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第18章 十年铸剑(2)

没有原准机也要设计好飞机

1983年3月,“飞豹”飞机转入全面详细设计阶段。

带着“没有原准机也能搞好设计”这一坚定信念,我们一方面在战略上藐视困难,另一方面,千方百计想办法解决设计中遇到的实际问题。我们的主要做法首先是化整为零,找不到整机就找局部的原准机。国内现有的各种飞机以及残骸都是我们消化吸收和参考的对象,某个飞机的某个部分值得参考,我们就有针对性地去研究它,不拘泥于一定要以哪个飞机为原准机。其次是尽量发挥科技情报的作用,广泛搜集国外相近机种的各种报道,注意研究有关的专题文献,包括期刊、特刊、会议记录等。总设计师系统每隔一段时间都要向所情报资料部门通报型号进展情况、当前遇到的难题和需要重点搜集的内容。

在设计当中,对于很多先进技术,我们采取实事求是的审慎态度。然而,为满足战术技术要求,在“飞豹”设计中还是采用了不少必要的、可靠的先进技术,如机身小轮距“八字腿”主起落架、双发尾喷口外露的后体设计、自动飞行控制/增稳系统、飞机/外挂物相容性设计、电磁兼容性设计、进气道与发动机匹配设计等一系列技术措施。

小轮距“八字腿”起落架

在飞机总体布局中,起落架布置往往是至关重要的。

由于“飞豹”要求携带的武器种类多、数量和尺寸大,不宜采用将武器放置于炸弹舱的常规形式。我们在充分论证的基础上,决定选用上单翼、武器全部外挂的总体布局形式。其优点是通用性大,使用维护方便。为了不影响外挂物布置,又不使起落架过高,“飞豹”飞机在国内首次采用的小轮距八字形机身起落架就成为比较理想的布置形式。

在既缺乏设计资料又无实践经验,设计和制造都存在很大难度的情况下,设计人员经过反复论证、比较、分析、试验,克服了一系列困难。

通过试飞验证,飞行员反映飞机地面滑行稳定性和机动性良好,而且容易掌握,证明小轮距“八”字形机身起落架的设计是成功的,完全达到了设计要求,开创了我国独立设计外“八”字小轮距起落架的先例。

原起落架组组长张速成:

起落架设计方案当时成为全所关注的焦点。陈一坚总师召集各种会议研究方案的可行性,经常听取我们的汇报,并做出相关指导、决策。1978年6月,总师系统专门组织了行业内外20多位专家、教授出席的“786Q”审议会,专题审议“飞豹”的起落架设计方案。

经过审查,专家们一致认为,设计方案基本可行,并给予了较高的评价,有的还深表赞赏。与此同时,还对一些细节设计提出了应注意的问题和一些好的建议,为我们下一步顺利发图奠定了坚实基础。

外挂物相容性设计

因为“飞豹”是集对海/对地攻击两种属性于一身的飞机,它起飞的时候,可以携带空空导弹、空舰导弹、航爆炸弹等很多种弹,把这些攻击武器全部投放出去以后,它又成了一架歼击机,有较强的对空作战能力。“飞豹”的装载率比欧洲的“狂风”还强,我们第一次设计这样的飞机就取得这么先进的指标,其困难有多大,可想而知。

外挂物相容性问题认识得很早,大概是1980年前后,但对于这个概念开始并不是很清楚,还是我在美国的报道中看到的。当时就感觉武器与飞机的匹配是个很重要的问题。飞机干了半天就是用来挂武器的,可人家的武器拿来之后跟我们飞机能不能匹配、兼容,接口对不对?安全性怎么样?这是非常复杂的一件事,涉及到一系列问题:如何挂?怎么通电?接口设计以及发射轨迹与安全性等,都属于相容性的范畴。这些东西如果搞不好飞机就白干了。所以,这方面我们干得比较早,但正式提出相容性这个词就比较晚了。

因为相容性是“飞豹”设计中一个很重要的问题,直接关系武器带了能不能发射,离机安全不安全,能不能打中的问题。还没当总师的时候,我就跟导弹的承研单位接上头了,从那时候开始介入外挂物相容性问题。我几次到承研单位去参观考察,因为牵涉到他们设计的挂架。我们中国人的挂架跟美国人的不一样,和美国标准的挂距不一致。我坚持要他们一步到位,为此在北京争论得很激烈。挂距不一样,飞机的梁、框设计都要变,可如果要他改变挂点,他的框距也要变,谁都不愿意改。后来采取了折中的办法,我们先按这样干,以后再说。后来相容性作为正式文件变成了规范标准,国标出来以后就完全按照美国那一套设计了。

由于“飞豹”飞机外挂物的挂点多、品种多、尺寸大,在飞机设计中必须很好地解决外挂物和载机的相容性问题,其中包括气动力相互干扰、外挂物抛放的离机安全、外挂物抛放轨迹的最佳控制等。

这里的关键是什么呢,外挂那么多弹,多样动态载荷怎么样?当时李洲圣提出来这个得算一下。按常规来讲,这里可能会隐藏一些问题,到底着陆瞬间载荷多大?过载多大?

我听他讲了这种担心之后,也觉得可能是个大事。我就委托李洲圣:以你的水平,再找一些书,按这个动态从头到尾算一算。在他没算出来之前,研制进度不能等。我就确定了一个过载范围,大家先发图、制造、飞行。后来他算完以后发现瞬间载荷、过载确实是很大,但是,我这个范围也给对了。发了图样后,又补充做了很多试验,那个时候火控系统已经搞完了,这种相容性试验还有很多。

原副总师龚国政:

翼尖侧向挂弹在国内属于首创。当时气动室专门成立了一个外挂物投放设计专业组。

最困难的投放试验就是投放副油箱。副油箱在满载油的时候其实很好投,轨迹很好,但是油用光了以后再投空的副油箱,模型的惯性力矩很难调整,我们外挂组就是要解决这个问题。后来,投放轨迹试验做得非常好,包括投放的一套技术都是“飞豹”设计中的亮点。

三轴控制的KF-l飞控系统

“飞豹”是国内经费投入最少、完全自力更生研制的型号,上的新东西很多。当时,飞控系统的几项新技术均是国内首次使用。

为了保证飞机的先进性,我们从立项论证一开始就支持采用新技术。603所总师队伍不乏超前的思想,支持了很多新东西。飞控系统涉及飞行安全,采用这些新技术,既有来自上面的阻力,也有从外界吹来的冷风。对飞控系统的一些大事,我都亲自听汇报、做决策。

对伺服颤振这个问题,刚开始我们内部的确存在很大的分歧,就是说结构变形以后,对液压系统、操纵系统是否会有反馈的影响。唐长红(603所现任总师)提出了问题以后,有很多人反对,说这两个是分开的,没有问题。我认为,系统和结构从界面来说,是各自独立的,但是它们有接口,我们的接口在动态情况下,会把结构变形反馈给液压系统和飞控系统。

我说这个事不能含糊地说没有就没有,大家要研究一下。

我认为唐长红算得比较细,分析有理论依据,而且用规范的阻尼值来对比,是临界状态,科学上也站得住脚。反对意见只是从一般概念上、主观地认为不会发生伺服颤振,而且国内以往设计的飞机也的确没有出现过。但那时候也没有飞控系统,搞飞控系统我们是第一家。综合起来看,我第一次听他们讲就感觉这里的问题比较大,后来我让小唐把工作再做细一点儿。

最后一次讨论,反对意见还是很多。我就定了:第一,我支持伺服颤振要进一步做深入细致的工作,因为过去没干过、缺乏经验;第二,唐长红一直在研究振动,他技术方面的修养比我们大家都要深;第三,先把计算工作搞好搞透,下个比较明确的结论,必须研究伺服颤振;第四,和618所联系,扩展模拟台,进行伺服颤振的反馈试验,验证一下经过调试是不是可以避免这个灾难。这些试验最后都做了,如果不做,这里面就会隐藏、埋伏一个大问题,也可能是颠覆性的问题。而一旦出了问题,飞机就要大改。

618所原副总师申安玉:

“飞豹”飞机的很多机载成品都是国内第一次装机使用。

这个型号也是我们和主机所合作的一个范例。事实证明,飞控系统的问题在603所的帮助、支持下,解决得比较顺利。当然也出现了一些问题,如过载大、力反传问题等,其中伺服颤振问题带来的飞控系统改动最大。但这些问题在两所的协力攻关下,很快就解决了。

伺服颤振的问题之前也有人提过,但没有引起大家的注意。唐长红从北京航空航天大学研究生毕业后也提出了这一问题。根据他的计算,可能会有耦合现象。当时,我们对唐长红的计算结果都打问号,认为飞机大,不会出现这种情况,另外改起来相当麻烦。

陈总对此事非常重视,亲自来做我们的工作。他说:对这个问题我们都没什么把握。只有唐长红对这方面有所研究,还是谨慎为妙,宁可信其有,不可信其无,再麻烦也要改。

二十年不落后

飞机设计往往有这样一个特点,一架成功的飞机使用寿命在40年左右,设计过程中还要制造、试飞,需要十几年,最后出来已经是十几年以后的事,还得再使用二三十年,所以设计中就需要采用相当多的新材料,新工艺,新设备。不然,飞机一飞出来就报废或落后了。因此,搞设计的同志肩上有一个特殊的风险包袱,就是新技术的应用。

我们“飞豹”用了40%的新技术、新成品。在国际上有个统计规律,你用的新技术如果超过40%,飞机的成功率只有50%,甚至小于50%。大家由此可以意识到,由于我们追求先进,就要冒50%失败的风险,我们都知道有这个风险,但“明知山有虎,偏向虎山行”。我们立下誓言,就是要给部队满意的飞机。我们这代人要把这样一个目标所带来的风险承担起来,本着一种敢为人先的精神,用我们的聪明才智去化解它。

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