總師詮釋新戰(zhàn)機 部隊滿意民眾震撼對手緊張
出自中航工業(yè)成都飛機設計研究所的戰(zhàn)斗機大都以“龍”系列命名：“猛龍”、“梟龍”……這些名字在我國航空發(fā)展史上，每一個的誕生都推動著中國航空武器裝備的升級換代;每一個都是中國航空工業(yè)發(fā)展過程中的里程碑;每一個也都成為中國戰(zhàn)斗機家族中的傳奇。采訪過中航工業(yè)副總工程師楊偉的人，無一例外都想與這位鑄“龍”的人還有他們的“龍族”合影，但是，因為保密的原因，很多“龍”仍不為世人所知。
1978年，父親將只上了一個月高中的楊偉喊出了課堂，激動地將一封大學錄取通知書交給他：“兒子，你被大學錄取了！”那一年，楊偉只有十五歲。由于色弱，楊偉填寫的前六所大學都不能錄取他，他只能在“枯燥”的數(shù)學與力學之間選擇自己將要從事一生的職業(yè)。對于一個夢想成為飛行員的孩子來說，這無疑是一種遺憾。
楊偉的第七個志愿是西北工業(yè)大學。當時，他并不知道空氣動力學專業(yè)究竟要研究什么，然而，母親的一席話激發(fā)了楊偉對這個專業(yè)的向往：“這可是錢學森、周培源的專業(yè)，你去學這個專業(yè)不得了呀！”在那個“學好數(shù)理化，走遍天下都不怕”的年代，這個專業(yè)匯聚了中國最頂級的師資力量。大學期間，在楊偉和同學們眼中，誰理論“玩兒”得越深誰就越有水平。憑借著數(shù)學方面的天賦，他追求將數(shù)學公式寫得非常“漂亮”，將計算算得更加精準，將力學與控制用復雜的數(shù)學公式進行表達。為了爭取更多的學習時間，每天早晨5點，楊偉就坐在教室里，一邊嚼著餅干桶里隔夜的玉米面餅，一邊“啃”著課程規(guī)定之外的《數(shù)學分析》。這時，他早已完成了規(guī)定的《高等數(shù)學》的學習。
在研究生階段，楊偉的追求逐漸發(fā)生了變化，他選擇了偏重于工程的飛行力學專業(yè)，這種由理論到工程的轉變影響了他的一生：“工程設計需要不斷地去挖掘產(chǎn)品的內在本質，還要考慮怎樣把各專業(yè)綜合在一起體現(xiàn)出整個產(chǎn)品的思想。某種程度上，工程比純理論研究更具有挑戰(zhàn)。”此間，楊偉也有機會到中航工業(yè)成都飛機設計研究所進行實習，那是他第一次感受到當時中國飛機設計的現(xiàn)狀。“設計室就在一棟二層的木樓里，是國民黨航校的舊址，總體室在二樓，整張桌子上鋪的都是圖紙。”當時我國第三代戰(zhàn)斗機殲-10正處于概念競爭階段，“所里的人都稱它為‘新殲’，而我們這些學生是被嚴格禁止接近該項目的。”這是楊偉第一次直觀感受到從事飛機設計專業(yè)的環(huán)境與國家發(fā)展的現(xiàn)狀，條件雖然艱苦，但神秘的“新殲”卻讓他產(chǎn)生了向往：“我一定要參加到這個項目中。”
既然選擇就要精彩
上世紀80年代初，我國殲擊機的研制水平與世界先進國家有著很大的差距，一些國家的第三代戰(zhàn)斗機已經(jīng)開始服役，而我國空軍主力機種還是第二代。時任中航工業(yè)第一集團公司副總經(jīng)理劉高倬回憶說，“上世紀90年代初，我曾經(jīng)參觀我軍軍演。演習中，臺灣的飛機在臺海中線上看到我方只有殲-8戰(zhàn)斗機的時候就越過中線飛過來，當看見我方蘇-27戰(zhàn)斗機起飛了就縮回去。當時我就想，我們航空人一定要研制出自己的三代機。”
1985年，年僅22歲的楊偉走進了中航工業(yè)成都飛機設計研究所，此時，“新殲”也有了正式的名字——殲-10，后來被稱作“猛龍”。作為當時設計所屈指可數(shù)的研究生，人事處的領導問他的第一句話就是：“你是想把這里當跳板，還是要干一輩子？”楊偉說：“我是千方百計爭取后才被重新分配到這里，怎么可能把這里當跳板？！”幾個月后，楊偉成為“余度管理與可靠性”專業(yè)的組長，這個專業(yè)就是為研制“猛龍”的數(shù)字式電傳飛控系統(tǒng)而專門成立的全新專業(yè)。“我們的任務十分明確，就是突破第三代戰(zhàn)斗機四大關鍵技術之一的數(shù)字式電傳飛控系統(tǒng)。”楊偉解釋說，“它的成敗直接關系到‘猛龍’總體設計方案的成敗。”
電傳操縱系統(tǒng)最早的雛形是為了解決飛行器穩(wěn)定性而開發(fā)的增穩(wěn)器、阻尼器。隨著上世紀70年代末電子技術的大發(fā)展，西方最早嘗試直接將飛行員的操縱信號接入計算機，從而取消了全部機械操縱系統(tǒng)，構成了完全由計算機控制的電傳操縱系統(tǒng)。“正是由于數(shù)字式電傳飛控系統(tǒng)使飛機操縱品質和性能得到改善，給飛機控制帶來更大的自由度，也被廣泛應用于第三代和第四代戰(zhàn)斗機，例如：F-16、Su-27與F/A-18戰(zhàn)斗機等，成為先進戰(zhàn)斗機的典型標志。”楊偉解釋說，“這項技術也自然成為‘猛龍’具有國際先進水平的核心技術。”
數(shù)字式電傳飛控系統(tǒng)的另一個重要性還在于打破了飛機設計中需要保持靜穩(wěn)定性的氣動布局。眾所周知，要想充分發(fā)揮戰(zhàn)斗機靈活的機動性能，最好摒棄傳統(tǒng)的飛機設計法則，通過使用靜不穩(wěn)定的設計獲得性能的空前提高。“猛龍”就采用了我國自主研制的放寬靜穩(wěn)定性的鴨式氣動布局，從而保證它具有良好的機動性。“靈活與穩(wěn)定看上去是一對無法調和的矛盾，這就像在籃球上再放個乒乓球，要實現(xiàn)靈活地運動，同時一切又是穩(wěn)定的，這聽上去就像是在玩雜技。”楊偉試圖用最簡單的比喻解釋最深奧的道理，“我們研制的放寬靜安定度全權限三軸四余度數(shù)字式電傳飛控系統(tǒng)就是為了配合‘猛龍’的靜不穩(wěn)定的設計，解決靈活與穩(wěn)定這對矛盾。”
然而，在上世紀80年代，當世界戰(zhàn)斗機享受著數(shù)字式電傳飛控系統(tǒng)帶來的效益時，我國整體技術才剛剛起步，一些飛機設計單位正在尋求國際交流，試圖逐步實現(xiàn)原理與方案的探索。“當時對于這套系統(tǒng)的認識，我們還處于既不完全理解其內涵，又沒有實現(xiàn)的途徑與方法的階段。”楊偉說：“它不僅在中國是空白，也是世界的前沿技術。”那是楊偉第一次作為一個主要的負責人之一承擔這么重大的項目，“由于國際上對我們的嚴密封鎖，很多的技術探索就像是行走在浩瀚宇宙孤獨而絕望的角落，然而，正是這個年輕團隊憑借著探索的激情總是將我們一次一次地帶出困境。”經(jīng)過幾年的努力，在查閱、摸透大量技術資料的基礎上，楊偉設計出十多種不同的方案，以全新的思路對系統(tǒng)可靠性進行對比分析，攻克了以余度配置、故障檢測隔離重構、同步算法等一系列關鍵技術，實施了全系統(tǒng)數(shù)字仿真和半物理綜合試驗。
1996年3月，楊偉主持研制的飛控系統(tǒng)地面綜合試驗設施，俗稱“鐵鳥”，第一次實現(xiàn)了閉環(huán)飛行。這是他人生中難忘的一幕，“當我坐在座艙里，能夠把‘鐵鳥’像真飛機一樣飛起來，而且是按照自己的意愿進行操縱的時候，確實感覺到了一種成就和一種滿足。在這個過程中，無論是進行系統(tǒng)綜合，還是在系統(tǒng)綜合中解決相應的問題，這一切都是依靠我們自己的能力實現(xiàn)的。”正是這套先進的飛控系統(tǒng)，為確保“猛龍”首飛成功發(fā)揮了重要作用。
真正的考驗
事實上，當時讓楊偉在單位出名的并不是因為這套先進的飛控系統(tǒng)，而是民品做得好。“上世紀90年代是我國軍工企業(yè)日子過得最慘淡的時期，所里很多研究室為了生存甚至做筷子的包裝紙，即使只有幾分錢的利潤也是吸引人的。”楊偉回憶說，“所里為了鼓勵職工多掙效益，制定了一套獎勵分配機制，掙的效益越多，研究室獲得的分配比例就越高。”1996年，楊偉帶領研究室通過技術合作賺了幾百萬，著實把所里嚇了一跳，當時全所一年的獎金也只有100多萬。“我真正出名就是因為這件事。”楊偉至今還記得當時職工臉上的笑容。
正當楊偉帶領大家熱火朝天地搞民品的時候，“猛龍”卻在緊張地準備首飛。一天，多年的好朋友、首席試飛員雷強找到他，“我希望在試驗現(xiàn)場更多地見到你。”這句話觸動了楊偉，至今仍然清晰地留在他的記憶中，“我們存在的意義到底是飛機還是效益？”隨后，他將更多的精力放在了研制現(xiàn)場。在楊偉的提拔上存在著許多爭議，有的領導建議讓他干民品為所里創(chuàng)造更多的效益，但是，“猛龍”型號總設計師宋文驄卻深知愛徒楊偉的性格與能力，他親自向時任中航工業(yè)總經(jīng)理劉高倬建議：楊偉就是我的接班人。1998年，楊偉擔任成都飛機設計研究所副所長、副總設計師，并兼任飛控系統(tǒng)總設計師。
真正的考驗是“猛龍”的首飛。世界上許多國家在數(shù)字式電傳飛控系統(tǒng)的研制中都付出了慘重的代價，美國F-16、瑞典JAS-39以及美國F-22第四代戰(zhàn)斗機，在研制過程中都發(fā)生過由于飛控系統(tǒng)故障帶來的墜機事件。首飛前雷強對宋文驄說：“就是我斷胳膊斷腿，都會把飛機飛回來！就是摔，我也要摔在跑道上！我要讓您知道，我們這十幾年的心血努力，究竟哪里出了問題！”國外像這種采用了放寬靜穩(wěn)定度設計的飛機，一般要用配重把飛機調成靜穩(wěn)定的狀態(tài)進行首飛，等飛得成熟了再逐步調整重心變成靜不穩(wěn)定的狀態(tài)。“因為，如果是不穩(wěn)定的飛機，一旦控制系統(tǒng)失效，試飛員將難以操縱飛機，必將出現(xiàn)機毀人亡的事故。”楊偉解釋說，“但是這樣會加長研制周期，我們的部隊急需裝備，所以，最終‘猛龍’是直接以靜不穩(wěn)定的狀態(tài)進行首飛的。在此之前，國際上從來沒有哪個國家這樣做過。”
1998年3月23日是“猛龍”首飛的日子。發(fā)動機開車后，楊偉在地面配合雷強檢查各操縱面是否正常響應，一切完畢后他舉起雙手，向上豎起兩個大拇指。“我是要告訴他，飛控系統(tǒng)檢查了兩輪，一切正常，絕對沒有問題！”楊偉說，“這實際上是一種信心的傳達，因為首飛雷強最擔心的就是飛控系統(tǒng)。”“猛龍”的首飛楊偉并沒有“看”到，在地面監(jiān)控大廳里，他眼前是最熟悉、也意味著飛機狀態(tài)最安全的數(shù)據(jù)曲線。“等‘猛龍’落地后，整個監(jiān)控大廳就沸騰了，這是我感到最激動的一次首飛。”楊偉說，“唯有中國的‘猛龍’，至今從未發(fā)生過任何一起由電傳操縱系統(tǒng)故障導致的重大事故。”“猛龍”的成功首飛，證明在飛控技術領域我國已經(jīng)達到了世界先進水平，作為飛控系統(tǒng)總設計師，楊偉也成為我國數(shù)字式電傳飛行控制系統(tǒng)的組織者與開拓者。
1998年，35歲的楊偉受宋文驄的委托，開始全面主持“猛龍”的設計優(yōu)化、排故攻關和設計定型等一線研制工作。當時，在“猛龍”的研制現(xiàn)場經(jīng)常可以看到這樣的一幕：一旦出現(xiàn)技術上的爭議，宋文驄總是和楊偉兩個人進行討論，整個會場就靜靜地等著兩人做出最終的決策。在研究生學習期間，楊偉曾經(jīng)向自己的導師說過一句賭氣話：“我以后就是要當一名總設計師！”面對這個天性好強的學生，導師意味深長地說：“你以為做一名總設計師，尤其是一名國家重點型號的總設計師是那么簡單的嗎？！”2000年，“猛龍”雙座機型作為國家高新武器重點裝備正式批準立項;2002年，楊偉被國防科工委任命為“猛龍”雙座型總設計師，他開始更多地展現(xiàn)出一名飛機總設計師的自信與成熟。“這架飛機應該被設計成什么樣，那是當時我想得最多的事情。”在楊偉看來，任何一型航空器都是有生命的，它的生命體現(xiàn)在設計師團隊賦予它的精神和能力，每位飛機設計師對技術與性能的取舍都有自己的理解與詮釋，而體現(xiàn)在航空器身上則是一種品質與精神。
在軍方最初的需求中，作為教練機的“猛龍”雙座型，前后駕駛艙獲得的戰(zhàn)場信息是完全一致的，這在技術上實現(xiàn)起來相對容易。但是，要應對復雜戰(zhàn)場環(huán)境，這種設計顯然不能充分發(fā)揮出雙座的效益。“要想更好地發(fā)揮‘猛龍’的作戰(zhàn)能力，就應該設計成前后駕駛艙可以獲得不同的戰(zhàn)場信息，這樣更利于兩個飛行員既分工又合作。”楊偉果斷地向軍方提出了更改的意見，“雖然系統(tǒng)會更加復雜，但是這種更改卻是值得的。”
在“猛龍”的系列優(yōu)化過程中，楊偉經(jīng)過多輪方案論證與優(yōu)化，最終解決了作戰(zhàn)與訓練需求的矛盾，實現(xiàn)了“猛龍”雙座機與單座機具備相當?shù)娘w行性能、機動性和飛行品質，提高了“猛龍”的綜合作戰(zhàn)能力，這也是楊偉進入飛機設計自由王國的開始。設計的敏銳正是建立在對未來作戰(zhàn)模式的理解以及對飛機設計技術發(fā)展的綜合考慮之上。“是我們設計師團隊的設計理念賦予了‘猛龍’新的功能與新的品質。”在楊偉看來，這才是一名飛機總設計師的價值所在。
