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第31章 “八三工程”——歼8Ⅲ飞机的研制(2)

参照“八二工程”项目方管理模式,将合同制运用到歼8Ⅲ飞机的研制中。空军与航空工业总公司于1993年正式签订研制合同,合同价款为7亿元人民币。合同规定:项目共投产4架飞机,其中1架用于全机静力试验,另外3架用于鉴定试飞。合同规定的周期是从1991年起,到1997年止。这与总参谋部批复的力争1996年完成设计定型并开始装备部队的要求是一致的。其实这也是上文中提到的航空航天工业部(后为航空工业总公司)的“争三保四”首飞上天,“争六保七”设计定型的总目标。

显而易见,歼8Ⅲ飞机的研制,不论是技术难度,还是研制的工作量,都比“八二工程”大得多,而且要求的进度要比“八二工程”快得多。更何况美方为“八二工程”改装的综合航电火控系统是以F-16飞机的同类系统为基础改装的,技术方面已经很成熟,设计和改装流程应当比较顺手。

按当时我国飞机的研制程序和设计经验,在完成方案论证后,进入初步设计与签订全机成品附件、新材料、新标准件等的研制技术协议,然后进入打样协调,详细设计,并发出全部生产用图,经工艺审查后工厂再铺开试制,同时进行各项试验与试飞评定。成品附件的研制只有在C型件和S型件两轮研制和试验后才能装机试飞。这里面有一定的并行工作的机会,在冒一定风险的条件下,也有一些交叉作业的可能。按以往的经验,设计发图将历时约1年,生产试制约1年,而成品研制周期需视复杂与重要程度而不同。C型件需0.5~1.5年,S型件也要0.5~1年。因此,按常规安排,“争三保四”的目标根本不可能实现。

作为总设计师,李明把国内已有的经验、ACT预研时同MBB公司技术合作的经验以及参加“八二工程”所掌握的系统工程管理方法都运用起来。首先是采用自上向下的方法,把研制过程中的任务逐项分解到相应的粒度,再按人们常说的倒排进度的方法,亲自绘制零级网络图,经不断地反复推敲与协调,发现其中的“短板”与关键问题。

通过反复分析以及同多个部门进行协调,李明认为,如果原型机将“两大改”的任务分为两种技术状态,就可以大大缓解研制进度的压力,即首先在01架飞机上改装涡喷14发动机,实现“争三”首飞;再在03架飞机上改装综合航电火控系统,实现“保四”首飞。这样,大多数成品附件可与这两种技术状态匹配,但也有少数成品尽管研制周期长,却必须一步到位。即便这样,仍有许多设计工作必须采用特殊措施。在思路明晰后,李明召集总师办的全体副总师,对零级网络图进行了认真严肃的讨论,集中大家的智慧使之完善。同时,统一思想,树立必胜信心与决心。

此后,李明率领总师系统,通过合理分工做到人尽其才,组织队伍对技术难点进行突击。当时,李明除技术上全面负责外,还主抓综合航电火控系统的研制和“保四”首飞的实现;而陈嵩禄副总师分工主抓涡喷14发动机的协调与改装,以实现“争三”首飞;杨凤田副总师分工抓环控系统实验室建设,因为改装的综合火控系统需要环控系统为其各电子设备提供通风冷却,这样,环控系统就是一个新研制的系统。系统各部件的C型件和S型件虽然可外协进行试验,但最终的系统试验以及环控系统与综合火控系统的联试是“保四”必须要进行的项目,所以要保证整个工程的顺利进行,所里必须尽快建好这个实验室。此外,分工结构与强度的副总师负责抓打样与设计发图,同时相关的副总师要不断地理清与掌握设计发图的情况,规定在每周的总师办碰头会上对进展情况进行及时沟通,这样既相互促进,又及时解决出现的问题。

在完成了“八三工程”项目顶层的零级网络图之后,李明又召集总师系统工作会议,要求各分系统总师,依据顶层零级网络图,主持下级网络图的分解研究,充分发表意见。在此基础上统一思想,统一行动,同时对网络图中一些带有关键性或可能成为“短板”性质的任务,进行认真研究分析,并制订出解决方案和改进措施。

例如,飞机的气动载荷、强度设计、各翼面和操纵面的颤振计算分析以及静弹性修正等,都是专业性很强的工作,并且互相间的关系十分密切,互有一定程度的依赖,而技术上是分管的,很容易导致信息沟通不畅,行动响应滞后等问题。于是,李明就与分管结构、强度与气动力的副总师进行了认真讨论,摸清各方面的设计输入与输出以及中间产品和专业间的依从关系后,召开了这些专业的技术骨干与领导参加的协调会。通过讨论,一揽子地将各项工作任务逐一确定下来,并明确执行单位、协作单位、完成时间,编制成完整严密的工作计划,认真贯彻执行,从而为顺利发图铺垫了畅途。

经常接触李明的人都知道,他是一个既虚心又善于学习的人,即使作为型号总师,他仍然不避讳自己专业领域的弱点。他觉得上面提到的那些方面的专业知识,本来是他的一个“短板”。但是通过这次深入研究与讨论,使他对这一领域的知识有了很大的加强,对其工作关系和工作方法有了较深入的了解,同时又发扬了他善于学习、勤于思考的精神,激起了他的信心和决心。即进一步研究,通过计算机辅助工程(CAE)将这一领域的技术推向数字化、自动化,从而实现多专业密切协同。

在“八二工程”期间,所里虽建设了一个综合航电实验室,但考虑到此实验室未承担过像歼8Ⅲ综合火控系统这样的大型试验任务,李明提出在综合火控系统中开展两方和多方对接联试的任务要求。例如,电子工业部的通信导航与识别(CNI)系统、雷达与敌我识别器、显示控制与管理系统(DCMS)等应先行联试,然后再集中到601所进行综合火控系统的试验,这既减轻了综合航电实验室的试验压力,又可提前发现问题,并进行更改与完善。

同样根据“八二工程”的经验,李明要求试飞工作应该尽早介入飞机设计。因此,1991年11月就召开了第一次试飞工作会,研究了试飞工作界面、试飞的初步要求、试飞总方案;试飞测试与改装原则、成品备件数量及“四随”(随机工具、设备、备件和文件);以及试飞进度网络图等。此外,李明还让外场室尽早编写出试飞任务书,而试飞院则较早编制了试飞大纲,并请总公司与军方一起主持讨论、修改完善与备案。

“以现在的眼光来看,为了实现‘争三保四’的目标,所有上述措施,实质上就是‘倒排进度法’与‘系统工程管理法’,再加上目前称谓的‘并行工程’和‘流程再造’的一种混合方法吧!”谈及当年,已卸去总设计师重任的李明用这样一句话将当年的纷繁与艰难一言概括。

歼8Ⅲ01架实现“争三”首飞

01架的使命与涡喷14发动机

根据上级的安排,歼8Ⅲ01架原型机除了承担装用自行设计研制的涡喷14发动机及相关新系统和设备,争取于1993年底前实现首飞外,还要承担发动机相关性能的鉴定试飞任务。

当时涡喷14发动机是我国发动机领域自行设计研制的高性能、大推力的涡喷发动机,单位推力在世界上也处于领先水平。在歼8Ⅲ飞机研制之前,涡喷14发动机已经完成了验证机研制阶段、工程样机研制阶段和大量零部件试验。所以,该发动机的科研人员认为其性能已经达标,可以装机进行验证试飞了。国防科工委叶正大副主任曾要求601所与606所就歼8Ⅱ飞机改装涡喷14发动机一事进行协调。协调过程中,原以为涡喷14发动机是按照初期制订的流量不变、外廓尺寸不变以及主安装节不变的原则设计的,在“三不变”的前提下,歼8Ⅱ换装涡喷14发动机应当是比较容易实现的。但是协调结果却出乎意料,该发动机在研制过程中由于遇到种种难题,原定的“三不变”实际都改变了,特别是发动机设计的高、低压压气机匹配不好,流道弯曲过大,而为克服这一难题,设计人员就在其中间增加了一级,导致高压压气机加长而迫使主安装节后移。在飞机上,为承载发动机推力,专门设计了一个加强框和推力梁,发动机主安装节后移,飞机就无法满足发动机安装的支撑条件。在当时的情况下,要么更改歼8Ⅱ后机身结构,要么发动机将主安装节恢复原状态,但是协调的结果是发动机不能改,而飞机是可以改的,但需要时间、经费,而且也不能为改装涡喷14发动机进行验证试飞后就弃用这架飞机。而由于发动机流量增大,也需要对飞机的进气道进行相应的匹配研究与试验,包括进气道斜板调节规律的研究等,这些都需要时间和经费的支持。后来,两个研究所联合向叶正大副主任汇报,这样验证试飞的事就暂时搁置起来。

1991年歼8Ⅲ“上马”,为涡喷14发动机装机试飞带来了机遇,并且成为项目中的“两大改”之一。

由于已有上述协调基础,项目的两个总师系统将改装涡喷14发动机作为“争三”首飞的目标来安排研制工作。1991年4月,歼8Ⅲ型飞机方案论证会召开之后,4月25—29日又举行了歼8Ⅲ型飞机的第一次成品协调会,共有78个单位,515名代表参加,签订了65项成品研制协议和28份协调纪要,达到了预期目的。但是会议期间的4月27日晚,林宗棠部长召集型号研制总顾问顾诵芬、总设计师李明,以及601所、606所、沈飞公司和黎明公司的主要领导及相关技术人员和部机关人员开会,要求对涡喷14发动机放气方案进行专题研讨。原来,由于该发动机的喘振裕度不足,发动机总设计师系统提出需要用放气方案来解决,这对飞机的维护和使用产生了非常不利的影响,而且,飞机对放气方案的可行性也需要协调。最后,林宗棠部长要求发动机总师系统应立足于不放气方案努力攻关,同时要求飞机配合发动机,协调机上可行的放气方案。这给刚刚铺开的歼8Ⅲ研制工作带来了“阴影”,李明的心中也掠过了对发动机成熟度的疑问。

金属样机舱段

整个项目的研制周期本来就非常紧,因而在发动机的问题暴露之后,必须尽快找到解决方案,以免误了既定的时间节点。

当时,负责涡喷14发动机协调与改装的陈嵩禄副总师提出了一个方案,即利用歼8飞机后机身改装一个发动机舱段金属样机,进行飞机与发动机的协调,同时也有利于放气方案的检查评估,这个方案得到了李明的支持并马上投入实施。

发动机舱段金属样机于1991年5月开始改装,1991年10月30日改装完工。1991年11月15—19日,“八三工程”办公室组织了歼8Ⅲ发动机舱段金属样机评审会,对改装后的发动机舱段金属样机进行评审,评审组成员由空军试训基地、空一师、海九师、空一所、试飞院、驻沈飞公司和黎明公司军代表组成。

评审组对样机的36个项目进行了审查,其中可行或基本可行的有17项,认为设计部门有解决措施更改的有12项,认为根本不能接受的有7项,结果金属样机没有通过评审。

很显然,这样的评审结果表明,使用部门对发动机放气方案是持否定态度的。之后,李明和陈嵩禄又多次同606所协调,共同努力采取有效措施加以改进,待下次歼8Ⅲ木质样机评审时再补充评审。

全尺寸木质样机

1991年中,根据既定的研制计划,601所开始歼8Ⅲ全尺寸木质样机的设计和改装,并按期完成。1991年12月21—25日,召开歼8Ⅲ木质样机评审会,评审组先对发动机舱段金属样机评审时遗留的问题进行了补充评审,之后对全尺寸木质样机进行全面评审,并对歼8Ⅲ研制任务书和各分系统技术方案进行了评审。

评审结果中,对金属样机评审时遗留的19个问题,除两个确有困难无法短时间解决之外,其余的解决方案都是“可行或基本可行”,评审组对发动机放气方案提出的主要建议是要保证放气机构的可靠性。而对全尺寸木质样机的评审结果,认为歼8Ⅲ的设计方案合理,基本满足战术技术指标要求,可以冻结技术状态,进入详细设计。

1992年5月15—16日,“八三工程”办公室召开了涡喷14发动机放气系统和防喘系统技术协调会,确定飞机应增加监测发动机放气带漏气的高温告警系统。后来,606所通过对俄技术合作,采用中介机匣处理技术,解决了发动机的高、低压匹配问题,从而取消了放气机构,这已是4年后的事了。而发动机的成熟度不够,使歼8Ⅲ后来的调整试飞和鉴定试飞步履艰难。

奋战发图与试制

1991年,歼8Ⅲ木质样机审查完成后,马上进入了紧张的设计发图阶段。在各参研单位的大力配合与支持下,601所于1992年3月10日提前20天完成了01架技术状态的结构发图。

实际上,李明深知将工作做在前面的重要性,所以早在制作歼8Ⅲ木质样机时,他就布置先期研制工作,特别是飞机结构图样和系统图样必须提前发出,以便给工厂更多的试制准备时间。

1992年5月,1471G雷达在歼8Ⅱ飞机04架上领先试飞的改装发图完成;1992年8月30日,01架特设与功能系统的发图完成,为沈飞公司提前铺开试制创造了条件。

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