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第15章 飞机设计室(3)

气动弹性力学是研究弹性物体在气流中力学行为的一门科学,作为应用力学的一个特别分支,是从20世纪30年代开始发展起来的。我国气动弹性力学的研究,是与飞机设计的发展联系在一起的。1956年我国开始了自行设计飞机。飞机设计中遇到的气动弹性问题,急切要求开展这一领域的研究及其专业人才的培养。为此,1957年西工大黄玉珊教授为歼教1的研制做了颤振计算报告,南航陈基建教授首次开设了气动弹性力学课程。1958年2月,二机部四局召开气动弹性问题研讨会,会上黄玉珊教授做了《气动弹性模型实验技术》报告,陈基建教授做了《对AP970机翼抗扭刚度规定的分析》报告,胡海昌教授做了《超声速二维非定常气动力计算》报告。同年,北航叶逢培教授为教师讲授气动弹性力学课程。哈军工曹鹤荪教授任“东风”113飞机设计中气动弹性方面的顾问。在60年代初,北航诸德超、西工大赵令诚等编写了气动弹性力学方面的教材。航空院校先后对本科生开设了这方面的课程。院校的教授在开拓气动弹性研究工作及培养人才方面做出了贡献。

——潘一心《飞机气动弹性研究概况》

潘一心,1935年出生于江苏省江阴县。1959年从北京航空学院飞机设计系毕业,分配至沈阳飞机设计室。从那时开始,他就与管德一起从事气动弹性设计研究工作。他回忆:

飞机设计室只有管德和陈钟禄从事颤振工作,1959年后增加到6人,管德任颤振组组长。

当时,国内有关气动弹性方面的资料很少,涉及型号设计的资料根本就没有。同时,颤振分析的手段只有手摇计算机,可供颤振模型试验的风洞仅有北京大学教学低速风洞和AT-1超声速风洞。

——潘一心访谈(2012年3月)

就在这样的艰苦条件下,飞机设计室开展了颤振的研究工作,中国飞机设计的颤振计算迈出了第一步。

当时颤振计算是一项非常艰巨的任务。一位曾经从事过此类工作的教授讲道:“仅一个机翼就要分成若干段,运用线性代数中矩阵相乘的方法进行计算,当时只有手摇计算机,用一上午的时间迭代一次还很紧张,而且不能出错,一出错就得推倒重来。大概3天算出一个频率来,很艰苦。”(2012年4月北航陈桂彬教授访谈)

得到黄玉珊教授的夸赞,管德有理由感到自豪,因为虽然他毕业于著名的清华大学航空系,但由于上大学期间正值新政权建立,大量的时间被政治运动占用,所以仅读了一些基础课程。以后到了工作岗位,学校为他们进行了“回炉”补课,然而这种学习的系统性、知识的完整性都必然存在不足。

而气动弹性力学至今在学术界还是一门探索和逐步完善的边缘性分支学科,涉及到大量的力学、数学方面理论知识以及研究和计算分析方法。在传统的弹性力学、结构力学、流体力学、高等数学、线性代数等理论的基础上,随着科学技术的发展和实际需要,引入了诸如现代控制理论等不同于古典研究的方法和理念,这都需要管德在工作中不断学习、摸索。

黄玉珊这样的名教授对他的褒奖,不仅是由于他在当时交上了一份漂亮的考卷,更是对他的刻苦钻研精神和自学成才潜能的肯定,这是一个将科学技术作为毕生事业选择的人最为重要的素质。

但管德谈到了黄志千给他的一个提醒:

我的工作得到黄先生的夸奖还是很令人自豪的。

黄主任好像注意到了这一点,他特意来到我办公桌前,把这封信拿给我看。他说:“黄玉珊老师的评价,是对你们的鼓励,千万不能自满。”

就从那开始,我就开始搞气动弹性专业了,以后我再也没有改专业,不管我调到哪儿,不管行政职务怎么变化,对这个专业始终没有放松。到现在我还是北航的兼职博士导师,还带3个博士研究生。

——管德访谈(2011年10月)

黄志千

黄志千,原名黄永埙,1914年1月23日出生于江苏省淮阴县。

1933年7月,黄志千从镇江师范毕业后考入上海交大机械系,是航空门的第二期学生。1937年7月毕业后按规定到航空机械学校受训。1938年4月结业后,辗转于云南垒允、昆明,缅甸八莫,四川新津等飞机制造厂,负责并参加了飞机的修理及机场的服务工作。

1943年10月,黄志千到美国康维尔(Convair)飞机制造公司工作,参加了B-24轰炸机的设计、制造和240型双发运输机——“空中行宫”的应力分析工作。1945年8月抗日战争胜利,他进入密歇根(Michigan)大学航空研究院攻读力学硕士。1946年9月,南京国民政府的航空工业局与英国格洛斯特(Gloster)飞机制造公司签订了合作设计喷气式战斗机的协议,黄志千等一行遂转赴英国参加设计工作。他负责喷气战斗机的机身设计。

与黄志千同在美国密歇根大学攻读硕士学位、曾担任北航著名的“北京一号”总设计师的徐鑫福教授回忆:

1946年旧社会航空工业局用去很多外汇,请求英国格洛斯特飞机制造厂教会中国人员设计一架喷气式战斗机。于是,航空工业局由美国调27人到英国参加这架飞机的设计。

名单中大部分是飞机设计人员,还包括工艺人员。当时设计人员的分配情况是:志千学长担任机身的设计,陆孝彭设计机翼,我设计操纵,张桂联担任气动计算等……

我们到英国不久,就参加了英国皇家航空学会。

志千学长在设计时,还抽出时间刻苦学习俄文,并收集了大量的飞机设计资料,准备带回祖国,为发展祖国的航空事业而努力。

——徐鑫福《怀念我们尊敬的黄志千学长》

1949年,黄志千不顾南京国民政府空军当局要他到广州报到而后转赴台湾的指令,毅然乘船离英,途经孟买、新加坡、中国香港、朝鲜,于6月回到天津,后被安排在华东军区航空工程研究室。在这里他与徐舜寿开始了第一次的共同工作经历。以后黄志千到112厂,担任了设计科的代科长。当时,从苏联转来的图样属于绝密资料,对接触和保管图样人员的政治方面要求很高。由于历史、社会关系等原因,黄志千借阅图样和资料受到限制,甚至不允许查看米格-15飞机的设计图样。鉴于很难开展工作,黄志千写了请调报告,经组织批准,于1952年3月调到航空工业局教育处中教科,负责航空工业系统所属中专学校的管理。

徐舜寿了解黄志千,经上级批准,把他调到自己任科长的第一技术科设计组。从那时起,他们携手为开创新中国自主设计飞机的事业并肩战斗了极为宝贵的10年。

沈阳飞机设计室成立时,黄志千担任设计室副主任。

在管德负责外形设计计算时,徐舜寿安排黄志千做他和他们这个小组的技术指导。在解决歼教1飞机颤振计算问题中,黄志千将自己从英国带回的资料交给管德作为工作和学习的参考。

黄志千性格内敛、沉稳,与他在上海交大同期的同学王子仁(原航天工业部一院试验站技术副站长、研究员)曾回忆:“同学4年中,觉得志千性格比较内向,寡言谈。因他络腮胡很密,面目虎虎然,同学间亲切地称他为‘黄老虎’。”

在飞机设计室,黄志千是最年长的领导,他对顾诵芬、管德这样的年轻人爱护有加,无微不至。1964年2月,国防部授予他中国人民解放军技术中校军衔,并当选为第三届全国人民代表大会代表。

1965年5月20日,在受组织指派出国考察时,因飞机失事牺牲。

2005年5月20日,是黄志千遇难40周年纪念日。他参与创建的601所组织编写了《黄志千》纪念文集。文集封面上“黄志千”3个大字下面写着:我国自行设计飞机的奠基人、新中国首任飞机总设计师、歼8飞机的开拓者。

在这个纪念文集中,有管德的一篇文章 :

怀念黄志千老师

管德

黄志千老师虽然已经离开我们40周年,但他的音容笑貌,他的平易谦和、严谨细致的工作作风,一直留在我的记忆里。

1956年10月,原二机部四局在沈阳112厂建立了飞机研究室。黄志千老师被任命为飞机设计室的副主任。

我是1956年12月由四局机关调到飞机设计室的。在完成了歼教1飞机理论外形数据计算之后,就被转到空气动力组做歼教1飞机的气动弹性专业工作。

解放以前,中国曾设计过一些飞机。但是,因为那时设计的飞机飞行速度很低,飞机结构只要能够满足强度要求,再使操纵面满足质量平衡要求,就不会出现气动弹性问题。所以,那时的飞机设计机构里,没有气动弹性专业。

歼教1飞机设计的最大飞行马赫数是0.8。对于这种飞机,结构设计中不能只考虑满足强度要求,还必须检查是否会出现气动弹性问题,才能保证飞机的飞行安全和满足设计要求的飞行品质。所以,就需要有人做气动弹性专业的工作,这在国内还是第一次。应该怎样着手,就成为一个问题。

这时,黄志千老师给我们找来了国外用于类似飞机的设计要求。其中,规定了检查飞机结构刚度的方法,以及使操纵面达到质量平衡要求的方法。歼教1飞机结构在进行打样设计中,我们就按这些要求进行检查。这样,开展了歼教1飞机气动弹性专业工作的第一步。我们按这些要求,检查了机翼、机身、尾翼、操纵面的刚度。同时,按设计要求,确定了操纵面的质量平衡。歼教1飞机进入了详细设计阶段。

做完上述工作以后,就要做详细的颤振计算。当我们用美国、英国和苏联文献和书籍上介绍的方法,完成了歼教1飞机机翼的颤振计算之后,徐舜寿、黄志千老师就把计算报告寄给了黄玉珊老师,请他审查。后来,黄玉珊老师给徐舜寿、黄志千老师回了信。信上对我们的工作给予了很好的评价。这时,黄志千老师告诫我说:“黄玉珊老师的评价,是对你们的鼓励,千万不能自满。”

飞机设计室原来在112厂技术大楼里的几间房子里办公。后来人员逐渐增多,技术大楼里容纳不下,就搬到生产区门外的一栋平房里。平房后面,有一块空地。那时,黄志千老师因身体不好,到外地去疗养。在那里,他学会了简化的太极拳。他回来以后,有人向他提出教一教设计室的人练太极拳。于是,每天工间操的时候,黄志千老师就在那块空地上教同志们打太极拳。我也是其中之一。设计室的人觉得太极拳的动作挺有意思,有点像“摸鱼”。于是,黄志千老师带领一些人每天“摸鱼”,这也成为设计室的美谈。

1960年,成立了国防部第六研究院。1961年8月,112厂飞机设计室和一些单位合并成为第一飞机设计研究所。1962年搬到了现在的地址——塔湾。

到塔湾以后,实行军事化管理。设计室所在的几栋大楼,每天早晨开门,晚上锁门,由警卫负责。黄志千老师为了每天多一些时间工作、学习,他要警卫每天晚上到规定时间就锁门,但把他锁在办公室里,继续工作、学习。到他要休息时,再打电话给警卫,把他“放”出来。这事对我印象特别深,影响很大。黄志千老师当时已经年届半百,身体也不是太好,而且从事飞机设计也有不算短的时间,应该说是比较有经验的专家。但是,他仍然坚持学习。他当时已是所的总设计师,仍然严格细致地工作。比我们这些小他20岁的人,还要刻苦、努力,实在堪称榜样。

气动组的党小组长

管德初到飞机设计室时,被安排在总体组,由于转搞气动弹性,1958年调到了顾诵芬任组长的气动组,担任了气动组副组长。当时气动组与总体组为一个党小组,管德还担任这个党小组的组长。也就是从那个时候起,他与顾诵芬成为至交好友,俩人的友谊延续至今。

顾诵芬,1930年2月4日出生在江苏省苏州市的一个书香世家。他的父亲顾廷龙是著名的国学大家,也是很有造诣的大书法家、现代中国图书馆事业家、古籍版本目录学家。1939年,应叶景葵、张元济先生邀请,创办并主持管理上海私立合众图书馆。

顾诵芬自幼喜爱航模,从美国通俗科学杂志Popular Science中知道了世界上最先进的航空模型制造方法,也从1945年上海的开明书店的一批苏联的航模制作方面的书中学习。他回忆:“不仅看了书做飞机模型,而且还可以到院子里去飞,这样更促使我对搞飞机有兴趣。”(顾诵芬《我与上海图书馆的情谊》)

1947年,顾诵芬从上海南洋模范中学毕业,曾先后参加过浙江大学、清华大学和上海交大等院校航空系的考试,均被录取。最终他选择了上海交大。

1951年8月,顾诵芬以优异的成绩从上海交大航空工程系毕业,那时的大学毕业生已经全部由政府分配。按照组织决定,当年的航空系毕业生全部分配到中央新组建的航空工业系统,顾诵芬来到了北京,他向组织提出请求,希望能够到飞机设计或航空技术研究的部门工作。负责分配的同志同意考虑他的请求,将他留在了局机关。

经过在徐昌裕领导下的生产处制图组工作一段时间后,他被安排到了徐舜寿领导的第一技术科,以后又被徐舜寿安排在黄志千任组长的设计组,从那时开始,他一直与徐舜寿、黄志千为开创新中国的飞机设计事业而努力拼搏。

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