王吉東：不滅的航空夢(mèng)

范燕燕

無人駕駛飛機(jī)，被稱為“現(xiàn)代空中機(jī)器人”，它的出現(xiàn)，不但顛覆了飛行駕駛的原有觀念，同時(shí)也使航空科技創(chuàng)新進(jìn)入了一個(gè)新紀(jì)元。

根據(jù)保守估計(jì)，截止到2022年，中國的軍用和民用無人機(jī)需求總額將超過134億美元。由此可見，中國作為無人機(jī)的最大消費(fèi)者之一，未來市場(chǎng)容量及應(yīng)用前景十分可觀。在科技創(chuàng)新的浪潮下，無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展正在吸引著世界的目光。

在中國北京，也有這么一位科學(xué)家，長期投身于中國無人直升機(jī)的研制工作，一直企望著中國航空科技能夠借無人機(jī)這一契機(jī)，趕上世界航空科技的前沿。他就是王吉東，高級(jí)工程師，北京航空航天大學(xué)航空科學(xué)與工程學(xué)院直升機(jī)所副所長。

投身無人直升機(jī)，緣來已久

時(shí)光追溯到30年前，那時(shí)候的王吉東被康德的《星云假說》、恩里科·費(fèi)米的《原子在我家中：我與恩里科·費(fèi)米的生活》、愛因斯坦的《相對(duì)論》吸引，對(duì)理論物理產(chǎn)生了濃厚的興趣，甚至已達(dá)到了癡迷的程度。上大學(xué)時(shí)，他本著既能把自己所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行應(yīng)用，又能給社會(huì)做出直接貢獻(xiàn)的初衷，選擇了北京航空航天大學(xué)的飛行器設(shè)計(jì)專業(yè)進(jìn)行學(xué)習(xí)。進(jìn)入北航之后，王吉東積極投入到學(xué)校舉辦的各種關(guān)于飛機(jī)的科技活動(dòng)中，他利用業(yè)余時(shí)間制作了模型飛機(jī)的投彈裝置，參加了兩個(gè)學(xué)期的超輕型飛機(jī)實(shí)踐課，并在蜜蜂11的機(jī)翼靜力試驗(yàn)中展現(xiàn)了突出的組織能力。在大三的時(shí)候，王吉東敏銳察覺到計(jì)算機(jī)對(duì)科技的巨大作用，因此輔修了北航計(jì)算機(jī)專業(yè)的課程。這一切，都為他今后留校參與無人駕駛直升機(jī)的研制工作奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

人類對(duì)無人機(jī)的研制歷史悠久，而中國對(duì)無人駕駛直升機(jī)的研制可能要追溯到1979年的中越戰(zhàn)爭時(shí)期。當(dāng)時(shí)山區(qū)作戰(zhàn)易守難攻，越南士兵以山作為掩體，我方的大炮打過去之后，并不能確定能否擊中。這時(shí)，中國軍方就提出：能否研制一個(gè)設(shè)備飛到天空中來監(jiān)測(cè)炮打的準(zhǔn)確與否，而這個(gè)艱巨任務(wù)就落到了北航的手中。立足于國際大環(huán)境并基于之前國內(nèi)的研究基礎(chǔ)，北航的專家們清晰地認(rèn)識(shí)到無人直升機(jī)的研制是未來科技的方向所在。北航在上世紀(jì)60年代曾研制過“北京十號(hào)”單人共軸直升機(jī)，在此基礎(chǔ)上，北京航空航天大學(xué)提出了共軸無人機(jī)研制項(xiàng)目，并在1992年正式立項(xiàng)。當(dāng)時(shí)，恰逢王吉東大學(xué)畢業(yè)，對(duì)無人機(jī)研制的興趣與渴望，讓他毅然決然的選擇了留校參與共軸無人直升機(jī)的研制。

王吉東最初承擔(dān)的任務(wù)是設(shè)計(jì)直升機(jī)旋翼的槳轂，因?yàn)橐郧皼]學(xué)過直升機(jī)，幾乎從零開始。為了完成任務(wù)，王吉東找了大量有關(guān)直升機(jī)的書籍，不分晝夜地讀了起來，加上單位一些老同志的幫助，最終出色地完成了任務(wù)。完成了槳轂設(shè)計(jì)后，王吉東又承擔(dān)了復(fù)合材料槳葉的設(shè)計(jì)。這一任務(wù)對(duì)于一個(gè)剛工作半年的年輕人來說，相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性。王吉東沒有退縮，他搜集北航圖書館所有有關(guān)直升機(jī)槳葉設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)，系統(tǒng)進(jìn)行了研究，同時(shí)又找來米里的《直升機(jī)設(shè)計(jì)與計(jì)算》和約翰遜的《直升機(jī)理論》進(jìn)行了深入閱讀。為了更好的完成這一任務(wù)，王吉東還發(fā)揮了在計(jì)算機(jī)方面的特長，充分利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（cAD）技術(shù)，率先在單位推廣計(jì)算機(jī)制圖和設(shè)計(jì)。經(jīng)過近1年的努力，王吉東終于完成了包括復(fù)合材料槳葉結(jié)構(gòu)和模具的設(shè)計(jì)任務(wù)。隨后，王吉東又緊鑼密鼓地參與到直升機(jī)零部件強(qiáng)度試驗(yàn)，槳葉模態(tài)試驗(yàn)以及動(dòng)部件旋翼塔試驗(yàn)工作中，并在直升機(jī)動(dòng)力學(xué)老專家張曉谷的指導(dǎo)下，發(fā)現(xiàn)并解決了一個(gè)類似直升機(jī)“地面共振”的動(dòng)力學(xué)問題。1995年6月，北航研制的共軸直升機(jī)成功實(shí)現(xiàn)了系留飛行，9月又成功實(shí)現(xiàn)了首飛。從開始設(shè)計(jì)到成功首飛，總共用了不到3年時(shí)間。從此，中國有了自己的共軸直升機(jī)。王吉東在其中做出了重要的貢獻(xiàn)。

經(jīng)過長期艱苦的工作，北航的共軸無人直升機(jī)在2001年實(shí)現(xiàn)了海拔3000米飛行測(cè)試，2005年實(shí)現(xiàn)了50公里自主往返飛行試驗(yàn)。這些試驗(yàn)成果，都創(chuàng)造了中國無人直升機(jī)多項(xiàng)飛行記錄。展望未來信心滿懷

星云浩瀚、蔚藍(lán)無際，人類對(duì)藍(lán)天的向往可能要追溯到幾百年前。也許誰都不會(huì)想到，在21世紀(jì)的今天，科技能進(jìn)步得如此迅速。在二十余年的共軸無人直升機(jī)的研制過程中，王吉東對(duì)科技進(jìn)步有著切身的感受。從開始研制共軸無人直升機(jī)，他就一直想象著能有一天，敲一下鍵盤回車鍵，無人直升機(jī)就能自己飛到天安門上空轉(zhuǎn)一圈然后回來，平穩(wěn)地降落在試驗(yàn)場(chǎng)。目前，這一技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了。而在他的腦海里，一幅更宏大的未來無人直升機(jī)技術(shù)發(fā)展藍(lán)圖已經(jīng)浮現(xiàn)，現(xiàn)在，他也正在朝著這個(gè)方向不懈努力著。

王吉東認(rèn)為：雖然航空工程對(duì)于美國來說已經(jīng)不被看成高科技產(chǎn)業(yè)，但對(duì)于中國來說卻仍有很大的發(fā)展空間。在中國，航空器的普及應(yīng)用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒到美國的程度。但中國航空產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，不能簡單照搬美國，如何在這個(gè)領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，才是我們真正要做的事情。當(dāng)前，應(yīng)該趕緊抓住電子技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的最新成果，與航空器緊密結(jié)合，研制出新一代高度智能的無人飛行器系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)中國航空產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。如果成功實(shí)現(xiàn)這個(gè)跨越，中國的航空產(chǎn)業(yè)必將像高鐵一樣，超過美國，成為又一項(xiàng)引領(lǐng)世界前沿的高新產(chǎn)業(yè)。

在王吉東的眼中，無人飛行器的實(shí)現(xiàn)相較于無人汽車來說更容易。一般來講，無人汽車和無人飛行器一樣主要依靠車內(nèi)的以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為主的智能駕駛儀來實(shí)現(xiàn)無人駕駛。但無人汽車面對(duì)的路況有時(shí)極為復(fù)雜，有很多情況都無法預(yù)知。但在空中，情況就簡單許多，借助新一代空管系統(tǒng)，空管部門可以把可用飛行航路設(shè)計(jì)成電子走廊，這些電子走廊儲(chǔ)存在每一架無人飛行器里面。當(dāng)無人機(jī)飛行時(shí)，只能在電子走廊里飛行，如果超越，飛控系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，并自動(dòng)控制飛行器返回到正確航線上。這種無形的電子航線系統(tǒng)，既保證了飛行器的安全，又實(shí)現(xiàn)了飛行器的有效管理，一旦研制成功，必定會(huì)徹底改變?nèi)祟愇磥淼目罩薪煌ǚ绞健?/p>

而想要實(shí)現(xiàn)這個(gè)美麗藍(lán)圖，王吉東和他的研究伙伴們所要做的工作還很多，包括促進(jìn)智能空中交通網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，針對(duì)航空設(shè)立專用無線網(wǎng)絡(luò)等。可以預(yù)見，航空工程想要實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。二十余年在高等學(xué)府的漫漫科研路，王吉東對(duì)國內(nèi)的科研教育體制有著深切的認(rèn)識(shí)和體會(huì)。由于經(jīng)常去美國高校進(jìn)行交流，王吉東對(duì)美國的高等教育和科研情況也比較了解。“美國的高等院校比較重視基礎(chǔ)研究，工程研究技術(shù)往往是大公司在做。而中國不同，中國整個(gè)工業(yè)體系還比較落后，高校反倒能夠較早接觸到一些先進(jìn)的理念和技術(shù)。所以，一些新的工程項(xiàng)目往往在高校先搞了起來，然后推廣到其它企業(yè)、研究所。國家應(yīng)充分利用好這一特點(diǎn)，制定針對(duì)性的政策，促進(jìn)這些成果盡快轉(zhuǎn)化成成熟產(chǎn)業(yè)。另外，國家應(yīng)該加大對(duì)高校教師的投入，讓教書育人的老師能安心工作，專心培養(yǎng)高水平的人才。這樣，我們國家高科技產(chǎn)業(yè)才能有希望。”

近幾年來，王吉東又先后承擔(dān)了某中型無人直升機(jī)技術(shù)、國家“863”計(jì)劃“某型空間站飛控導(dǎo)航與自主任務(wù)規(guī)劃技術(shù)”研究等，最近又一直在為系統(tǒng)性的通用飛機(jī)和無人機(jī)產(chǎn)業(yè)在奔忙。在他心中，一直憧憬著做大、做強(qiáng)中國航空產(chǎn)業(yè)的那一天。