正文
“通常研制一个新型的飞机,按照规律,它的新的东西不能超过
30%
,就是
70%
得是继承的,我们这个歼十飞机,实际上它用的新产品,新的系统,新的技术,超过了
60%
”。
第二点,即使从基本概念开始学起,歼十也必须要搞定先进技术,没有妥协的余地。
当时
F22
和
F35
都尚未服役,全球最先进的就是三代机,而歼十从出生开始就必须要能够击败国外最先进的战机,这是歼十作为作战武器的宿命所在,一项作战武器,是要和世界强国的先进三代机硬碰硬的,因此在性能上没有妥协的余地,必须要具备能够击败先进国家三代机的实力,要和国外最先进的现役战机处于同一技术水平线上,否则歼十造出来将会毫无意义。
当前美国在对我国进行半导体技术封锁,但实际上我国还可以从中国台湾,日本,韩国,欧洲挖角半导体技术人才,购买软硬件,而歼十在研制过程中,欧洲,日本,美国等先进国家都对我国进行了军事制裁和禁运,我国不仅不能获取人才,甚至也无法购买到相关的设备和软件。
歼十研制的时候定的关键技术达到了上百项,其中在后来被认为最具有挑战性的是数字技术,三代机和二代机最大的不同,是不再使用机械操作方式,而改由计算机控制,这是革命性的跃升,也是三代机性能提升的关键所在。
而上世纪八十年代,国际先进的计算机技术刚刚进入中国,此时的计算机软硬件技术已经和多年前的电子管计算机时代不可同日而语。
设计人员连基本概念都要从头学起,时任歼十副总设计师曾庆林回忆说“完全不了解,我们基本上就连这个概念都不是很清楚,从六七十年代一直跳到九十年代,这个变化太大了”
时任中航工业某研究所室主任谢经涛说“我们跟年轻人是在同一个起跑线上,我以前那些经验在这个新的系统上可借鉴的不是太多,那怎么办呢,边学边干,实际上也硬着头皮上了”。
其中的飞控系统设计是一个非常大的难题,对于飞控系统来说,安全稳定是第一位的,但是三代机又要求飞机的机动性和操纵性要好,这就存在着矛盾。
设计人员提出了大胆的想法,不再采用过去的机械操纵模式,而改由计算机控制,叫做“电传飞控”,时任中航空业某研究所设计员张继高是这么解释电传飞控的:“以前我们飞机的各个舵面,是飞行员通过这个驾驶杆,脚蹬,通过机械连接传动过去,而电传操纵就不需要了,驾驶杆的位移变成电信号,通过电缆传送过去,电传操纵出现以后,它给飞机的控制带来了一种革命性的变化”。
这个方案由于复杂度非常大,电传飞控系统需要提前把飞机所有可能出现的飞行状态进行分析,并给出解决方案,由计算机来完成复杂情况下的判断和处理,但是战斗机在空中的飞行姿态十分复杂,而可能遇到的各种状况也数不胜数,
除了飞机的飞行姿态,速度,外部气候状况等因素外,还要考虑故障,飞控系统信号出了问题怎么处理,所有的路都需要事先设定好,所有能想到的状况,都需要给计算机设计好应急处理方案并且储存在计算机内。
一开始研究所的领导并不同意采用电传飞控的方案,
但是歼十总设计师宋文骢认为“不能重复人家一步步的走,
做出来的东西一定要比他先进比他好,创新要有决心
,
有这个梦
。”最终决定搞电传飞控设计。领导的担心并不是没有道理,在选择新技术的路径时,技术的成熟度是必须要考虑的问题,在歼十的研制过程中,国外不断传来采用电传飞控的三代机坠毁失事的消息,这让歼十的设计团队也非常紧张。
时任中航工业某研究所飞控专业组长的杨朝旭说,“那是非常紧张的,都处于加班状态,实际上的话,你做再多也不为过,因为你始终觉得你可能都欠了一点”。
同样的还有负责歼十航电系统研发的副总设计师曾庆林,也遇到了计算机技术这个拦路虎,二代机的航电系统比较简单,各个设备自成体系,三代机执行的任务非常复杂,用曾庆林的话说,“你要挂几十种武器,你要做对空,对地,远程,近程,各种运动,非运动的目标,你都要去瞄准攻击,原来的老的飞机不便捷,就没办法(实现),要建立一个网络系统”。
从导航,通信,到几十种武器的操作,都要编成软件,前后花了十几年的时间,才完成航电系统的升级换代。“每个文件都是几百页,上千页,工作量非常大,非常非常紧张”“基本是加班加点,成天耗在这里”
此外三代机还要求大过载,长寿命,这就要求飞机结构要有很高的疲劳强度设计,否则可能会发生事故,一般增加重量可以增加强度,但是三代机对机动性的要求又要求机体要轻,这就和结构强度就形成了矛盾。
为了计算全机结构各个部分的应力状态,因此设计人员自行开发软件,把全机结构划分成很多个小单元,计算出各个单元的应力,这也是
国内在飞机设计中首次大规模使用计算机辅助结构设计系统
。
类似的还有歼十的飞机液压系统,液压系统是用来传送能量和动力的,歼十的飞机液压系统有上千个测试点,当时的计算机仿真技术还不发达,所以就搭建地面液压系统全模拟试验台。
到九十年代歼十的设计以及各种机载设备的研发告一段落,飞机开始进入制造阶段,制造工作由成飞承担,这对于成飞来说也是极大的挑战,之前生产制造二代机的经验可借鉴的不多,有些甚至是颠覆性的差异。歼十大量采用整体设计,出现了大量的整体结构件,形态复杂,加工要求又达到了毫米级别,成飞当时的机床,铣床都加工不出来,必须使用数字加工技术。
负责技术攻关的是时任中航工业某制造厂室主任钱应璋,
“一个整体框大概是一到两吨重,毛坯,然后双面加工出来可能是几十公斤,然后外形是比较复杂的曲面,我们过去从来没碰到过”。
当时在
863
计划中,有一个计算机集成制造的课题,钱应璋联合课题组的专家,从最基础的程序设计开始,边设计,边实验,边制造,其中有一个整体框特别复杂,光是编制程序,就花了好几个月时间,到正式加工的时候,刀对好了,负责的工长竟然不敢按机床上的开关,因为框特别昂贵,一旦报废,周期耽误了,真的是压力非常大,所幸最后这个框一次性加工成功。
事后钱应璋也感觉后怕,因为项目的研制是违背常规的,
“一个老专家就跟我说,他说钱应璋你胆子真大,你一边在开发,一边在应用,你们就不怕失败啊,他说哪有软件是这样子的。(但是我)没办法,逼着你,我那么多大框大梁,我怎么啃出来啊,只能成功,不能失败,背水一战了”。