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【殲7E首飛三十年】為了建立強大的空中威懾力量————記研製殲—7E係列戰鬥機的西工大群體
2020-05-18 11:23   審核人:

   2009101日,在建國60周年大慶上,八一飛行表演機殲—7E型飛機同由中國自行研製的大型預警機——空警—2000組成9架機的第一梯隊,雄壯地飛過天安門上空,接受黨和國家領導人以及億萬中國人民的檢閱,隨後殲—7E型飛機l1l5日在慶祝中國人民解放軍空軍建軍60周年時進行了精彩的飛行表演。而在此十年前,殲一7E型機作為我國空軍主力戰機,參加了中華人民共和國50周年國慶閱兵。殲—7E的成功為西北工業大學爭得了榮譽,它是我國產學研的典範,也是我國戰鬥機中唯一以高校為副總師單位研製的型號。這一型號作為我國空軍和海軍主力機種,其優越性能使其成為我國空軍八一飛行表演機長達20年,並獲得了國家科技進步二等獎。它的出口型號殲—7MG裝備了巴基斯坦和孟加拉等國家並引起了多國的興趣,成為了其研發基礎平台,也為西工大培養了大量的飛機設計人才。

  

-7GB型飛機在建國60周年大慶上接受檢閱

西北工業大學獲得集體立功獎

這一切引起筆者思緒萬千,回憶起殲—7E飛機誕生的情景:

199356日至7日,我國最大的殲擊機生產基地沉浸在節日的歡樂氣氛中——曆時5年半、廠校合作研製的殲一7E型飛機經試飛鑒定全麵達到和超過總參謀部、國防科工委批準的戰技指標,航空軍工產品定型委員會第51次會議正式批準該機設計定型。

設計定型會前夕,一架銀白色的客機降落在成都雙流機場。空軍副司令員林虎中將一下飛機就向迎接他的成都飛機工業公司楊寶樹總經理等人問:“西工大的同誌來了沒有?”當他得知劉元鏞、沙伯南、劉千剛、李為吉幾位教授都到了時,滿意地點點頭說:“來了就好,來了就好。”

56晚,空軍在成飛賓館單獨宴請西工大的幾位老師。國防科工委副主任懷國模、原航空航天工業部副部長王昂以及總參的領導同誌作陪。林虎代表空軍把刻有“為殲一7E型飛機研製成功作出重要貢獻”字樣的景泰藍杯贈給西工大,並宣布給西工大參演人員物質獎勵。劉元鏞副校長接過獎杯說:“感謝空軍對我們的鼓勵和鞭策,我們一定要再接再厲,為空軍作出更多的貢獻。”

頭發花白的老師們心中再次奔湧著喜悅的浪花:

1990518,殲一7E型飛機在原航空航天工業部部長林宗棠、原四川省省長張皓若、空軍副司令林虎等領導同誌的注目下,從成飛機場騰空而起,首飛成功!機場上想起了熱烈的掌聲。國務院總理李鵬、軍委副主席劉華清均批示表示熱烈祝賀!

1990518下午殲-7E型飛機首飛成功

緊接著6月、10月,殲一7E型飛機又分別向航定委、總參和科工委領導作了漂亮的匯報飛行:超低空飛行、低空盤旋、超低空倒飛、上升滾轉等機動飛行動作。空軍司令員王海興奮地說:“改型機表演非常成功,並不比我在國外看到的飛行表演差!”

望著用智慧和汗水孕育出來的的共和國之鷹,老師們隻覺得喉梗鼻酸,沙伯南悄悄拭去了掛在疲憊憔悴臉上的淚花……

沙伯南教授是我國著名飛機設計專家、航空教育專家。他於1963年畢業於哈爾濱軍事工程學院空軍係飛機設計專業。19502月在杭州空軍預科總隊參加工作,19514月至195610月在空軍六師、空軍九師、海軍航空兵六師曆任機械師、機械長、大隊機務主任,195610月至195712月任海軍航空兵工程部工程師,195712月至19705月任哈爾濱軍事工程學院空軍係教員、講師,19705月至199410月在西北工業大學任副教授、教授。曆任西北工業大學飛機係502教研室主任、黨支部書記。

在今天充滿激烈競爭的社會裏,人們開始相信“成功=機遇+奮鬥”這樣的生活信條。也有相當一部人把人生的不得意歸咎於沒趕上那猶如“白駒過隙”的“機遇”。其實,機遇也隻垂青於那些有心人。沙伯南對改型飛機的濃厚興趣完全是由大學裏常規的大學生下廠生產實習引發的。1982年,沙伯南帶學生在成都飛機公司實習中,看到殲-7機機頭有130公斤的“死配重”,並且了解到該機在使用中存在著航程短、機動性能和起飛著陸性能差等缺陷。作為目前大量裝配部隊的主力機種,這些缺陷在未來戰爭中意味著什麽,明眼人看得清楚。“拿掉死配重,提高飛機作戰性能!”這個念頭強烈地衝擊著沙伯南的心扉。這不僅是一名航空教育工作者的責任,而且還是一個老戰士的心願:沙伯南從1950年到1957年底,在空軍部隊呆了七年多,任過飛行大隊機務主任,參加過抗美援朝,三次榮立戰功並獲得兩枚朝鮮軍功章。他對裝備部隊的飛機有著特殊的感情!1983年至1984年,作為大學生畢業設計選題,沙伯南率先開展了研究工作。

1984年底,該項課題得到國防科工委大力支持,西工大組織起有總體、氣動、結構、載荷、強度等各專業教師參加的課題組,從理論分析到氣動實驗同時開展了預研。

拿出一個什麽樣的方案來提高飛機的性能?頭炮打不響將會使美好願望成為泡影。研製新機,當然是一條路,但要耗費巨資和時間,需要很大的投入。這不符合發展中的中國國情。沙伯南聰明地看到這一點,走上了一條“漸改”的道路:立足原型機,改進某氣動布局以提高性能。這個漸改方案,既考慮了國情,又能從空軍實戰出發,當即得到校係大力支持,也得到劉千剛、楊慶雄、趙令誠等老教授的讚揚和肯定。後來無數次的實驗,又不斷地印證著方案的正確性。

沙老師親手設計、研製的殲-7E型飛機風洞試驗模型

其實,就連歐美那樣的發達國家,也不全是貪大求新。美國F5,法國幻影係列,獨聯體米格21,與我國的殲一7機同屬第二代戰鬥機,他們並不是因為有了更先進的F16、蘇27、米格29飛機就放棄了對舊機的改進和改型。

19851月,西工大與成飛公司簽訂了意向協議,得到了當時的公司總經理謝明、老總師戴世然對漸改方案的肯定和支持,從而為了殲一7機的改型廠校結合在一起。科研、生產優勢的結合和互補,為殲一7E型機上天奠定了堅實的基礎。

1986年,空軍根據現有的航空裝備和當前航空技術發展水平,提出了殲一7機大改的設想。當時,空軍手裏已有好幾家單位提供了改型方案,但成飛公司和西工大聯合上報的“關於殲一7改飛機研製總體設想的報告”到空軍後,馬上為空軍領導所矚目並選中。該方案不僅考慮到國情和空軍實際,更重要的是大膽采用了先進的氣動技術,它隻改動機翼的外翼,而全機結構基本不動,就可根本改變原型機存在的弊端。老師們4年來的預研成果,也有力地支持著方案不可動搖的地位。無疑,這是一項投資少、效益高、周期短、風險小的漸改途徑。

198710月總參謀部對改型飛機正式立項,到19935月正式設計定型,期間經過了研製、首飛、調整試飛、定型試飛等環節,各方麵信息反饋:改型相當成功!殲-7E的改進不僅在於雙三角翼,它的前後緣機動襟翼也是一個在氣動布局方麵的創新設計。風洞實驗和實際飛行都表明殲-7E的飛行升阻特性比殲-7有非常大程度的提高,這樣飛機的可用迎角增加了32%,有效的提高了飛機的中低空機動性能。

而改型機從批準立項到定型,前後隻用了5年半時間,研製經費不到7000萬!

部長首長和主管部委領導對此評價極高——

林虎副司令員:“殲一7E型機研製成功,對保持和提高部隊戰鬥力有重要作用。在氣動布局上,西工大老師和設計部門下決心改,改的很成功!”

懷國模副主任:“該機研製成功是使用、科研、生產三結合的產物。西工大提供了很好的技術基礎。”

航空航天部飛機顧問組:“殲一7E型機氣動布局方案符合飛機研製任務要求,設計方向是正確的。”

3架改型飛機進行了長期的試飛鑒定,飛行員最有發言權:“這架飛機改得好,早應該這樣改了。”有的飛行員甚至說:“飛了這架飛機再也不想飛別的飛機了。”

二十世紀90年代中期,為提高飛機超視距作戰能力,沙伯南教授再次與成都飛機工業公司合作成功研製了殲-7FS試驗機,19968月由成飛公司、黎陽發動機公司、航空附件研究所、航空複合材料特種結構研究所、成都清江儀表廠、陝西淩雲電器總公司、西北光學儀器廠、陝西千山電子儀器廠等9個單位自籌經費,分擔風險進行研製的預研驗證機。199868日下午,在空軍第三試飛大隊大隊長錢學林的駕駛下,以發動機最大狀態起飛,經過22分鍾飛行後正常著陸,成功地實現了首飛。2001年完成飛行試驗。殲-7FS最突出的改進在於沙老師提出的更換新的帶下頜進氣道的進排氣布局,配裝大推力渦噴-13改進型發動機,安裝大功率的機載雷達和交流電係統,加裝視頻記錄係統、飛行參數記錄係統和武器管理係統。使殲-7飛機首次具有了發射中距空空導彈的能力。

-7FS首飛前沙老師項目組與總設計師陸英育合影

199868下午在成都黃田壩觀看殲-7FS首飛

可以毫不誇張的說,殲一7係列改型機研製成功是一曲團結、拚搏、奉獻、奮鬥的凱歌,是互補優勢、通力協作的典範。

飛機的改型是一個超大規模的科研項目。沙伯南任整個改型工程的副總設計師,全麵負責技術工作。西工大承擔了總體、氣動、載荷、靜氣彈、顫振、操穩品質計算分析、結構強度計算等課題的研究。

學校把此項工程擺在突出位置,列為代表西工大水平的重點課題,由主管科研的副校長劉元鏞親自抓。原校長傅恒誌、校長戴冠中、黨委書記李保義多次親臨指導;傅恒誌在飛機係現場辦公,當場解決問題;中國航空學會理事長、我校名譽校長季文美先生,在廠校之間做了大量的協調工作。科研處則把簽合同、談判、計劃管理等事務性工作攬起來,使老師們專心致誌搞科研。

一個以科技部長虞企鶴教授、飛機係副主任李為吉教授任正副指揮,沙伯南教授兼任總設計師的校方現場指揮部應運而生。

整個研製隊伍以飛機係為主幹,自動控製係、航天工程學院等大力配合。內含總體和性能組、結構強度組、空氣動力載荷計算組、顫振計算組、操縱品質組和吹風組等,充分體現了高校學科門類齊全以及很強的科研理論實力的特色。而整個隊伍隻有30餘名老師,其中包括型號總設計師顧問劉千剛、楊慶雄、趙令誠三位博士生導師和20名正副教授。可謂精兵強將!

為了改型機,教師們把心操在一起。按常規,機翼結構強度工作是等外形定型後,經過吹風、定載荷、定重量,然後才是方案設計與計算。但楊慶雄和他的結構組卻走了“跟隨設計”、“並行設計”這樣一條給自己“找麻煩”的路子。既然結構強度計算與總體和其他環節工作同步進行,那麽版本(結構方案)的修改甚至推倒重來就成了家常便飯。機翼前沿邊條經吹風要取消,機翼因橫向安定性不好加大上反角,機翼裏裝進東西後重量發生變化,等等,版本都要做大幅度的調整和修改。全組共搞了10個版本20多個方案,計算模型中的小調整還不算。經常的調整和修改,成倍的加大了計算工作量。題目大,上一次計算機要10多個小時,耗資一兩千元,並且為了不影響白天其他人上機,他們經常是晚上幹通宵。課題經費,基本上花在計算和出差上。跟隨設計雖然又苦又累,花錢又多,但好處是搶了時間。外型一定,方案就出來了,避免了課題組和廠校之間的互相等待;還可以及早發現一些技術問題,防患於未然。70隔板與機身的聯接過去一直沒有很好解決,這次及早發現並在計算和接頭剛度上找到原因,弄清了受力數據,通過逐步修改得到較徹底解決。

研製人員不僅犧牲局部利益顧全大局,而且課題組之間也團結協作、配合默契。整個改型設計工作時間要求急,工廠等著加工。課題組之間工作交叉,來回循環,一個環節卡住,設計工作就無法正常運轉。年長資深的劉千剛教授是1992年國家科技進步一等獎的得主,他和三個博士生承擔了整個氣動力的計算。在初步設計中,外形因不斷變化而無法吹風,飛機飛行時的外力、阻力、力矩主要靠他們來計算。劉千剛與博士們憑著雄厚的技術基礎和“為國家設計飛機來不得半點馬虎”的責任心,終於使計算結果與吹風測出的數據誤差沒超過3%(一般允許值在10%以內),工廠十分滿意。氣動計算對結構強度、顫振速度、副翼效應都要滿足要求,一個方麵不過關,就要重新計算。僅19871988兩年,來回大的變動就有十多次,可見工作量之大!氣動、結構強度、顫振是三個大的課題組。對結構強度和顫振速度方麵的要求,氣動組都千方百計予以保證;而前者的一次次修改與調整,又使氣動計算一步步接近準確的設計值。

課題組的配合與協作還體現在應付困難和故障上。1990426日,是人們翹首以盼的首飛日。但因某部件用於起飛著陸是一個不安全因素,故推遲了首飛。此時,大家沒亂分寸,而是互相鼓勵,很快拿出過渡方案,並與518日首飛成功,前後隻用了22天。對此,不少同誌很是驚奇,他們說:“一般遇到這種情況,飛機起碼要趴半年。”在以後的調整試飛階段,還先後出現過副翼嗡鳴並導致副翼搖臂折斷故障、跨音速大過載盤旋時“反坡度”現象等,課題組的同誌都是臨亂不驚,冷靜分析原因,與工廠的同誌聯合攻關,使問題得以解決。

在課題組遇到一些較大技術難題時,飛機係組織全係教師給予支持。在總體方案、氣動吹風、性能計算等環節,多次請學術造詣高、經驗豐富的林超強、喬誌德、張仲寅、高浩等教授,聽取匯報,提供谘詢,集思廣益。院係之間也是通力合作。航天學院的薑晉慶教授、自動控製係何長安教授等,本身就是課題組的骨幹,合作得十分融洽。

采用新的氣動布局,老師們是要承擔各種風險的。比如顫振速度未能達到設計要求,飛行時就會造成機毀人亡的一級事故。上天的東西非同小可,老師們如履薄冰。但使他們感到莫大安慰的是,空軍、國防科工委和航空航天部至始自終的信任和支持。軍委副主席劉華清,副總參謀長何其宗,國防科工委主任丁衡高,副主任謝光、懷國模、葉正大,空軍原司令員王海、政委朱光,海軍副司令員李景,原四川省省長張皓若,原航空航天工業部部長林宗棠等,都曾經視察改型機現場和觀看飛行表演,特別是空軍副司令員林虎,親自抓此項工作,對西工大老師的工作高度重視,充分肯定,堅定了大家的信心和決心。

“誇父與日逐走,入日,渴欲得飲,飲於河、渭;河、渭不足,北飲大澤。未至。道渴而死。棄其杖,化為鄧林。”《山海經》裏所記載的誇父追求進取的英雄壯舉和表現出犧牲自身造福於後世的崇高品格,在他的後代——殲一7E型機研製人員身上得到完滿的體現。

隨著研製改型工作的深入,新的問題和技術難點接踵而至。由於機翼改動,展弦比加大,帶來了顫振特性的降低。而低空大表速又是現代戰鬥機的一個重要指標,對提高突防能力意義重大。因此,提高顫振速度成了顫振組和結構組必須攻克的難關。趙令誠、李鳳蔚、楊慶雄、薑晉慶等教授帶著博士生、碩士生,住在陝西長安縣203所和四川安縣西南計算中心,精心計算。根據顫振要求,再在結構上采取措施。既要提高剛度又不能增加飛機的重量。經過半年多十幾輪的計算,反複調整和修改,終於找到了辦法,使顫振計算速度達到了指標要求。

在近音速範圍,飛機大迎角出現輕度縱向力矩曲線“鼓包”,直接影響飛行安全。由此研製工作一度中斷。總體組、氣動組等和工廠密切配合,采取了相應措施,消除了縱向力矩的“鼓包”,同時還改善了飛機大迎角氣動特性。

頑強攻關,不斷進取。為了改型機早日上天。老師們活得很累:沒有常規的上下班時間,節假日也不休息,工作緊張時經常幹通宵。劉千剛、楊慶雄、趙令誠都近古稀之年,仍然頻繁地奔波在西安、成都之間。

殲一7E型機研製成功用了五年半,但這裏沒有統計前期預研的時間,實際上沙伯南和他的同伴們整整幹了10年!“十年磨一劍”,人生又有幾個十年?!

為了改型機,老師們付出得太多太多:

59歲的薑晉慶教授體質較差,連續加班半個多月,一次騎車時竟暈倒在路旁,臉也摔破了。他太疲勞了,但稍事休息,有投入了緊張的工作。

楊慶雄最感內疚的是對不起妻子。1987年他在四川安縣忙著算課題,其間愛人在學校摔成骨折。但善解人意的妻子沒把這事告訴楊慶雄,自己悄悄地住進了醫院。而楊慶雄家裏還有個瞎眼耳聾的老母和一個弱智的兒子。

開夜車對劉千剛來說已不是新鮮事。1988年暑假一天夜晚,因劉千剛加班忘了告訴看門的老太太,結果半夜12點多鍾從機房出來卻出不了大門,隻好放下斯文,翻窗而出。在成都飛機現場,他的痔瘡累犯了,滿便池都是血。

沙伯南作為副總設計師,操的心更大。他既要確定改型方案、總體方案論證、新技術的采用以及難題攻關,又要協調廠校和課題組之間的工作。為了不誤工作進程,他從牡丹江坐火車硬座,三天三夜趕到成都,直坐的雙腿腫脹,站起來都很困難。他常在第一線頂著幹,在工廠一住就是三、四個月。首飛推遲,他的壓力最大,飯送到招待所房間他吃不下,覺也睡不著,同伴們說那段時間他瘦得厲害。

巫澤暈倒腿部摔傷後仍然出差到氣動試驗現場;趙令誠有嚴重的萎縮性胃炎仍然堅持和年輕人一塊幹;何長安愛人出差新疆,女兒得肝炎住院,但他沒有顧得上看她一眼……

懂專業的人都知道,搞飛機設計受條件限製出不了什麽論文。而在現實社會裏,論文的多少又是衡量一個教師學術水平以及職稱晉升的重要指標。十年中,老師們很少顧及純理論的研究,而把論文寫在共和國的藍天上。

對這些事,劉千剛置以淡淡一笑:“既然承擔了工作,就要付出勞動代價。”

也許劉教授的話代表了老師們的心聲。一生清苦,卻安貧樂道,功名利祿全能拋下,為的是在有限的生命裏踏踏實實地做幾件事,這就是中國知識分子的情懷!

7-E型機能夠以最小的經濟代價獲取最大的性能效益,一個關鍵因素是高等院校的科研理論優勢與工廠企業的工程實踐優勢的成功結合。

從方案預研、爭取立項、合作研製直到設計定型的全過程,西工大與成都飛機公司合作卓有成效。

成飛公司作為改型機總承包單位,在其設計定型總結報告中客觀地指出:“改型機是廠、校結合的產物。西北工業大學承擔了合作研製改型機翼和飛機總體、氣動、機翼結構、強度、壽命、顫振等方麵的分析、計算工作。由於西北工業大學在研製過程中的全麵介入,發揮在理論研究上的優勢,對改型機的研製成功,發揮了重要作用。改型機的研製成功,也是西北工業大學參研人員的勞動結晶。”由此可見,廠校結合已成為廠、校雙方的共識。

廠校研製人員不會忘記密切而愉快的合作——

工廠領導和總師對老師尊重和信任,為老師的工作提供各種方便;

學校在對重要的氣動部件原理、方案、工作範圍、安全措施等深入研究後,工廠以及618所密切協作,及時安排了各種風洞試驗,強度試驗,係統原理、性能、操作試驗,可靠性分析和壽命試驗。試驗中發現的問題又反饋到設計中,改進了原設計,從而保證了氣動部件的研製成功;

原樣機機身不是改型部件,且又是工廠設計的,自然沒有學校的事。楊慶雄和他的結構組研製中發現機身上連接70隔板的框受力要失穩,他們就主動為工廠著想,專門做試驗和研究,提出了改進方案,及早消除了機身隱患。……

高校作為技術承包方參與大型型號工程的研製,從提出方案、批準立項、付諸實踐到研製成功,用趙令誠教授的話講:“這在全國高校中僅此一家,是破天荒的,是空前的!”廠校在殲一7E型機上的合作,甚至超過了在改型機上所采用的先進氣動布局的意義!同時,它也以不可辯駁的事實說明:高校完全有能力承接和完成大型工程項目,為國防現代化建設作出更多更大的貢獻!

在殲一7E型機航定會上,林虎、懷國模、王昂等主要領導對廠校合作得科研形式給予了高度評價,認為是“走出了廠校結合研製型號工程的路子!”

應該說,學校在堅持教學科研為社會主義建設服務、為國防現代化服務的同時,自身也是受益的。這不僅反映在經濟增益上,更重要的是為人才培養打下了質量基礎。更新了老師知識結構,豐富了教材內容,提高了教學效果,培養了學生的動手能力。現在高校學生聽課率都不太理想,但沙伯南結合工廠具體實踐所開出的“飛機總體設計”課確是全勤。圍繞改型機研製過程,飛機係舉行了多次諸如“航空發展的現狀和前景”專題報告會,研究生和高年級學生踴躍參加,報告廳場場爆滿。

而後為提高飛機超視距作戰能力,沙伯南教授再次與成都飛機工業公司合作,成功研製了殲-7FS試驗機。19968月由成飛公司、黎陽發動機公司、航空附件研究所、航空複合材料特種結構研究所、成都清江儀表廠、陝西淩雲電器總公司、西北光學儀器廠、陝西千山電子儀器廠等9個單位自籌經費,分擔風險進行研製的預研驗證機。199868日下午,在空軍第三試飛大隊大隊長錢學林的駕駛下,以發動機最大狀態起飛,經過22分鍾飛行後正常著陸,成功地實現了首飛。2001年完成飛行試驗。殲-7FS最突出的改進在於沙老師提出的更換新的帶下頜進氣道的進排氣布局,配裝大推力渦噴-13改進型發動機,安裝大功率的機載雷達和交流電係統,加裝視頻記錄係統、飛行參數記錄係統和武器管理係統。使殲-7飛機首次具有了發射中距空空導彈的能力。

沙伯南教授以求實創新的精神為國防建設做出了卓有成效的貢獻,為西北工業大學創造了榮譽,先後創新性的設計並研製了殲-7E係列戰鬥機,獲得國家科技進步二等獎。沙伯南和同伴們的生命雖然減去了十歲,但他們並不懊悔。社會的發展和人生的真諦不就在於不斷進取、不斷搏擊麽?!

                (撰稿:王正平 徐澄,審核:宣建林)

 

 

 

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