程不时在博客里透露“运10”设计内幕 (2)

aka 发表于 2007/04/13 23:54 一品 人文历史 (www.ywpw.com)

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良好的起点

运10的设计对我是难忘的经历。仅它的平尾面积,就比我过去从事的喷气战斗机的机翼面积还要大上5倍。运10是我国的飞机设计首次从十吨级向百吨级冲刺。在科学技术上,凡数量差上十倍就称为达到一个量级,事物就会有质的变化。如果说我国过去设计的飞机是一些小艇,那么运10就是一艘巨轮。

大飞机并不是小飞机简单地放大,正如同巨轮不是舢板的放大一样,连自然界的大象也不是老鼠形态的放大。尺寸的放大以后,出现称为“尺度效应”的现象,需要重新找到解决的途径。例如长达40多米的翼展,运10就不可能再按小飞机一样将机翼设计成为“刚性”机翼,而必须考虑“气动弹性”效应按“柔性机翼”的原则来设计。许多结构和系统、甚至概念和方法,都提出了许多新的挑战。比如说,小型飞机的机翼上一般有四片辅助翼面,(一对副翼,一对襟翼),但运10的机翼上的辅助翼面竟然多达50片,每一片都要解决构造问题、功能问题和操作问题。如果没有接受新事物的创新开拓精神,很难完成这种量级的跳跃。

大约15年前,当我还在“第一飞机设计室”的时候,来了一群大学生来实习。我给他们专门讲过一次飞机结构的发展。当时我讲的,还是带有“前瞻性”的发展方向,比如整体壁钣、蜂窝结构、变厚度蒙皮及整体油箱等。当时这些在小型喷气飞机上采且并不急迫,但在运10飞机,却必须全部用上,不然结构重量会使飞机的有效载重大打折扣。

运10在飞行中大部分时间在“高亚音速”区域巡航。机翼的设计要在这个速度领域内最有利。这样大吨位的飞机,却必须在通常的喷气机跑道上起降,因此机翼上的增升装置的型式和数量都比小型飞机复杂得多。结构上,机翼内的整体油箱需要装载50多吨燃油,而在此前我国自行设计的飞机上获奖的整体油箱项目的载油量仅为40公斤。整个机身是一个密封的客舱,在高空需要承受压差并保证结构的疲劳寿命。

在操纵系统上,如此巨大的尺寸,在过去小型飞机上通用的“硬式操纵”系统不但因杆件过长而不能保证受压稳定,并且在高空由于温差造成的热障冷缩现象也会使中点偏离中位,因而不得不使用“软式”的钢索操纵系统。

另一方面,虽然运10飞机比我以前设计的飞机大了许多,但仍然存在许多通用的东西。一般地说,当出现众多矛盾时,如何保证优先级的问题重点得到解决的思维方法等,对小飞机和大飞机都是类似的。我在过去一些机型设计中的经验和思考方法,对运10的设计中处理问题带来了很大的方便。我自己在运10设计中一面学习,一面运用自己的所学,使原有的知识得到空前未有的扩大和充实。

我刚来上海时许多人还不认识我。我提出了飞机的起落架位置应该向后移动,这样重大的改变一般会引起很大面积的技术工作返工,会招致许多反对。但是我召集有关人同共同开会,讲清理由之后,意见很快被听取,飞机的参数相应作了更改。

这种新领域的设计,设计中需要直接参考大量的国外技术资料,运10是我国第一次按欧美的“适航标准”作为设计规范来设计的飞机。设计所的“资料翻译室”聘我为兼职翻译,除了分配给我国外资料的翻译任务之外,其他技术人员阅读外文资料弄不懂确切含义时,便来找我。这样的附带收益是使我在解决别人英语障碍中了解到了相当广泛的技术知识。为了这些翻译和辅导工作,翻译室特别发给我一本厚厚的英语词典作为“奖励”。

我对大型飞机的设计特点作了一番探讨,将研究结果对总体气动研究室全体作了集中讲课,并写了一篇总结性的文章。北京管理机关派了一位老专家来上海,组织出版一本专门阐述大型飞机设计特点的书,把我这篇选为第一篇。这位老专家还在总结大会上特地表扬了我这篇文章。

航空界一位工艺方面的老专家,这时也对一种外国大型喷气飞机的技术进行了研究,总结出很多值得注意的特点。有一次他特地来找来,和我交流心得,我向他学习了不少。但是最后他说,干脆放弃运10的总体方案好啦,我们来测绘仿制外国这种飞机。

我当时很感意外。我国飞机设计事业的奠基人徐舜寿是明确反对“唯某种外国飞机论”的。产品发展之道,应该由我国设计人员对产品进行“工程综合”、创立我国有知识产权的产品,这一直是我的信念。我数十年来从事航空设计始终在做这种工作。现在提出“测绘”某种外国飞机,不是完全彻底的“唯外国飞机论”吗?

出于对他的尊敬,我觉得没有必要和他争论个水落石出,便只有沉默。后来我才知道,他误会了我沉默的含义,以为他说服了我。

他后来去对运10工程的组织者说了同样的意见,并且说,在研究了一种外国大型喷气飞机之后,程不时有很好的意见,建议工程组织者好好听一听程的看法。

组织者来到我的办公室,开门见山说明他来访的来由说:“那位工艺专家说你有很好的意见,要我来听一听,我今天就是特地前来听你的看法。”

我这才知道,原来是“仿制论”崇尚者把我拉为同盟,来向运10组织者施加压力。但是我并不同意“仿制”技术路线。

组织者既然是来听意见的,我便将我认为运10应该采取的十点先进技术讲了一下。我说完后,组织者看着我的嘴,等我说出建议仿制国外飞机的建议。他预料我会讲的。可是我始终没有说这样的话。他便起身走了。

我说的十点先进技术,以后都采用到了运10飞机上。但运10总体上作为一项中国的设计的特点,却鲜明地保持了下来。我们自觉地在运10研制中摒弃了“仿制”技术路线。

那位工艺专家后来成为国内“仿制”路线的代表性人物。而在以后的讨论中我成为“自主开发”方法的明确主张者。“仿制”技术路线在以后25年内再也没有在一架中国飞机上显现威力,只不过成为国内航空界攻击“自主开发”路线的一种情绪倾向而已。到了21世纪开始,我国发展民用客机的技术路线明确提出了“以我为自,自主开发”的方针。

1972年的方案汇审会议上,我准备了一个关于总体设计的型式选择论证全面报告。全国来的专家听了这个报告,认可通过了运10的设计方案。

在运10的方案审定会议时,集中了全国知名的一些飞机设计师来参加讨论。我遇见了50年代初期在沈阳“第一飞机设计室”时共同工作的设计师陆孝彭。我陪同他一起观看了运10的木质样机。这样巨大的飞机,以一比一的尺寸用木质制造出来,摆在当时的厂房内,垂尾的顶端几乎触到厂房顶蓬,而翼展伸展开去,真是一个庞然大物。

陆孝彭满怀兴趣地参见了样机,一面和我讨论,一面发着感慨。他说:“这架飞机最大的优点是按国家的正式任务研制的。这是最有力的保证。”他对这一点非常羡慕。

他是有所感而发的。因为他曾主动提出过一种“轻型歼击机”的设计,就是被称为“空中李向阳”的喷气歼击机。但是这并不是国家从上向下的途径下达的任务,因此研制过程十分艰难,飞机虽然试飞了却中途夭折。

我对他也谈了自己的感受,我说运10这样大的飞机,研制周期要以十年计。我过去已经参加研制过不少型号飞机,但像运10这样规模的飞机,看来研制完成后我也不可能再从事别的机种的研制了。陆孝彭想了想,说:“那倒也是。”

没有想到,陆孝彭看好的“运10”工程的优点,即便在1970年正式下达任务、在1980年的全国科学大会上再次确认、并列为国家重点,后来却仍然因因种种变故而使运10被搁置。主要由于航空工业内部存在一种因循守旧的陈旧思潮。而陆孝彭自己,在研制“空中李向阳”之后,也只是领导了一些改型设计和课题研究,终于没有再在新型号中发挥他的设计才能。

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