杨伟:铸“龙”者

2014-12-23 10:34刘济美
瞭望东方周刊 2014年48期
关键词:杨伟猛龙控系统

刘济美

出自中航工业成都飞机设计研究所的战斗机大都以“龙”系列命名:猛龙、枭龙……在中国航空发展史上,它们每一个都推动着中国航空武器装备的升级换代,每一个都是中国航空工业发展史上的里程碑,每一个也都成为中国战斗机家族中的传奇。

采访过中航工业副总工程师杨伟的人,无一例外都想与这位铸“龙”者,还有他们的“龙族”合影,但因为保密,很多“龙”仍不为世人所知。

神秘的歼-10

1978年,父亲将只上了一个月高中的杨伟喊出了课堂:“儿子,你被大学录取了!”那一年,杨伟只有15岁。

由于色弱,志愿填报的前六所大学都不能录取,杨伟只能在“枯燥”的数学与力学之间选择未来的人生。

杨伟的第七个志愿是西北工业大学。他并不知道空气动力学专业究竟要研究什么。“这可是钱学森、周培源的专业!”母亲说。

大学期间,在杨伟和同学们眼中,理论“玩儿”得越深就越有水平。他追求将数学公式写得非常“漂亮”,让计算更加精准,将力学与控制用复杂的数学公式清晰表达。每天早晨五点,杨伟就坐在教室里,一边嚼着饼干桶里隔夜的玉米面饼,一边啃着课程规定之外的《数学分析》。

在研究生阶段,杨伟选择了偏重于工程的飞行力学专业,这种由理论到工程的转变影响了他的一生。

“工程设计需要不断挖掘产品的内在本质,还要考虑怎样把各专业综合在一起,体现出整个产品的思想。某种程度上,工程比纯理论研究更具有挑战。”杨伟告诉本刊记者。

此间,他有机会到中航工业成都飞机设计研究所实习,第一次感受到当时中国飞机设计的现状。“设计室就在一栋二层的木楼里,是国民党航校的旧址,总体室在二楼,整张桌子上铺的都是图纸。”

当时中国第三代战斗机歼-10正处于概念竞争阶段,“所里的人都称它为‘新歼,而我们这些学生是被严格禁止接近该项目的。”杨伟说。

神秘的“新歼”让他产生了向往:“我一定要参加这个项目。”

在篮球上再放个乒乓球

上世纪80年代初,我国歼击机的研制水平与世界先进国家差距很大,一些国家的第三代战斗机已经开始服役,而我国空军主力机种还是第二代。

时任中航工业第一集团公司副总经理刘高倬回忆说:“上世纪90年代初,我曾经参观我军军演。演习中,台湾的飞机在台海中线上看到我方只有歼-8战斗机,就越过中线飞过来,当看见我方Su-27战斗机起飞就缩回去。当时我就想,我们航空人一定要研制出自己的三代机。”

1985年,22岁的杨伟走进中航工业成都飞机设计研究所。此时,“新歼”也有了正式的名字——歼-10,后来被称作“猛龙”。

作为当时设计所屈指可数的研究生,几个月后,他成为“余度管理与可靠性”专业的组长。这个全新专业,任务就是“突破第三代战斗机四大关键技术之一的数字式电传飞控系统”。杨伟解释说,“它的成败直接关系到‘猛龙总体设计方案的成败。”

“数字式电传飞控系统改善了飞机操纵品质和性能,给飞机控制带来更大的自由度,被广泛应用于第三代和第四代战斗机,例如:F-16、Su-27与F/A-18战斗机等,成为先进战斗机的典型标志。”杨伟说,“这项技术是‘猛龙具有国际先进水平的核心技术。”

数字式电传飞控系统的另一个重要性还在于打破了飞机设计中需要保持静稳定性的气动布局。“猛龙”就采用了我国自主研制的放宽静稳定性的鸭式气动布局,从而保证它具有良好的机动性。

“灵活与稳定看上去是一对无法调和的矛盾,就像在篮球上再放个乒乓球,既要灵活地运动,又要保持稳定,像是在玩杂技。”杨伟告诉本刊记者。

而在上世纪80年代,数字式电传飞控系统不仅在中国是空白,也是世界的前沿技术。 “由于国际上对我们严密封锁,很多技术探索就像是行走在浩瀚宇宙孤独而绝望的角落。”他说。

经过几年努力,杨伟设计出十多种方案,攻克了余度配置、故障检测隔离重构、同步算法等一系列关键技术。

1996年3月,杨伟主持研制的飞控系统地面综合试验设施,俗称“铁鸟”,第一次实现了闭环飞行。“当我坐在座舱里,能够把‘铁鸟像真飞机一样飞起来,而且是按照自己的意愿操纵时,确实感觉到了一种成就和满足。这一切都是依靠我们自己的能力实现的。”他说。

我们存在的意义是飞机还是效益

事实上,当时让杨伟在所里出名的并不是这套先进的飞控系统,而是民品。“上世纪90年代是我国军工企业最惨淡的时期,所里很多研究室为了生存甚至做筷子包装纸。”杨伟回忆说。

1996年,杨伟带领研究室通过技术合作赚了几百万元,当时全所一年的奖金也只有100多万元。

而这时,“猛龙”正准备首飞。一天,多年好友、首席试飞员雷强找到杨伟说:“希望在试验现场更多地见到你。”这句话触动了他——我们存在的意义到底是飞机还是效益?随后,他将更多的精力放在了研制现场。

1998年,杨伟担任成都飞机设计研究所副所长、副总设计师,并兼任飞控系统总设计师。

真正的考验是“猛龙”首飞。世界上许多国家在数字式电传飞控系统的研制中都付出了惨重代价,美国F-16、瑞典JAS-39以及美国F-22第四代战斗机,都发生过由于飞控系统故障导致的坠机事件。

首飞前雷强对“猛龙”型号总设计师宋文骢说:“就是摔,我也要摔在跑道上,我要让您知道,我们这十几年的心血努力,究竟哪里出了问题!”

国外像这种放宽静稳定度设计的飞机,一般要用配重把飞机调成静稳定状态进行首飞,成熟后再逐步调整重心变成静不稳定的状态。“但这样会加长研制周期,我们的部队急需装备,所以,最终‘猛龙是直接以静不稳定的状态进行首飞的。在此之前,国际上从来没有哪个国家这样做过。”杨伟说。endprint

1998年3月23日是“猛龙”首飞的日子,而杨伟并没有亲眼目睹这架飞机在空中翱翔。他坐在地面监控大厅里,眼前是表明飞机状态的数据曲线。“‘猛龙落地后,整个监控大厅沸腾了,这是我感到最激动的一次首飞。”

唯有中国的“猛龙”,至今从未发生过一起由电传操纵系统故障导致的重大事故。

2000年,“猛龙”双座机型作为国家高新武器重点装备正式批准立项;2002年,杨伟被国防科工委任命为“猛龙”双座型总设计师。

在他看来,任何一型航空器都是有生命的——那是设计师团队赋予它的精神和能力。

在军方最初的需求中,作为战斗/教练机的“猛龙”双座型,前后驾驶舱获得的战场信息完全一致,这在技术上相对容易实现,但不能充分发挥出双座的效益。

“应该设计成前后驾驶舱获得不同的战场信息,更利于两名飞行员既分工又合作。”杨伟向军方提出了修改意见,“虽然系统会更加复杂,但这种更改是值得的。”

杨伟最终实现了“猛龙”双座机与单座机具备相当的飞行性能、机动性和飞行品质。这是他进入飞机设计自由王国的开始。

“枭龙”的国家梦想

“枭龙”是一款轻型低成本多用途第三代战斗机,由中航工业集团所属的中航技公司、成都飞机工业集团公司、成都飞机设计研究所等单位与巴基斯坦空军联合研制,被巴方称为“国家的梦想与骄傲”。

2013年5月22日,中国国务院总理李克强访问巴基斯坦,专机进入巴基斯坦领空时,该国空军派出了六架“枭龙”战斗机护航。

杨伟珍藏着“枭龙”护航的照片,上面还有六位飞行员的签名。“事实上是七架,正是第七架‘枭龙在后面倒飞为我拍摄了这张照片。”杨伟感慨,“这一刻的确让我自豪。”

2001年1月,在承担“猛龙”双座型研制任务的同时,杨伟又被任命为“枭龙”战斗机的总设计师。此时,“枭龙”的研制已有近10年,却仍处于方案设计阶段。

第一次应邀去巴基斯坦进行技术交流,杨伟就得到了对方高规格的接待,还让他检阅了作战部队。“他们想通过这些方式表达对于‘枭龙的期待与渴望。”

如果从纯商业的角度考虑,杨伟希望能够直接将“猛龙”任务系统的功能应用在“枭龙”上,但是,巴基斯坦空军针对其战场环境明确了作战需求。

“巴基斯坦空军是一支在实战中成长起来的部队,他们对于武器装备的需求完全针对战场实战,而我要做的就是让技术更准确地服务于作战需求。”杨伟说。

在他看来,一款战斗机真正的成功并不是某项技术的成功,而是对于战场应用的成功,设计师对于作战模式的理解与判断,最终也会体现在飞机的设计理念上。

2003年,“猛龙”双座型和“枭龙”成功实现首飞,而“枭龙”从冻结技术状态到实现首飞仅用了23个月,创造了当时我国军机研制的新纪录。

未来战争是设计出来的

很多人问过杨伟,未来的空战是什么样子?第四代战斗机之后,世界战斗机的研制将走向何方?第五代战斗机或第六代战斗机以哪些为典型标志?

这些也是杨伟思考最多的问题。

“当我们和国际的差距比较大的时候,不管是从‘望尘莫及还是到‘望其项背,都有明确的追赶目标。而当我们与国际先进水平接近的时候,要想领先则意味着必须选择正确的技术与应用方向。”他说。

未来战争是设计出来的,未来的武器装备需要通过想定来带动研发,这是武器装备发展的关键,也是我国航空界面临的最大挑战——这是杨伟的思考。

作为某新型战斗机的总设计师,杨伟的团队同空军一起,对我国军机先下任务后研制的模式大胆创新,提出“作战想定-性能需求-设计制造”不断迭代的研制方法。

未来战斗机究竟是什么样子,全世界至今没有样板。

杨伟说,他反对将现有的技术简单组合后就视为一个新的东西。“未来仍然需要跨代的技术进行推动,例如新材料、新的探测方式、新的作战武器、新型发动机,等等。现在是新技术诞生前夜,而我们或许就是这些技术的拥有者。”

杨伟的理想是——当我们推出一款战斗机,部队感到满意,民众感到震撼,对手将其视为某种挑战与威胁,业内将其视为未来的发展趋势。

“工程就意味着无尽的前沿,这就是我们所追求的。”他说。endprint

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