吴玉国
中国自主研制的首款大型运输机运-20飞机的首飞、列装部队、参加9.3大阅兵以及不久前进行的空投空降训练等等,每一个举动都会引起世人的瞩目。人们在关注这款明星战机的同时,也把目光聚焦到了它的总设计师单位——中国航空工业第一飞机设计研究院(以下简称一飞院)身上。一飞院从1961年建于南京的特种飞机研究室起步,至今已走过了57年的艰难历程。50多年来,它坚守航空报国信念,挺着不屈的脊梁,克服种种艰难困苦,干出了一件件带有开局性的“国防伟业”,在中国航空工业发展史上竖起了一座座丰碑,成为中国航空工业一支战功赫赫的劲旅。
历经坎坷 坚持自主研发
1961年11月13日,一飞院的前身——国防科委七院十所,一个海军特种飞机研究所在南京应运而生。从此,一支身着军装,列入人民解放军建制的特种部队,肩负起了祖国赋予的特殊使命。
一切都是从头开始。一飞院的创业者从消化、吸收前苏联飞机成果起步,开始飞机设计的实践。
一切都是简陋的。他们的主要武器只是一张张书桌,一把把计算尺。他们最大的优势是有一颗颗火热的心和一个个不知疲倦的大脑,在飞机设计领域顽强地探索着、实践着。
建所初期,他们经历了所址多变、归属多变、任务多变的动荡岁月,大本营经过南京、青岛、陕西户县、阎良、凤翔几次辗转,1975年才最终定点西安阎良。但即使在这段动荡的岁月,一飞院的前辈们依然没有忘记自己的责任,他们一边建设家园、一边坚持飞机研发,在极其简陋的条件下,完成了中国第一架空中预警机——空警1号、第一架支线客机——运七飞机、第一架歼击轰炸机——“中国飞豹”的研制,其中,“中国飞豹”的成功研制更是具有标志性意义。
在飞豹战机诞生之前,我空海军的主力战机,不论是轰五、轰六,还是歼七、歼八,都是在国外原准机的基础上测绘仿制而成的。而飞豹飞机则是在没有原准机参照的情况下第一次进行全新设计的机种。一飞院在基础薄弱、手段落后、条件异常简陋情况下,凭着航空报国的一腔热血,坚持自主研发,历经艰难将飞豹战机送上了蓝天。
飞豹飞机是我国第一架完全自行设计的双座、双发、超音速歼击轰炸机,它不仅填补了我军歼击轰炸机机种的空白,还使中国的航空工业实现了从测绘仿制到自行设计的历史性跨越。1999年,飞豹飞机荣获国家科技进步奖特等奖。
经过不间断的改进改型,如今飞豹战机已经形成系列机型,不断满足空海军在新形势下的作战需求,逐步成为我军对海/对地攻击的主战机种,成为我军打赢高科技局部战争的重要攻击力量。
大胆创新 实现设计手段革命
世纪之交,面对错综复杂的国际形势和周边局势,中央军委指示:要集中力量把我军的武器装备搞上去。刚刚完成飞豹战机试飞、定型、交付任务的一飞院,又迎来了一项新的任务:研制新飞豹。
下達任务时,军方和上级机关再三强调,飞机的研制必须突出一个“快”字。因此,研制周期比常规情况下缩短了一半,但技术指标却要比飞豹原型机上一个大台阶。面对严峻的考验,所领导班子经过慎重考虑,认为在这种情况下,即使全院职工不眠不休也无法按时完成任务,只能打破常规,走超越创新之路,即:摒弃落后的设计手段,采用当时国际最先进的数字化设计方法,进行全机三维数字化设计。
然而,这条超越创新之路却充满了风险。因为当时不仅一飞院没有进行过飞机数字化设计,就是放眼全国,数字化设计也只有个别单位在一些小部件上尝试过,从来没有进行过全机的数字化设计。这就意味着:一飞院要在完成新飞豹研制任务的同时,进行一场中国飞机设计手段的革命。
熬过了一个个不眠的夜晚,克服无数难以想像的巨大困难,一飞院取得了空前的成功:干出了国内第一架全机电子样机,在国内率先实现了三维数字化设计的历史性突破。设计手段的变革,成倍地提高了工作效率,使新飞豹飞机在短短两年多就实现了首飞,并在2010年度获得国家科技进步奖一等奖。
一飞院在新飞豹研制中实现了三维数字化设计的消息传出后,在国内外引起了震动;CATIA软件的原始开发商——法国达索公司副董事长伯纳德先生得知这一消息后,在发给总设计师的传真中竟用了3个“!”,并极力邀请一飞院来法国访问交流。于是,时任所长黄强带领攻关组主要成员来到达索公司。当经过保密处理的全机电子样机展现在达索会议室时,法方从总裁到普通员工全体起立,长时间热烈鼓掌,并马上在公司大门口升起了一面鲜艳的五星红旗。那时那刻,高高飘扬的五星红旗分明也飘扬着中国人的自尊与豪情。
在2003年的全国科技大会上,该成果荣获了国家科技进步二等奖。如今,三维数字化设计技术早已在全行业、乃至全国各行业广泛应用,成为我国当前工业设计领域不可或缺的“利器”。而一飞院作为这项技术的开拓者,将永远铭刻在中国工业发展的史册中。不断超越实现中国大飞机质的飞跃
在完成新飞豹研制任务并一举实现飞机设计手段质的飞跃后,一飞院的型号研制进度大大加快,短短几年,便先后将我国第一架轻型公务机—一“小鹰”500、第一架大型预警机——空警-2000、第一架新支线客机——ARJ21等多型军民用飞机放飞蓝天。其中,空警2000预警机还在2010年度荣获国家科技进步奖特等奖。
到2007年,一飞院又迎来了一次巨大的发展机遇:国家批准立项研制大型运输机运-20,而要完成这项前所未有的大飞机研制任务,他们需要跨越横亘在眼前的“三座大山”:
第一座大山——能力。尽管之前一飞院已成功研制了多型军民用飞机,但最大的飞机也就几十吨级,现在要一步跨越到200吨级,技术难度不是增加了几倍,而是呈几何级增长的;其中,总师系统梳理出的、必须攻克技术难题就有“六大关键技术”“两大难点项目”以及由此衍生的400多道技术难关。
第二座大山——时间。美国C-17从方案确定到首飞用了14年,俄罗斯的伊尔-76用了11年,欧洲的A400M规模比运-20小得多,也用了10年;而运-20却要用5年时间实现首飞。
第三座大山——壁垒。在大飞机领域,美国、欧盟甚至俄国早就给中国人织好了一张大网,处处严密封锁,无论是关键技术,还是原材料、制成品,一概对我们说“No”。中国人要想登上顶峰,必须从山脚下一步步爬起。
此外,还有人才缺乏的问题。波音、空客设计团队多达三千人,而一飞院满打满算两干来人,设计人员1500人,其中缺乏经验的年轻人占到70%,而且还要兼顾其他型号。
面对众多困惑、担心甚至怀疑的目光,一飞院人坚定地表示:研制大型运输机是国家意志,再苦再难,我们也只有一条路,那就是成功!于是,一飞院人再一次义无反顾地踏上了荆棘满布、充满坎坷的漫漫征程。
最后的结果如今早已被世人熟知:经过几年艰苦卓绝的探索、钻研、拼搏、奋战,大运飞机不仅按节点实现了首飞,而且在2016年7月正式列装部队,成为令国人振奋的又一款“大国重器”。
同时,大运飞机的成功研制,也使我国飞机研制水平发生了质的飞跃:在型号研制的各个领域、各个专业、各条战线上,经过数百支攻关团队的艰难探索,超临界机翼设计技术、重载长寿命大型结构设计及制造技术、先进电传飞行控制系统研制技术、大功率/高可靠性机电系统研制技术等一系列关键技术,以及由此衍生的400多项技术难关被一一拿下,其中不乏赶超世界先进水平的重大技术突破,使我国飞机研制的整体实力得到大幅提升。
在设计手段上,一飞院再一次打破西方国家的严密封锁,攻克并掌握了“在线关联设计”“三维标注”“虚拟仿真”“多厂所异地协同研制”等一系列国际先进的数字化设计技术;其中,在线关联设计技术的应用,不仅大大加快了研制进度,保证了型号研制节点,也使一飞院成为全球第二个大规模、体系化应用关联设计技术的飞机研发单位,足以与波音、空客等世界航空巨头并驾齐驱了。
此外,大运飞机大量新材料的应用,还强有力地助推了國内材料行业的发展。首次将民机适航理念引入军机型号,则为我国军机适航性工作趟出了一条新路子……
大运研制上的技术创新,还进一步拉动了国家科技水平的提升,不仅促进了发动机、机载设备等相关航空产品的发展,还带动了机械制造、冶金、化工、材料、电子、仪表等众多产业的技术进步,以及信息技术、新材料、新能源等新兴技术产业的发展,建立起巨大的产业链,对实现国家产业升级、国民经济发展起到了重大的推动作用。
矢志不移 向“三个成为”发展目标奋进
在50多年的发展历程中,一飞院研制了多个具有里程碑意义的重大型号,其自身的技术水平和综合实力也在实战中得到了大幅提高。他们不仅在新飞豹研制中开创了我国飞机数字化设计的先河,还在空警2000飞机研制实现了产品数据管理、在ARJ21飞机研制中实现了跨地域并行设计、在运-20飞机研制中实现了全三维关联设计及并行协同研制,可谓“一个型号上一个台阶”。目前,他们已经建立了具有自主知识产权的集成数字飞机设计系统、试验数据处理系统、网络化虚拟设计制造系统、虚拟现实仿真系统,以及跨地域、跨企业的数字化异地协同设计、制造和管理的信息平台等,形成了具有研究院特色的飞机数字化研制体系。
如今的一飞院,已经拥有了完整的飞机型号远景规划、论证、设计、研究、集成、试验、保障以及科研管理体系,建成了完整配套的科研及试验设施,形成了一支“规模适中,结构合理,层次优化,注重效能”的飞机设计师队伍,具有同时承研多个先进军民用飞机及其配套产品的研发能力,成为我国目前唯一集歼击轰炸机、轰炸机、民用飞机、运输机和特种飞机设计研究于一体的国家级大中型军民用飞机设计研究院。不久前,一飞院还被认定为“国家级工业设计中心”“国家国际联合研究中心”。
在新的时代,一飞院面向未来,制定了“技术立院,创新前行”的发展路径和“三个成为”(成为军队、国家战略能力的坚强提供者;成为科技创新的排头兵;成为军民融合战略的践行者、推动者)的发展目标;全体干部职工正以饱满的激情,向着这一目标奋进。