要摒弃传统轮式起落架滑跑起飞,采用车载起飞的方式。“当时国内外可以参考的相关经验都非常少,能找到的资料也很有限,只能自己一点点摸索,遇到的困难挺多的。”那段时间,冯嘉瑞和老师、队友每天都在一起讨论,迭代了多个方案。直到暑假即将结束时,团队在机场进行飞行试验。当起飞车把飞机送上蓝天的那一刻,冯嘉瑞感觉自己的心也和飞机一起飞上了天空。“试验非常成功,我之前想都不敢想,我们竟然成功地把这么大的一架飞机送上天空了。”

  试验的过程中,成功和失败总是交织而至。2021年寒假在海南的集中试飞中,团队经历了一次重大的挫折——一次目标80个小时的试飞,在第72小时发动机空中停车,飞机被迫降落。这是他们在海南最有希望实现80小时目标的一次飞行,然而希望突然落空了。装配一架飞机,需要整个团队大约10天的高强度工作,再经过反复调试,才能做好试飞准备。凝聚着大量心血的飞机损毁,全队20多人的一腔热血,一下降到了冰点。队员们把迫降下来的飞机推回机库,甚至有人抱在一起哭了。

  沮丧的情绪在团队里弥漫。回到住处,张益铨挨个和队友沟通,鼓舞士气,帮助大家调整心态,“如果在压力非常大的状态下,大家的工作效率不高,会很影响后续的试飞”。第二天,全体队员又重新回到各自的岗位上,“要抓紧装配新的飞机,这次一定要成功。”

  2021年春节,是队员们第一次没有回家的春节。除夕晚上,大家7点收工吃年夜饭。林招如在饭后给家里拨通了视频。在他的家乡重庆,全家人正聚在一起,热热闹闹地吃年夜饭,手机在家人的手里传了一圈后,他的视野又立即回到位于海南的试验基地——8点半,队员们又回到了机库。节庆的烟花爆竹声穿过墙壁,传进工作氛围十足的机库。当时针指向0点,队员们抬起头、鼓鼓掌,庆祝新春,接着就埋下头去,继续各自手头的事。“大年夜我们大约凌晨3点多回到住处。那段时间真的很辛苦,但收获特别多,解决了很多问题。”张益铨说。

  2021年5月,团队来到河南许昌。努力了一年多的成果——“冯如三号-100型”无人机,将在这里进行最终挑战。

  5月18日,飞机顺利起飞,根据气象预测,未来3天,飞行区域都不会有大风、降雨等极端天气。然而到了5月20日下午4点左右,天突然刮起了大风,阵风达到8至10级,周边地区开始降雨,就在距离飞机飞行区域10公里左右的地方,甚至出现了雷电和冰雹。

  冯嘉瑞是那天下午的值班人员之一。为了保障数据链路的通畅,监测点设在一个临时搭建的帐篷里。突如其来的大风把帐篷吹变了形,得要好几个人拉着,才没被大风卷走。他们插进土地10厘米深的标志旗,也被大风吹跑了好几面。“那时候真的紧张,特别害怕飞机无法面对这样的大风。”

  本来已经结束值班、回到宾馆的林招如,又赶回了基地。“飞机飞行姿态不太乐观,在大风中航行油耗巨大,有可能飞不到预期时长,甚至指不定哪阵风就把它刮下来了。我们好多人都回到基地,观测、记录、计算,预估飞机的飞行状态。”李沛杉值完自己的班次,在基地的一个临时棚子里休息了一会儿,出来就发现天气不对劲。一位女队友要值班到夜间,她既担心飞机的状态,也担心队友晚上值完班回宾馆不安全,就陪队友一起紧盯着飞机的状态,直到半夜12点过后,风才渐渐小了下来。

  第二天早上6点,风基本完全停了,飞机平稳地在头顶盘旋着。在临时搭建的棚子里一夜没睡踏实的张益铨松了口气,随之而来的是欣慰——无人机的抗风性得到了检验。

  持续飞行了80小时46分35秒,“冯如三号-100型”无人机刷新了由“冯如三号”团队自己保持的25公斤至100公斤级油动固定翼无人机续航时间世界纪录。2021年10月1日国庆节当天,国际航空联合会(FAI)正式认证了这一纪录,它成功超过了由美国极光飞行科学公司研发的“猎户座”2500-10000kg级油动固定翼无人机2014年创造的80小时2分52秒的世界纪录,跃居全世界油动固定翼无人机(重量等级无差别)续航时间的榜首。

  飞机平稳落地、确认安全后,“冯如三号”团队的队员们朝飞机飞跑过去,高高兴兴地把这架创纪录的“功臣”推回了机库。“那一刻就觉得,团队在这四年时间里经过的所有坎坷、挫折,熬过的夜、加过的班,都值了。”李沛杉说。

  林招如则心如平湖。“前期我们已经做了非常充足的准备,从太多失败里走出来,到了要冲击纪录的时候,其实已经胸有成竹。”而且飞机一落地,还没来得及兴奋,他就赶紧与现场全程观摩的国际观察员对接,开始紧张地准备纪录认证工作了。

  “冯如三号”的航线还在向更远的天空伸展。林招如给自己定的未来研究方向,是飞行器总体设计。“我希望在超长航时无人机方向深耕,目前的计划,是突破500个小时的续航时间。虽然这很难,需要飞机的每一个系统都达到极致。团队成员也一直关注超长续航无人机的实际应用前景。今年河南水灾期间,就有一架无人机从贵州起飞,到河南上空执行了5个小时的应急通信任务。如果未来无人机能达到更长的续航时间,无论在军用还是民用领域,都能发挥很大的作用。”

  100年前,中国航空之父冯如先生自主设计制造了“冯如一号”和“冯如二号”飞机,“冯如二号”打破了被欧美飞行家保持的飞行纪录。在2019年10月3日,“冯如三号”首次创造纪录的那天,天空中的云就像凤凰展翅一样,从空中俯视着机场上的少年们。“可能那是冯如老先生在天上注视着我们。”那一天,也是许多航空梦开始的时候。

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