人物

【总师风采】C919大型客机副总设计师周贵荣:打造C919飞机的“最强大脑”

2017-08-09 10:22 来源:大飞机报

  如果将发动机比作飞机的“心脏”,那么航电系统则称得上是飞机的“大脑和中枢神经系统”,其性能直接影响飞机的自动化和智能化水平,对飞机的安全性、经济性、舒适性等有重要的影响。正因为航电系统的特殊地位,当今主流飞机制造商都将航电系统集成与验证相关技术列为核心关键技术。在C919项目之前,放眼全球,具备大型民用飞机航电系统集成能力的主制造商只有空客和波音两家,其难度和挑战可想而知。

  作为C919大型客机主管航电系统的副总设计师,周贵荣(图右)带领着团队,坚定地选择自主设计的模式,通过自己的研发与设计,为C919打造“最强大脑”。

  沿用以往模式还是自主设计?

  尽管在C919之前,周贵荣也曾参与过多个国家重点型号的研制,但谈及C919航电系统的设计与集成,周贵荣坦言,在项目研制过程中,他感受到了空前的压力。

  “我们最艰难的抉择就是——航电系统究竟是跟过去一样,由供应商集成交付,还是由中国商飞自己承担设计与集成工作?如果沿用以往的模式,采用供应商成套的成熟产品,那么项目研制的技术难度和风险会小很多,项目研制团队的压力也会小很多。但作为主制造商,我们将会失去对全系统研制过程的掌握和未来后续全机系统升级的主动权。如果选择自行设计与集成,难度将是空前的。”

  周贵荣回忆说:“如果我们退缩,中国商飞将永远不可能成为像波音、空客那样一流的民机制造商。另一方面,长期以来,航电系统一直是我国民机产业的短板,如果C919迈出自主设计这一步,就意味着可以在这个项目的带动下,全面提升我国民机航电系统的总体设计能力和综合集成能力,建立起我国民机航电系统研发流程,带动国内机载系统相关产业的发展。从这个角度来看,C919并不是一个单纯的飞机项目,它和ARJ21一样,都肩负着带动产业发展的重任。因此,我们必须迈出这一步,没有退路!”

  从千头万绪中理出思路

  在现代飞机的系统框架中,航电系统承担了全机数据交换中心的功能。C919航电系统典型状态就涉及1000多个部件,几万条需求,这些部件之间又涉及大量的功能交互、逻辑控制和接口。对于从未涉足过如此复杂系统集成工作的中国商飞来说,如何在千头万绪中理出思路,这是航电系统研发团队首先要解决的难题。

  对此,周贵荣表示:“项目伊始,我们无论是技术储备还是人才队伍,可以说基本上是一片空白。我们要站在主制造商的层面,对航电系统各级供应商提出规范和要求,供应商按照我们的要求生产相应的产品。之后,作为主制造商,我们还要确保各个工作包提交的子系统或设备之间能够无缝集成,确保功能性能及接口协调匹配,并通过各项验证测试确保符合适航要求。这个过程无疑是一个庞大的系统工程。”

  为此,周贵荣带领的航电系统研发团队在项目研制初期就规划成立了机载软件开发研究室。通过几年努力,上飞院航电部机载软件室在2013年通过了CMMI III级(软件能力成熟度集成模型)软件国际认证,这是国内机载系统软件第一次通过这项认证。

  除了软件系统之外,另一个研发路上的“拦路虎”则是如何自主建立航电系统综合试验室。飞机级综合试验室属于高度机密,主制造商不仅从不对外展示,就连文献中都鲜有提及。对于周贵荣带领的团队来说,除了摸索前进,别无他路。这些对于我们来说,都是第一次,都是从零起步。”

  经过几年的艰苦研制,周贵荣带领他的团队,以“蚂蚁啃大象”的精神,完成了C919大型客机航电系统集成验证平台构建工作。这一平台是迄今为止我国唯一一套具有高可靠性、高智能化、高实时性的民机航电系统集成验证平台,达到了国际民用飞机航电系统集成验证领域的先进水平。

  9年研制收获多

  C919采用的综合模块化航电平台(IMA)是一个开放架构的通用机载计算平台,也是当今航电系统解决方案中最先进的技术,被誉为飞机的“最强大脑”。在这个强大平台的背后,有国内9家供应商提供的几百项产品,这些企业都是第一次承担民机复杂电子硬件与软件的开发验证工作。通过C919项目的带动,国内机载航电系统供应商的能力也有了显著提升。

  回忆过去几年与国内供应商一起攻坚克难的时光,周贵荣感慨良多。“记得在几个分系统研制过程中,有一些供应商因为种种原因中途退出竞标。面对这些困难,我们与国内研制单位一起调整计划,集智攻关,坚持进度不退、性能不降,最终确保了型号系统的完整,牢牢掌握了项目研制的主动权。”

  2017年5月5日,当C919完成首飞落地的那一刻,在监控指挥大厅全程实时监测飞机状态的周贵荣高兴地笑了。C919首飞成功意味着为大飞机“量身定制”的航电系统通过了第一次,也是最关键的一次测试。而为了保证首飞的顺利进行,周贵荣和他的团队在项目研制过程中采用了很多新的试验技术和试验手段。

  周贵荣介绍说:“C919首飞之前,需要完成各系统变更后的两轮航电系统及航电与全机各系统的综合试验。只有保证飞机上与航电系统交连的近百万条信息能够实时高速传输,才能确保飞机的正常飞行和安全。要对如此庞大而又复杂的系统进行管理,通过人工是无法实现的,必须采用自动化的手段工具实现。”

  为此,项目团队开展了需求管理系统研发,建立了全航电系统级到各分系统的需求,厘清了追溯关系。通过关键技术攻关,采用多项国际上最先进的技术,建立了航电核心系统级、航电系统级、航电系统与飞机系统之间不同层级的综合试验环境,在非相似环境中隔离、定位、验证各项功能和复杂疑难问题。还建立了问题报告系统,对于试验过程中发现的每一个问题,进行严格的追溯性管理。建立了试验构型管理机制及体系,对于试验过程中发现的每一个问题,进行详细的精确管理,确保高质量地解决各项问题。此外,还自主开发了不同层级的仿真及测试工具环境,有力地支持了航电系统及各相关飞机系统的机上综合试验及问题排故定位。这些在飞机后期设计及试验排故中都发挥了重要作用。

  谈及这么多年研制C919项目的经历,周贵荣表示:“9年多的研制历程虽然艰辛,但收获也很多,让我感触最深的就是通过ARJ21和C919这两个项目,我们建立起一支民机航电系统研发队伍,实现了国内机载航电系统核心能力的建立和提升,实现了航电系统总体自主可控能力的提升。” 李琰摄

查看余下全文