一梦五十年，国产大飞机终于迎来黎明时刻。

       作为我国首款完全按照国际先进适航标准研制的单通道大型干线客机，C919飞机性能与国际新一代主流单通道客机相当。数据显示，截至当前，C919的国内外客户达28家，订单总数高达1015架。

       中国飞机史上，大飞机重大专项一直是党中央、国务院建设创新型国家和提高我国自主创新能力及增强国家核心竞争力的重大战略决策，也是《国家中长期科学与技术发展规划纲要（2006-2020）》确定的16个重大专项之一。为了让中国的大飞机飞上蓝天，半个多世纪以来，无数科研团队为之倾尽汗水和智慧，航空工业合肥航太电物理技术有限公司（以下简称航太）总工程师段泽民和他所在的团队就是其中之一。

       第一个“吃螃蟹”的人

       如鸟儿一样，在蓝天白云中自由徜徉，是中国人几千年来不变的梦想。飞机的发明在一定程度上改变了20世纪的人类历史。飞机，不仅成为了现代社会人类主要的交通方式之一，更成为了人类在空中飞翔的梦想实现工具。飞机产业的发展，是国家实力的象征，也是推动经济与科技进步的重要力量。

       然而，要让一个动辄上百吨的庞然大物飞上天空，这背后的困难实在难以想象，雷电防护技术就是其中最难啃的“硬骨头”之一。数据显示，全球平均每天约发生800万次雷电，每秒就有近100次闪电。统计表明，一架固定航线的飞机平均每年要遭受一次雷击，由此导致的飞行事故，国际上发生过很多。正因如此，欧美国家在20世纪60年代就开始研究飞机的雷电防护。而直到20世纪90年代，我国在飞机雷电防护领域的研究几乎都是一片空白。

       1992年，正在承担某重点型号研制的一家研究所，在全国范围内寻找能够为飞机部件进行雷电防护试验研究的单位。机缘巧合之下，他们找到了段泽民当时所在的中国科学院等离子体物理研究所。

       在此之前，段泽民一直从事有关强脉冲功率的课题研究，重点就是研究如何产生时间很短的强脉冲电流，这与飞机的雷电防护所涉及的原理和知识有点像，正如段泽民所言，“就是考虑如何再把产生的强电流作用到飞机上，还能让它没事儿”。基于此，段泽民和他的同事接下了差事，临时拼凑起了一间简陋的实验室，再添置一些设备，就这样闭关干了40多天，我国历史上首次飞机雷电防护试验居然就这么完成了。

虽然基于有限的技术条件，当时的试验也仅限于做个机头雷达罩等简单的防护，整机试验无从谈起，但也正是通过这次项目，让段泽民发现了我国在飞机雷电防护试验方面的需求与几乎空白的技术领域。尤其在与国内外相关专业接触后，美国同行的一句话，更是坚定了他与雷电“打交道”的决心，“中国要独立发展航空，飞机雷电防护技术根本绕不开，迟早的事”。

       当今世界，能够独立制造飞机的国家屈指可数。为了推动这一自主研发的远大目标，1995年7月，段泽民毅然选择了“出走”，离开了“铁饭碗”——中科院等离子所，创立了我国最早开展飞机雷电防护试验研究的单位，成为了我国飞机雷电防护领域第一个“吃螃蟹”的人。

       但这条路注定充满了未知与艰辛，首先就是经费问题。自立门户之后处处都要花钱。为了节省经费，他们最初的实验室十分简陋，位于合肥市宁国路上一栋小楼房的三层，大约200平方米，第一层是印刷厂，第二层是歌舞厅。由于飞机雷电防护试验声音与雷电相似，每次“轰”一声巨响后，楼下热闹的歌舞厅都会霎时安静下来。 “太吓人了！ ”歌厅老板常常无可奈何地找上来，“老哥，可能轻点？ ”

       当时，我国航空业雷电防护试验还是一片空白，为了让客户知道雷电防护的重要性，段泽民四处奔走。只要有一丝希望，他就直接上门，也不管对方是谁。这样的结果就是几年之后，基本国内做飞机的都知道，“有个姓段的，在搞飞机雷电防护”。

       就这样一边拼命奔走、一边甚至用副业支撑研究经费的过程中，段泽民终于等来了转机。2000年开始，国家陆续上了很多新项目、新课题，加之国际上飞机适航标准越来越严格，飞机雷电防护的必要性愈加凸显，而当时国内有能力揽下这个活儿的，只有航太一家。就这样，段泽民带着团队接触到了越来越多的项目，实验室的技术能力也不断随之提升。

       “空警-2000”是当时中国自主研制的大型、全天候、多传感器空中预警与指挥控制飞机，它的成功研制和部署使用，对于促进人民空军从“国土防空”向“攻防兼备”转变具有里程碑意义。2001年，为“空警-2000”开发研制主要雷达系统的南京14所找到段泽民，讨论雷电防护试验的事宜。这样的机会对于段泽民团队来说显然十分难得，然而，当时团队200平方米的试验场地显然无法满足试验要求——“空警-2000”的碟形天线大概全长13米，高度将近3米，而航太的试验场地本身空间不大，试验装置又要占掉一多半的地方。究竟该如何是好？

       凭借对未来市场的敏锐洞察，段泽民短时间内作出了一个大胆的决定——立即买地开始建设新的场地。在别人眼中认为天方夜谭的行为，段泽民却说干就干，迅速带领团队完成了实验室的选址、买地、搬迁、扩张，并且在实验室建设一半时就用大卡车拉着试验件进场，一边做实验、一边盖房子。

       后来，新建筑拔地而起，“空警-2000”雷电防护试验圆满完成。在这过程中，航太也发展成为了中国飞机雷电防护和试验能力的标杆，承担起了“新舟”60飞机、ARJ21飞机、AC313直升机等多种型号军民用飞机的雷电关键技术研究。尤其在为ARJ21飞机开展雷电防护适航取证试验中，实验室的技术能力获得了美国联邦航空局的认可，并在中法合作的EC175直升机雷电试验中获得了欧洲航空安全局的认可。

       雷电防护，是民用飞行器适航取证的“必修课”。正因为有了航太，才打破了这个领域的国外垄断，中国民用飞机FAA和EASA认证的雷电防护试验得以在国内进行。

       2010年，凭借雷电防护技术，航太拿到了第一个安徽省科学技术奖一等奖。而在此之前，我国首款完全按照国际先进适航标准研制的单通道大型干线客机——C919项目于2008年正式启动，段泽民团队也顺理成章地挑起了C919的雷电防护工作。

       为大飞机保驾护航

       通常而言，“大飞机”一般是指起飞总重超过100吨的运输类飞机，在民航业内则一般指拥有150座以上的干线客机。对于大飞机的研制难度，有人曾做了一个形象的比喻：如果说民航制造业是制造业的“皇冠”，那国产大飞机就是这顶皇冠上最闪亮的那颗明珠。

       我国研制大飞机的历史，至少可以追溯到半个多世纪以前。1970年8月，我国开始大飞机运10型号的研制。但因研发投入较大、不具备大规模商业化运行的条件等原因，最终于1986年终止。之后，与外资企业合作的项目均以无果而终，我国大飞机项目一度陷入停滞。直到2002年，原中国航空工业第一集团的支线飞机ARJ21，用零星的技术经验重塑国内民航飞机制造体系，为后续国产大飞机的研发积累了工业基础。

       2006年，大型飞机重大专项被确定为16个重大科技专项之一，写入《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》。2008年，随着中国商用飞机有限责任公司（以下简称中国商飞）的成立，C919的设计、研制、试制、试飞被提上日程，国产大飞机项目再次蓄力冲顶。

       C919是我国首次按照国际标准研制、拥有自主知识产权的大型客机，最大航程超过5500公里，性能与国际新一代的主流单通道客机相当。十余年来，为了让这架承载着国家与人民起航希望的大飞机冲上蓝天，无数团队殚精竭虑，日夜奋战在一线。作为国内唯一一家拥有大型飞机雷电防护实验室的航太，更是如此。

       飞机雷电防护是飞机能否定型飞行的关键技术。雷电可造成飞机的结构解体、燃油起火爆炸、电子电气系统失控、甚至坠毁，经济损失及社会影响巨大。发达国家高度重视飞机雷电安全，是飞机研制的强制性要求。由于技术封锁，此前我国飞机雷电防护技术几乎为空白。自主研究飞机雷电防护关键技术，建立飞机雷电防护技术体系，是大飞机研制和我国航空工业战略发展的重大需求。

       从2008年开始，段泽民就带领团队肩负起了大飞机雷电防护工作。然而为C919进行全机雷电防护试验，研发符合要求的全机雷电波形发生器是摆在国内飞机雷电防护领域的难题，对他们团队来说也是第一次。

       “一般而言，大型客机容易遭受雷击的部位一般在尖端部位，比如机头、垂尾、机翼尖等地方，特别是在恶劣天气里雷电的能量非常之大，容易产生灾难性后果。”段泽民介绍，正因如此，要在实验室模拟真实的雷电环境，对飞机的每一项设计方案和各零部件承受雷电的直接效应和间接效应能力进行考核验证，不断发现问题并改进，直到符合飞机雷电防护的标准。

       在这过程中，段泽民团队又攻克了不少难题。比如，为解决机身碳纤维复合材料导电能力差、易遭雷击的问题，段泽民花了近两年时间，进行各种尝试，在飞机机翼的防雷结构中增加了能够满足飞机接地要求的金属肋结构，提高了雷电的防护能力。

       在十余年科研攻关中，段泽民团队充分诠释了什么叫“世上无难事，只要肯登攀”，先后攻克了飞机雷电电磁仿真方法，以及结构、燃油、电子电气三大系统的雷电防护关键技术，形成了完整的技术体系，并取得四方面创新成果：一是国内首创了基于离散线面耦合等效的瞬态电磁模型，提出了多尺度/多层次飞机雷电电磁耦合快速仿真方法，计算精度达6dB，解决了雷电电磁仿真准确建模和快速计算难题；二是建立了大飞机全机差异化雷电分区方法，提出了基于损伤模型碳纤维结构表面低阻设计的雷电防护方法，研制了我国首套飞机雷电异形波发生装置，解决了飞机结构轻质化雷电防护设计与试验难题；三是提出了基于耦合权重调控雷电流细粒化分布和优化多尺度结构界面的燃油系统引燃源防护设计方法，建立了测温、辨识与燃爆结合多维的引燃源检测系统，解决了大飞机燃油系统雷电防护可靠设计和检测难题；四是提出了电磁耦合调控与浪涌量化抑制多元协同的电子电气系统雷电防护方法，建立了由设备及系统至全机分层综合的雷电间接效应试验方法，研制了我国首套全机雷电试验装置，完成了国内首次大型运输机全机雷电防护设计和试验，解决了飞机雷电间接效应协调设计与试验难题。

       “从理论和试验情况看，C919大飞机能够承受200千安雷电的打击，抗雷击能力特别强。”段泽民说。

       2017年5月5日，承载着国人的骄傲，国产大型客机C919在上海浦东国际机场一飞冲天，凌空翱翔，成功首飞！作为我国首款完全按照国际先进适航标准研制的单通道大型干线客机，C919的成功首飞是民族品牌的骄傲，意味着中国民航将不再依赖国外进口，中国的飞机制造真正走出一条自主研制的大发展之路，中国已跻身全球少数几个能够自主制造大型客机的国家行列中。

       此后，为了加快C919迈向市场、正式商用的步伐，围绕全机运行的各个项目组夙兴夜寐、夜以继日奋战在一线。

       2021年是C919项目取证的关键年。段泽民团队负责的雷电防护试验项目实际上分为全机雷电间接效应试验与全机燃油系统雷电试验，正常情况下每一个试验都要约一个月的时间，而由于时间紧任务重，两个试验要压缩在一个月内完成。

       为此，段泽民团队成员不约而同放弃了休假，没日没夜地守在现场，就连春节都没有人回家，所有人“守着”大飞机一起度过了一个难忘的除夕。

       有感于航太团队的敬业精神，中国商飞董事长贺东风亲自来到南昌现场，和战斗在C919飞机全机雷电试验现场的同志们一起度过了年三十。牛年大年初一，他又亲临工作现场，并下了正式开试的指令。

       在团队齐心协力、不懈奋斗之下，几个月后团队顺利通过了全机雷电防护试验的“大考”。不仅如此，航太此前自主研发的移动式飞机全机雷电实验装置也被首次运用于民机试验，在项目中发挥了决定性作用。这也是军民融合的典范，该套装置曾运用在中国研究制造的新一代大型运输机运-20的全机雷电测试上，并获得过安徽省2019年度科技进步奖一等奖。

       如今，C919正式商用在即，而国产大型宽体客机C929也迎来了关键技术的研究阶段。此外，根据2021年9月中国商飞发布的《中国商飞公司市场预测年报（2021-2040）》，未来20年，中国航空市场还将接收50座及以上客机9084架，价值约1.4万亿美元。到2040年，中国的机队规模将达9957架，占全球客机机队比例22%，成为全球最大的单一航空市场。作为国产大飞机雷电防护唯一的守护者，段泽民和他的团队也已做好准备，当仁不让地继续为国产大飞机保驾护航。

       与雷电“共舞”

       从客观层面而言，在国内飞机雷电防护研究领域，航太无疑是孤独的创业者。早在2009年5月，某装备部就曾在对航太负责项目的评价中表示：航太建有我国目前唯一的大型飞机雷电防护试验室，是承担我国大飞机雷电防护试验任务的唯一国家实验室。

       尽管如此，在航太人的心目中，他们的征途从来就不孤独。在这条路上，他们有着同样的目标，让国内所有的飞机安然无恙地穿梭在蓝天白云之下；他们有着同样的“敌人”，天空中瞬息万变的雷电；他们还有着最忠诚的战友，为了同一个目标，来自五湖四海、不同背景的科研团队。

       这是一条充满了梦想与希望的征途。作为航太的掌门人，自1995年义无反顾地扎进雷电防护“无人区”以来，段泽民带领团队夙兴夜寐，承担了“新舟”60飞机、ARJ21飞机、C919大型客机、AC313直升机及各种军机等我国不同时期、各个型号研制中的重大雷电防护设计与试验研究技术问题，打破了这个领域的国外垄断。在推动我国独立制造飞机的征途上，航太书写了浓墨重彩的一页。

       他们开创了我国飞行器雷电防护试验研究工作，填补了国内空白，继美、法之后主持建立了我国大型飞行器雷电防护实验室，使我国成为世界上第3个全面掌握飞机雷电防护技术的国家。项目成果全面应用于大型运输机、C919大型客机、鲲龙600水上飞机及AC312E、EC175/Z15等30余型飞机的雷电防护试验，并首次完成了我国大型运输机、C919大型客机的全机级雷电效应测试验证试验及AC312E型直升机的全机雷电适航性试验，在军/民机研制中发挥了不可替代的作用，有力支撑了我国航空工业发展战略的实施，社会经济效益显著。

       “面对欧美国家，如果说之前是望尘莫及，后来能够望其项背，现在我们的飞机雷电防护技术已经跻身第一梯队，可以与欧美国家并驾齐驱了。”段泽民很有信心，“下一步，我们要做的是超越和竞争。”

       20多年栉风沐雨、漫漫征途，在飞机雷电防护领域，航太不仅成为了国内的领头羊，也当之无愧进入世界雷电防护第一梯队，在国际舞台发光发热。

       不仅如此，技术的成熟也为航太带来了更大发展。据了解，2016年底国家组织论证了建设一个大型的电磁环境平台，远景规划是20个亿，首批4个亿已于2020年落地。该项目由航太牵头，建成以后不仅将成为全世界最好的飞机雷电防护装置，同时还将面向整个国防工业和国民经济建设。“未来海陆空天的飞机、军舰、坦克、雷达、导弹、火箭等，只要有强电磁环境防护需求，都可以在这里做试验。”段泽民介绍。

       科研的道路越走越宽。从一穷二白的基础起步，到一步步跟跑、并跑再到超越，段泽民正带领着航太加快步伐，朝着更高更远的目标迈进。