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第19章 改革开放促成K-8上马(4)

关于成立总设计师系统,是石屏在北京参加风洞试验时,一次偶然的机会在苏联安东诺夫设计局的一本介绍资料上看到的,资料中称总设计师系统是非常重要的,要具有丰富的经验和风险决策能力,能统一思想。要打造一个好的总设计师系统,不比研制一架飞机容易。总设计师系统要不断更新,要将经验和传统继承下去……当看到这段话时,石屏觉得说到他心坎上去了,他一直铭记这段经验之谈。当时便决定在K-8项目上组建总设计师系统。在后来的工作中,他特别重视总设计师系统的建设,从K-8到教8,这个系统不断补充更新,有不同个性的同志在石屏的领导下,始终是团结协作,和谐奋斗的班子。每当人们谈到石屏的成就时,他总是说:“我感到自豪的是,有一个好的班子,功劳属于我们的集体。”

方案论证、吹风试验等工作全面铺开,设计工作也全面启动。

1987—1988年,K-8飞机研制进入了高潮,打样设计、做风洞试验、订购国外成品、详细设计和试验工作都在并行,忙得不亦乐乎。当时大家都有一个共同的信念,成功就是一切,那时候一天工作12小时是家常便饭。

石屏和总设计师系统的成员们全身心地投入研制工作,他们鼓足了劲,没日没夜地干着。办公室的灯光经常彻夜不熄,石屏时而伏案疾书,时而踱步沉思。他在梳理当前有哪些关键设备没有落实,又想下一阶段的工作重点。他提倡一种工作方法:胸有全局,月有计划,周有安排,急事先办。从气动布局、风洞试验到详细设计再到各种试验等,石屏要么是出差协调各系统工作,要么是待在设计室里解决设计难题。每天,他最早上班,晚上大家都下班了,他办公室的灯仍然亮着。

为了K-8,石屏的生活简单到了极点,他满脑子装的都是K-8,几乎达到了忘我的境界,甚至还闹出笑话。一次上班来到单位,石屏走在过道上,仍在出神地思考问题,忽然听见同事大叫了一声:“哇,石总,您今天好‘新潮’啊!”石屏猛然醒过神来,一片茫然地问:“怎么啦?”同事说:“您看看脚下。”石屏低头一看,不禁哑然失笑,原来一只脚穿的是布鞋,一只脚穿的是球鞋,他从家里走到单位居然还没有发现。

1987年10月,进行低速选型风洞试验,迎角为10度时,机翼出现气流分离。总设计师系统讨论决定,直接在试验现场讨论改进方案,同时提出3种机翼方案。

1988年1月,3种机翼方案的低速、高速风洞选型试验分别在北京和哈尔滨同时进行。需要说明的是,在今天,3种方案同时吹风是不合乎常理的。但石屏想到,按当时的条件,如果从低速到高速这样逐步做过来,完成3个方案需要大半年时间,将严重影响研制进度。当然,由于做过很多方案的试验,心里有数,才敢这样做。

K-8的创新是全面的,这就需要全面的风险决策能力和决策胆识,也需要始终如一地做好解除风险的严谨细致的工作。石屏兼具这两方面的优点。与同志们商量后,石屏果断决定,打破常规,3个方案同时进行吹风试验。听到这个决定,试验单位的同志都替石屏担心,从来没有人敢这样做啊。如果弄砸了,可能得不偿失,花费更多的时间。

事实上,石屏心中也有些许担心,毕竟从来没有人这样做过,一旦失败,将严重影响K-8的研制进度。巴方也派人到了风洞试验现场,尤纳斯中校对石屏给予极大支持并对他说,你就按自己的思维去发挥,不要过多参照别国飞机的性能参数,K-8将会是一架好飞机。

在石屏的组织下,两地的参研同志24小时盯着试验过程,那时候,没有先进的通信手段,也没有专用的计算工具,他们就通过一部长途电话,一个一个地通报、记录试验数据,进行手工计算、分析修改。数以万计的数据处理下来,大家连做梦的时候都会报起数字来。经过半个多月的试验,最终获得了3个方案的第一手资料。随后,参试人员聚集北京,根据试验结果对3个方案打分,最终选中了第三个方案,并对根部前缘进行修形,经过部分改进后定为D方案,这个设计方案就是现在K-8的方案。

方案终于确定下来了,石屏和参试人员却整整瘦掉了一圈。1988年2月,距春节只有3天,参试人员才开始陆续返回。石屏的爱人张雪佩是位空气动力工程师,当时两个人都在试验现场。这时,他们才静下心来想想孩子们,他们担忧起来:不知孩子们怎么样了。自试验开始后,他们俩已经把两个孩子扔在家里几个月了。大年三十前两天,夫妻俩还在南归的列车上往回赶。当他们踏进家门的时候,孩子们惊喜地扑向了父母。大办年货已经来不及了。全家人简简单单过了个年,但天伦之乐带来了温馨与满足。孩子们说,能和爸爸妈妈一起过年我们就很高兴了,吃什么都觉得香。

这一方案采用机翼前缘小后掠,后缘前掠较大的梯形机翼。但方案一出,便备受争议。石屏认为,根据风洞试验结果,K-8的机翼气动布局能够兼顾飞行训练中不同速度范围的要求,具有良好的失速特性。但有的专家倾向于后掠机翼方案,以提高临界马赫数。也有专家真诚地提醒石屏:“你这个方案有很大的风险,也许你会因此而失败的。”改还是不改,争论了很久。沉重的压力,坠在石屏的心头。

作为总设计师,在众多不同的意见面前,石屏要做出果断的决定,需要下很大的决心。如果保守一点,听从大家的意见,最多是飞机的性能差一点。但如果坚持自己的判断,万一失败损失是非常惨重的。石屏高度重视来自各个方面的意见,重新审视方案的可靠性,假设着各种状态,进行反复比较,并坚信试验所得出的结论,认为要创新就要有所突破,他想到技术责任制,最终还是坚持了原定的方案。

经过充分试验和反复论证协调,1988年5月完成了方案设计工作,并提交航空工业部评审。由顾诵芬院士等人组成的评审组,对K-8方案进行技术评审,并提出了建议。根据专家的建议,总设计师系统决定对存在的问题进行风洞补充试验和方案调整。根据低速风洞试验结论,继续进行前缘修形,将失速迎角增大2度。随后,又进行了高速风洞试验,试验发现力矩特性不好。气动专家江积祥发现,模型存在质量问题,平尾安装缝隙过大致使力矩特性不佳。于是重做1∶20高速模型并再次试验,问题解决了。1988年8月,最终完成了选型试验,发出正式外形理论图。

1988—1989年,石屏先后和分工负责的副总师率队到美国和英国进行K-8的发动机畸变试验和电瓶起动试验、环控系统试验、电子飞行仪表系统(EFIS)联试、座椅穿舱试验和旋转天平试验。通过国际合作,石屏深深体会到,K-8引进国外成品非常有必要,这是一种创新,是一种消化吸收再创新。而这种创新形式,不仅仅提升了K-8的性能,提高了K-8飞机参与国际竞争的起点,更重要的是,通过K-8,国内航空工业引进了国外技术,在部分领域大大缩短了与世界先进水平的差距,实现了跨越式进步。例如,通过参与这些试验,洪都获得了涡扇发动机与进气道匹配性设计与试验的完整资料,并熟悉了全过程。通过与意大利马基公司进行旋转天平试验的合作,促成了国内引进旋转天平试验技术。而在美国进行环控系统试验和以EFIS为中心的飞行仪表和导航系统的联试,开拓了国内航空的专业视野。后来,引进的成品大部分均已国产,并配装于教8飞机上。

早期,由于飞机环控系统的落后,座舱内冬冷夏热,飞行员的飞行经常是一个受煎熬的过程。在这方面,国内也进行过深入研究,并开始研制先进环控系统,但由于技术储备不足,进展缓慢。K-8采购座舱系统成附件时,也可以选国内环控系统,但总设计师系统权衡再三最终决定选择引进国外先进产品。通过与外商的合作交流,并参加试验,我们掌握了世界先进环控系统的原理及生产研制的关键技术,提升了我们的技术水平。经过深入探索与研究,研制了国产环控系统,这个环控系统装在国产教8飞机上,部队反映是当时国内最好的环控系统。

在K-8飞机引进马丁公司弹射座椅之前,国内的弹射座椅只能做到低高度-小速度弹射。K-8配装外购弹射座椅后,不仅实现了零高度-零速度弹射,而且将这一技术引入国内,使国内弹射座椅的研制水平快速提升了一个台阶。

1989年10月,石屏带领设计人员到美国加雷特公司做发动机畸变试验,一同参加试验的还有巴基斯坦设计组组长尤纳斯。在加雷特公司,石屏第一次看到用网格模拟进气道畸变的试验方法,这种技术当时在我国还处于探索阶段,然而加雷特公司对此却相当熟练。通过试验证明,进气道和发动机在地面的匹配性很好,低温下电瓶起动也是成功的。这样,一直困扰石屏的发动机问题终于有了一个明确的解答。

此次加雷特公司之行,石屏主动向该公司提出发动机交付问题。1989年,由于受国外武器禁运的影响,美国加雷特公司迟迟没有交付原订的发动机,而此时飞机的样机已经进入总装车间了。到达加雷特公司,一进管生产的副总裁会议室,石屏便看到桌上放满了K-8的宣传资料,其中有一份资料上说K-8装了2门航炮。石屏质问加雷特公司相关负责人:“发动机为什么还不交付?K-8明明是教练机,怎么到了美国就成了战斗机了?”对方回答石屏,他们从航展拿到K-8的宣传资料上,K-8是装了2门航炮的,因此,美国国会怀疑K-8是战斗机并实施制裁。石屏争辩道,K-8从来没有装2门航炮的方案,另外,教练机装武器是用来训练的,美国的教练机也装了武器,你能说它们都是战斗机吗?事情得到了澄清,加雷特公司承诺将与美国国会交涉。由于中航技等的多方交涉,第二年7月,发动机终于运到了南昌。

20世纪80年代中期,可靠性设计理念刚刚引入国内,还未推广开来,我国武器装备的可靠性工程应用还是一片空白,装备的可靠性指标都没有。就是在这种情况下,K-8大胆创新,首次引入全机可靠性、维修性设计理念,编制可靠性、维修性大纲,使K-8从设计、生产、管理到售后服务都与国际接轨,为后来的国际化、商业化道路奠定了坚实的基础。

这还得从石屏的细心说起。洪都飞机设计所104室主任冯家澍从英国留学回来,他提到可靠性设计这一概念。当时的洪都飞机设计所106室副主任龚庆祥对此很感兴趣,石屏便申请将龚庆祥调至所办,让他从事这方面的研究。1986年底,北航可靠性工程研究所所长、系统工程系主任杨为民教授来洪都作可靠性、维修性报告。石屏参加了报告会,这次报告会给了他很大的震动,他敏锐地意识到,可靠性和维修性将会与飞机性能一样,决定着飞机的竞争力。

要进行可靠性设计,就必须深入用户。1987年3月,石屏请龚庆祥组织所里人员到部队进行外场调研,广泛收集了强5、歼6、歼教5等飞机故障信息15000余条,为可靠性设计工作的展开做准备。5月,经过对搜集来的信息进行分析、研究后,石屏及总设计师系统慎重决定,从K-8方案阶段开始开展可靠性和维修性设计。这在国内是首创。

1987年6月,航空工业部发出《关于聘请K-8飞机可靠性设计顾问的通知》,同意聘请北航杨为民以及航空企业和科研院所的顾振中、冯家澍、曾天翔等人为K-8飞机可靠性设计顾问。

在这些国内首批可靠性设计专家的指导下,由石屏等人组织编制了K-8的可靠性、维修性大纲,确定了K-8飞机平均故障间隔飞行小时、完成任务成功率、再次出动机务准备时间、更换发动机时间、一线直接维护工时等5项可靠性、维修性设计指标。对飞行仪表、起落架收放系统等重要系统进行余度设计。

维修性要求与飞机结构设计是存在矛盾的,对于如何取舍,如何抉择,总设计师系统犯了难。但石屏非常清楚自己要的是什么,为了达到K-8原定的十大特点,石屏坚决支持维修性设计原则。他花了大量心思对维修性进行设计,哪些地方要开快卸口盖,开多少,如何在不影响K-8飞机8000小时的结构寿命要求的同时,最大程度提高维修性,这些都是设计中要仔细考虑的问题。

根据K-8飞机的可靠性和维修性设计要求,全机共开设134个口盖,口盖总面积达22.4米 2,占飞机总表面积的27.7%。其中机身口盖103个,机身口盖总面积为13.13米 2,占机身表面积的34.6%。58%以上口盖采用快卸形式,比其他类型飞机均有较大幅度提高。可以说,K-8飞机除发动机外,其他的维护工作都可以在站立姿态下进行,大大提高了维护的效率。可靠性、维修性设计降低了飞机全寿命使用维护费用,与国外同类飞机相比,一次性购置成本低,飞机效费比高。

20多年后的今天,当我们从K-8以及教8飞机的使用反馈情况来看,当时K-8从研制阶段就引入可靠性、维修性设计有着非常重大的意义。从某种程度上说,正是因为良好的维修性能,才使得K-8在面对强大的竞争对手时,有了自己的优势,打开了国际市场。教8飞机的可靠性、维修性设计,在K-8的基础上又有了很大的提高,可靠性试验受到了军方的重视。使用维修性好是飞行学院对教8飞机的评价之一。

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