新中国在成立73周年之际，收获了一个“硬核生日礼物”：国产C919大型客机完成全部适航审定工作后获中国民用航空局颁发的型号合格证，将于2022年底交付首架飞机，标志着我国具备自主研制世界一流大型客机能力。
据新华社9月30日电 中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平30日上午在北京人民大会堂会见C919大型客机项目团队代表并参观项目成果展览，充分肯定C919大型客机研制任务取得的阶段性成就。
国产大飞机的研制背后，国内高校勇担科研重任。复旦大学航空航天系艾剑良教授、孙刚教授、杨爱明副教授课题组，光源与照明工程系林燕丹教授、孙耀杰教授，计算机科学技术学院杨卫东教授等参与研发14年，助力国产大飞机上天。
为大飞机建模、除冰……这个系与大飞机一同翱翔
复旦大学航空航天系艾剑良团队
“复旦航空航天系在某种程度上来说，就是伴随着国家航空事业的发展而发展起来，其中民用航空是最重要的一个部分。”
2008年5月11日，时任复旦航空航天系系主任的艾剑良到陆家嘴参加中国商用飞机有限责任公司成立大会。7月，艾剑良、孙刚、杨爱明等7位复旦航空航天系老师加入“大型客机联合工程队”，开展大型客机的总体方案、操纵稳定特性及飞行控制系统的论证工作，14年的漫漫攻关路由此开始。
艾剑良（左一）与C919大型客机总设计师吴光辉（右一）合影
“大型飞机在研制过程中，总体方案非常重要。一旦方案错了，也代表着努力的方向错了，再怎么努力也达不到好效果。”艾剑良团队负责《大型客机总体方案评估准则及建模》项目，以经济性、安全性、舒适性和环保性为指标，参考国内外文献，反复修改论证，耗时数年，对大型客机的总体方案评估准则进行了综合建模，并完成了相关软件的研制与开发，对大型客机C919的总体方案设计选型具有重要意义。
飞机在飞行过程中，在一定高度、一定条件下会产生结冰的现象。从飞机设计角度，一方面可以防冰，避免飞机结冰；另一方面则是除冰，在飞机结冰后清除。如果飞机防冰除冰不及时，会对飞行安全产生严重影响。
“通过我们的飞行动力学的建模，可以预测结冰，并对飞行员进行提醒。运用控制算法，保证除冰未完全完成情况下的飞行安全，让飞机在防冰、除冰两重保护下，加上‘容冰’的第三重防御。”艾剑良介绍。
基于此，艾剑良带领团队开展《基于参数映射的结冰在线识别技术及容冰保护与操稳特性研究》项目，开展了智能结冰保护原理、结冰保护系统的模块与逻辑设计、容冰保护重构方案的权衡研究。获取数据难度大，他们对算法进行了改进，巧妙利用风洞的数据替代。最终完成了基于参数映射的结冰参数识别理论方法及软件研发工作，并配合完成容冰保护控制律的设计，为C919结冰状态下的飞行安全提供了新的有效途径，并为后续型号的容冰控制系统的设计提供强大技术支撑。
2017年5月5日，艾剑良（左一）在C919首飞现场
2017年5月5日，上海浦东机场C919首飞现场，艾剑良仰望着大飞机起飞、降落的全程，心潮澎湃。此前的3月19-20日，艾剑良作为复旦大学专家代表，参加在上海进行的C919首飞技术评审会。他与来自中航工业、中国商飞、中国航发、北航、西工大等单位的63名院士和专家组成的评审委员会一致同意通过国产大型客机C919首飞技术评审，并提出建议，使C919向着首飞目标又迈出了坚实的一步。
2015年11月2日，艾剑良摄于C919总装下线现场
今年国庆前夕，艾剑良收获喜讯，他和航空战线的千万同仁14年来的心血付出，为祖国献上了最好的生日礼物。而艾剑良深知，“航空事业的未来永无止境，接下来还有更长的路要走。”C919的后续阶段，艾剑良将继续带领团队在技术上精益求精。就在今天接受采访前，国产C929大型客机负责人还与他沟通技术问题，邀请团队参与研发。它将比C919体量更大，研发难度升级，复旦人期待着贡献力量。
“我们复旦航空航天系将一如既往为祖国航空事业深研科技，输送人才，见证一架架国产大飞机翱翔天际。”艾剑良说。
学科交叉合作，“复旦光”照亮国产大飞机
复旦光源与照明工程系一直领先国内，而参与国产C919大型客机的研发，充分发挥了学科交叉的作用，让“复旦光”照亮了国产大飞机的航行路。
“国外的大型客机有自己的一套设计方法与设计基准，主要根据西方人种的身高、体重等各方面特征进行研究设计。我们的国产大飞机，要符合中国飞行员操作和驾驶的特点，要让中国人群为主的乘客达到最舒适的状态，这成为我们研究中的一个重点。”孙耀杰介绍。
2008年至2013年期间，光源与照明工程系孙耀杰、林燕丹分别作为课题负责人承担了“大客飞机客舱情景照明机理研究”“大客飞机驾驶舱照明人机工效研究”“照明系统验证、测试和试验技术研究”“大客飞机照明系统仿真技术研究”“照明测控与仿真系统研究”等多个大客飞机重大专项，探索大客飞机基于人机工效的驾驶舱安全照明、基于乘客舒适的情景照明及为大客飞机预研所使用的照明测控和仿真技术。
在光学楼的平台上，团队建造了飞机驾驶舱和客舱的模拟实验舱，对与飞行员驾驶、客舱乘客体验相关的照明控制，人的视觉反应、心理反应警觉等方面，进行长期实验。经常在暗室中封闭连续做实验一周多，一些视觉响应的实验针对人类的极限值，参试的复旦同学、外聘受试者和飞行员却不辞辛劳，直到得到最优化的参数设计和效果评判，为国产大飞机驾驶舱和客舱的设计标准贡献力量。
电光源楼的飞机模拟舱光环境验证平台/半物理仿真虚拟现实平台
2010年1月，“环境工效综合影响因素及机理”课题立项会议
2013年-2017年，在一项重大大型客机基础研究项目中，艾剑良担任其中一课题的负责人，林燕丹、孙耀杰担任子课题负责人，深入研究大客飞机驾驶舱的环境工效综合影响因素及机理。通过该课题的研究，将视觉通道作为作业绩效的主要考察对象，建立了光、声、振动因素的视觉工效综合模型和安全告警模型，为驾驶舱环境和告警的安全设计提供人机工效研究依据。
“复旦的光源照明研究以商业照明和工业照明为主，对于飞机这种非常特殊的环境下的照明和控制确实面临着很多的挑战。”孙耀杰说，“比如飞机飞行过程中穿越云层，阳光直射，遇到雷暴等极端天气，夜间航行，都对照明控制提出特殊要求，需要学科交叉合作。”
艾剑良、林燕丹随中国商飞研究团队到南航飞行员训练中心考察模型机
林燕丹、孙耀杰及团队成员，经常与航空航天系艾剑良沟通交流，了解飞机驾驶窗的光源深度、眩光、振动问题，完善大飞机驾驶舱内的光源设计与控制。林燕丹经常到各型号和不同航路的飞机跟飞考察、现场测试，还与艾剑良随中国商飞研究团队到南航飞行员训练中心考察模型机，亲身体验，完善各种发光部件的参数验证和设计研究。
2008-2010年期间，林燕丹到各型号和不同航路的飞机跟飞考察、现场测试，图为与时任南航总飞行师江平（右一）等飞行员的合影
2015-2021年期间，林燕丹与上飞院等单位合作，作为课题负责人承担了民机重大专项“民用客机机内照明系统人机工效技术研究”，针对民机型号特征，完成满足人机工效要求的机内（包括驾驶舱和客舱）照明系统需求研究、集成设计和综合验证，系统提出民机机内照明需求的定义，并形成规范的基于人因工程研究的民机机内照明综合评估规范和验证标准。
14年来，团队点亮国产大飞机之光，也培养了大批航空照明领域的骨干力量。林燕丹的研究生刘正权毕业后在商飞工作，C919试飞成功时，刘正权被授予二等功。孙耀杰的学生吴春泽读研期间参与相关项目，如今已成为上海飞机设计研究院的骨干力量；林燕丹的研究生翁梓馨、姬赜同学毕业后继续投身航空领域的科研研究。团队包括程雯婷、王玮、刘正权、吴春泽、杨彪、马磊、柴颖斌、胡文杰、董孟迪、刘弈宏、黄瑜、邱婧婧、周莉、宋俊、史晨阳、侯丹丹、翁梓馨、姬赜、李浩然、魏良状、徐伟、林彩鑫、章天驰、赵晨尧、付统业等大批研究生和工作人员参与了上述科研工作、作出贡献并获得了成长。目前，林燕丹团队还在继续承担国家相关项目，深入开展各舱室的光环境人因工程研究，继续为各个型号作出贡献。
大型民用客机研制周期长，高安全高复杂性系统难度大。复旦计算机科学技术学院杨卫东课题组结合学院数据库等学科方向，14多年来，针对大型客机的数据、大数据分析、航电系统工具和仿真测试等方面展开研究，系统仿真测试等的研究工作，一些工具应用于C919子系统取证阶段的仿真测试工具，发挥了积极作用。
目前，杨卫东教授团队继续承担国家相关项目，基于大数据和人工智能技术，联合国内民机主制造商、国内航空高校、航空公司等单位深入开展民用飞机持续适航辅助决策、健康管理等技术的研究，继续为国家民用飞机事业作出贡献。
大鹏一日同风起，扶摇直上九万里。国产大飞机的翱翔天际，离不开复旦科研团队14年的科技赋能。未来，他们还将继续助力，为国产大飞机描摹日月光华的绚烂。
C919：C919大型客机是我国首次按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式干线客机，于2007年立项，2017年首飞，2022年9月完成全部适航审定工作后获中国民用航空局颁发的型号合格证，将于2022年底交付首架飞机。C919大型客机研制成功，获得型号合格证，标志着我国具备自主研制世界一流大型客机能力，是我国大飞机事业发展的重要里程碑。15年来，我国成功探索出一条中国设计、系统集成、全球招标、逐步提升国产化的发展路子，培养出一支信念坚定、甘于奉献、勇于攻关、敢打硬仗、具有国际视野的大飞机人才队伍，取得了丰硕成果，积累了宝贵经验。
