李明传-广泛涉猎,基层工作18年
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    到所后的第一项任务

    1960年12月27日,中央军委做出决定,将隶属于空军的空一所于1961年6月5日起全部归并国防部第六研究院。而为了把当时国内有限的飞机研制力量集中起来形成拳头,国家还决定把二机部航空局设在沈阳112厂的飞机设计室、哈军工参加“东风”113飞机设计的师生以及空一所全部集中起来,于1961年8月3日在沈阳成立了国防部第六研究院第一研究所(即现在的中航工业沈阳飞机设计研究所,也曾称为六院一所或601所)。

    1963年9月,以优异成绩从哈军工毕业的李明,被分配到国防部第六研究院第一研究所,同期分到601所的哈军工空军工程系的学员有近20人。

    在当时,这个曾经诞生了新中国第一架自主设计的喷气式飞机——歼教1的地方,是很多航空类专业大学生心目中的技术圣殿,这里曾聚集了包括徐舜寿、黄志千在内的当时全中国飞机设计领域几乎所有专家和学者,因而被称做中国飞机设计师的摇篮。

    按照规定,大学生分配到所里之后,必须先参加集训队劳动才能分到各室开始工作。两个多月的集训劳动之后,李明被分到第11研究室,即动力燃油系统设计研究室,室主任是陈嵩禄,副主任是谢顺龙。当时,陈嵩禄对新来的大学生挺重视,并希望通过锻炼使他们快速成长,早日走上科研一线。室里还给李明发了一本“基本功”教材让他自学,并要求他多了解熟悉62式(米格-21)飞机进气锥调节系统的原理与构造,为将来战斗机的改进做准备。因而在以后的工作中,李明通过翻阅资料、向老同志请教等方式,留意和积累进气道方面的知识。到室里工作不久,李明和同来的哈军工调干生很快就被任命为设计员,而其余的大学毕业生则要到部队外场锻炼半年,后来又下乡参加“四清”。

    1964年1月,601所决定在总体室成立自动化专业组,沙正平任组长,李明也由11室调到自动组。

    按照上级的安排,当时对62式飞机的3年摸透工作已临近结束,松陵机械厂(即现在的中航工业沈阳飞机工业(集团)有限公司)在601所的技术支援(当时叫散装工作队)下,已经开始进行62式飞机散装件的组装工作。而为了了解62式飞机在部队的使用情况,601所派出总体室的宋文骢、陈耀春,气动室的程映雪、王子方等人,去空三师进行调研蹲点。通过这次调研,基本了解了62式飞机在部队的使用情况,这既是对近3年摸透、消化成果的应用与深化,同时也收集到了不少62式飞机使用中存在的问题和部队反映的意见。这些意见主要有:飞机执行高空截击任务时,因纵向阻尼不足,瞄准光环上下晃动,难以进行航炮射击;飞机在超声速截击的增速过程中,由于进气锥是三级调节,进气道损失大,加速时间长,容易贻误战机;尽管62式飞机的机内载油系数比歼6增大了不少,但开加力实施超声速截击作战时,由于发动机耗油量大,作战时间短,一次截击作战从起飞到落地才25分钟左右,飞机的留空时间太短了;62式飞机采用舱盖带离式弹射救生座椅,但座高是按苏联人的标准与特征确定的,他们腿长上身短,而中国飞行员在同等身高时,腿短上身长,于是在事故应急救生中,发生了舱盖压头导致脊椎骨受伤而瘫痪等事故。

    当时601所已经进入自行设计准备阶段,根据空军反馈的情况,最先考虑的就是对62式飞机进行改进。

    根据所里和室里的安排,分配给李明的任务就是研究62式飞机加装纵向阻尼器和将进气锥三级调节改为随马赫数连续调节,这也是他进入601所之后接手的第一项科研任务。接到任务后,李明用飞机的纵向气动力数据进行了控制律计算分析,确定所需的舵面使用权限和阻尼器投入使用的高度速度范围等,并到所计算机室用模拟机进行了未加装与加装阻尼器前后的纵向动态特性的模拟对比,对舵机的速度也提出了要求,最后编写了方案论证报告,经组长修改后签发。设计方案完成后,李明还去了陕西阎良的618所,协调落实纵向阻尼器的研制任务。返回时,还去了庆安公司了解该公司设计所(后来合并到609所)王复华同志研制的单喷嘴挡板电液伺服阀的性能情况。回来后,李明向组里建议62式飞机进气锥无级调节的控制执行机构采用电液伺服控制方案,并绘出了采用电液伺服阀的进气道调节原理图,得到了组里的肯定。除了62式飞机,后来的歼8系列飞机的进气道调节系统也采用了这种电液伺服控制的设计方案。之后随着所里自行设计歼8、歼9飞机工作的开展,62式飞机的改进工作按上级规定移交给松陵机械厂设计科,李明到所后从事的第一项科研任务也到此结束。

    到总体室工作不久,图书资料室收集编目组的宋鸣到室里反映,资料室订阅了不少外文期刊与资料,每批资料到所后都需要有选择地挑出有价值的文章或报告,制成供检索的卡片,以方便大家借阅。但是,由于收集编目组人员少,希望总体室同志能够协助工作,这样既加快了检索卡片的制作进度,也有利于大家从中广泛涉猎,各取所需。李明也参加了这项工作。这项看似帮忙性质的临时工作,却使他养成了定期去资料室查阅资料,并分类建立资料卡片的习惯。

    1965年,按照中央军委的决定,国防部第六研究院所属单位人员集体转业,李明的部队生涯到此结束,依依不舍地脱下穿了14年的心爱的军装,工资、待遇都明显下降,但大家毫无怨言地服从了这一重大决定,并决心将部队的光荣传统继承与发扬光大,为国防科技事业努力奋斗。

    歼9飞机的方案研究

    1964年是我国航空工业贯彻执行“通过仿制到自行设计”方针的转折点,科研工作的重点开始从“以摸透米格-21为中心”逐步转到“以改进改型、自行设计为中心”。航空设计人员在完成第一和第二阶段摸透工作的基础上,针对飞机结构、系统、性能和使用方面存在的问题,进行了比较充分的战术、技术论证和必要的试验。经过3年的艰难创业,研究所初步建立起自己的科研生产条件,拥有了一支朝气蓬勃、奋发有为、专业基本配套的科研队伍,并确立了自己的新机设计方法,设计性能优于米格-21飞机的新型歼击机,已有了大致轮廓。

    设计新机首先要确定方案。方案的形成则要经历酝酿论证、确定战术技术要求、确定总体方案和样机审查等阶段。其中,1964年为新机动力装置选型很值得回味。年初,六院一所(飞机所)与二所(发动机所)协调新机发动机设计时,发动机所确定的是配装一台新设计的加力涡扇发动机即单发方案(即后来的歼9方案)。但601所总师黄志千、总体室主任王南寿和布局组宋文骢等认为选用两台涡喷7甲(米格-21发动机稍加改进)技术上把握大些,既可以满足改型飞机的战术技术要求,又能缩短研制周期,早日把成果拿到手,这是双发方案(即后来的歼8方案)。最后,经过多次反复讨论,601所领导认为双发方案更符合当时的实际,支持双发方案。方案定下来了,所里确定双发方案由总设计师黄志千和总体室主任王南寿负责。单发方案也没有放弃,继续安排力量研究。

    此后,六院专门为新机的研制召开会议,并要求601所必须拿出至少10%的力量进行歼9的方案论证。

    根据上级的指示,601所的科研力量被分成了两部分,一部分负责歼8的研制,另一部分开展歼9的论证,李明被抽到由谢光领导的歼9方案论证组。根据分工,李明主要负责开展歼9半自动引导和用导弹进行前半球拦射的方案研究。因为当时62式飞机实施超声速截击作战时,采用航炮进行尾后攻击暴露出许多问题,不仅拦截线后移很多,而且由于采用口令引导,拦截的成功率较低;即使压上了敌机的航迹,航炮的射击距离有限,也易丧失射击机会。此外,歼9小组还从特设室抽调了李昌杰,由他负责歼9采用的火控雷达技术指标的论证,黄朝逸则着重论证1门6管航炮在机上布置的问题。

    六院曾于1964年10月在601所召开米格-21型飞机改进改型工作会议,李明在会上得知电子工业部十院参照苏联的“蓝天工程”,正在进行半自动引导指挥系统的研究,而在李明看来,由该系统指引歼9飞机的自动驾驶仪或提供指引信息,由飞行员操纵飞机飞向敌机并构成导弹拦射条件,可以大大提高作战效能和效率。为此,他申请出差去哈军工请教武器火控系统专业的教师。接待李明的是张滋烈老师,当李明说出自己的想法后,他非常欣赏这一思路,并送给李明一本火控讲义。在这本装帧简陋的油印册子里,推导了进行各种攻击任务时所用的火控工作式。对拦射攻击所推导的公式适用于水平面,如果写成矢量形式也可以用于三维空间。

    返回601所后,李明进行了大量计算,用以建立引导飞机进入可以构成拦射条件的误差窗口大小,这样就可以对自动驾驶仪的动态性能提出要求,并根据各种飞行范围内飞机的机动能力建立可进行拦射攻击的限定条件。

    经过一段时间的研究,整个任务系统的组成、功能分解、误差分配、机上设备的分类、人机接口(控制与显示装置)方案等已日渐清晰,此后李明又与特设室的王树成一起去电子工业部十院在唐山的试验基地进行调研,协调与征求他们对方案的意见。

    方案基本完成后,所有的论证、计算、调研资料,都放在了总体室布局组的保密柜中。后来在去成都建立分所时,李明以为自己是搞歼9的,应该去成都,没想到却留在了沈阳。而保密柜中的资料则全部被带走了,这项工作成了有头无尾的“半截子”工程。不可否认,这项研究工作在当时是非常有开创性的。

    1965年七八月间,601所组织调研组,带着歼8、歼9方案到部队征求领导机关和指战员的意见。调研路线北起鞍山空一师,途经南宁等地,最南到了海南岛的海口。李明参加了这次调研,并负责资料保管和调研记录。调研过程中,调研组向作战部队介绍了歼8、歼9两个设计方案,并与林虎、刘玉堤、舒积成等空军与海航的一线部队的领导和指战员进行了专门座谈。当时部队反馈的意见很中肯,他们既肯定了歼8、歼9的设计方案,又根据一线作战的经验,特别强调了飞机的机动性,这与后来对第三代战斗机的要求是不谋而合的。

    关于歼8方案的特点以及后来的发展,通过各种介绍大家已经知道很多了,而与其同时展开方案研究的歼9方案却知者甚少。

    关于歼9的气动布局,先后开展了多种方案研究。在前期几个后掠翼方案的基础上,后来方宝瑞又提出了无尾气动布局(称为Ⅴ方案),沙正平也提出了鸭式布局方案(称为Ⅵ方案)。这样就形成了Ⅰ~Ⅵ共6个方案。方案孰优孰劣,各方意见并不统一。但是,有人担心无尾方案的操纵品质问题,是否会影响飞机作战使用和安全。于是,方宝瑞要求李明对歼9Ⅴ方案的操纵品质进行计算分析。

    虽说之前李明在为歼7加装纵向阻尼器的方案中,已经收集并掌握了一些有关飞机操纵品质的规范和计算分析方法,但对歼9Ⅴ方案的操纵品质问题的研究,还没有十足的把握,由于飞机的操纵品质涉及到飞机的总体设计、气动布局、操纵系统等多个方面,所以他决定先收集资料,然后再找出解决问题的线索和办法。但发现针对性强的文章很少,于是他根据已掌握的计算分析方法,对歼9Ⅴ方案的飞行品质进行了计算,计算结果证明其飞行品质并无明显异常。为了验证自己的计算结果,他又请气动导数方面的同志,针对俯冲拉起机动状态分析气动载荷值及升降副翼效率的可能变化,然后建模,并在模拟机上进行仿真,模拟结果表明,很多人担心歼9Ⅴ方案可能会出现的所谓拉起中的下沉是很小的,是可以忽略的。

    601所在“文化大革命”期间,经过1966年二三季度的“发酵”,在第四季度渐进高潮。尽管在这之前,所里贯彻中央的“科研十四条”,以保证科研人员有5/6的时间用于科研,但是面对愈演愈烈的“文化大革命”,上述规定不久就名存实亡了。“文化大革命”对所里的科研生产任务造成了严重冲击,1967年夏秋间两派武斗,导致全所停产了几个月;1968年又开始了“夺权”运动,这时所里正在为歼8飞机实现首飞而努力,歼9飞机的研究则处于半死不活的状态。

    在这期间,李明被抽调参加了两项工作。

    一项工作是空司科研部的王久晨部长到沈阳动员搞轻型歼击机“空中李向阳”,沈空的司令员要求601所进行方案研究,室里派李明等参加了方案研究。当时空军的要求是装用一台歼6飞机的发动机作动力,重量[1]要求在4吨左右,机上设备简单,武器仅装1门航炮。

    显而易见,这样的设计与配置,其整体性能肯定不会太突出。如果以歼7为原准机,用歼7的动力研制双发战斗机,即歼8方案,则全机推重比提高,可加大飞机载油系数,从而增大飞机的航程。再加上布局上的一些改动,飞机的高空高速性能就可能改善,并且超声速作战时间大幅提高。这是用牺牲经济性来换取飞机的性能和作战能力的提升。而这种轻型战斗机则正好相反,虽然改善了飞机的经济性,但牺牲了作战能力。后来,南昌飞机厂的陆孝彭总师带队来沈阳介绍他们的方案,并征求意见。上级最终将该任务定在了南昌,601所也就结束了该项研究工作。轻型歼击机后来被命名为歼12。南昌飞机厂对歼12的设计研制抓得很紧,很快就研制出了原型机并进行了试飞,不过空军最终未列装使用。多年后,李明和应福田因事去南昌飞机厂出差,厂里设计所的同志还带他们参观了歼12飞机。

    另一项工作是为歼8飞机研制三轴增稳系统。当时歼8的研制已经进入原型机制造与准备试飞阶段,生产指挥组找到李明,提出为了改善歼8飞机的操稳品质,尤其是高空高速时横侧向的飞行品质,考虑要为歼8机配装一套三轴增稳系统。接到任务后,李明很快找来了歼8飞机的气动数据,抓紧时间进行了分析计算,并通过模拟提出了一个方案,认为该系统只在一定的高度速度范围才投入使用,并不需要全时使用。另外,之前为歼7飞机研制和加装的纵向阻尼器,任务虽移交至松陵机械厂,后又转交给成飞公司,但在试飞中由于力反传,几经调整,飞行员仍不能接受,最终加装方案被放弃了。所以在这次任务中,为解决在机械操纵系统中引入分立的舵机带来的力反传问题,李明在三轴增稳系统方案中提出了使用电液复合舵机的想法,并同当时操纵系统室的黄锦琦(后来调往上海640所)和李桂芬一起制订了复合舵机方案,并确定了对舵机的技术要求。当时六院军管会确定舵机由南京511厂研制,但由609所派技术人员承担设计任务,511厂进行试制生产。511厂原属三机部,当时三机部也由空军军管,准备为新机试制建一条试制线,因此,将511厂划归第六研究院了。不过,后来在歼8定型试飞过程中,试飞员鹿鸣东认为只要柔和操纵,不加三轴增稳系统,飞机的操纵也没什么问题。就这样,这个系统最终成了一个备用方案,并未采用,直到歼8设计定型。但系统采用的电液控制复合舵机,却开创了国内飞机操纵系统中采用此类部件的先河。

    1969年,随着中苏关系的持续恶化,最终爆发了“珍宝岛事件”,随后,在党和政府的号令下,在全国范围内开展了“深挖洞”的备战工作。601所也根据上级安排大挖人防工程,除忙于歼8首飞准备工作的人员外,大家都要轮流参加施工劳动,当时仍是歼9项目组的李明也参加了近两个月的施工劳动。施工的安全条件较差,时有塌方,好在多有惊无险。

    此外,根据国家的统一部署,601所当时已经开始酝酿迁址,第一步就是在成都建一个分所,并决定先将歼9型号迁过去。李明是属于歼9型号的,应在搬迁之列。为了准备搬家,他和史纪华一起去木材市场买了一些木料,自己做包装箱子。其实当时没有门路是根本买不到木材的,他俩只买到了一些下脚料,又买了一斤钉子,一人钉了两个箱子,做好了去成都的准备。可在迁蓉之前,李明却被通知留在沈阳参加垂直起降飞机的研制,也就没有去成都。

    垂直起降飞机与4号连队

    在中苏关系持续恶化的大背景下,考虑到两国一旦开战,我国现有的前线机场将会率先受到攻击。因此,在毛泽东主席“深挖洞,广积粮”,“备战备荒为人民”的最高指示下,空军决定将机场转入大山里,同时提出要求研制短距起降战斗机和垂直起降战斗机(VTOL),以降低对机场的依赖性。

    1968年6月,空军党委向军委办事组并国防科委提交了《对关于“三五”期间我国飞机发展建设问题的几点意见》的报告,报告中建议尽快解决垂直起降战斗机问题,把全国变成“活基地”,使敌人攻不胜攻,防不胜防。周恩来总理在7月2日对此做出批示:“此件拟原则同意,将在7月国防工业‘抓革命、促生产’会议上进行动员,并分头进行专业讨论,以便落实。”7月20日,当时的解放军总参谋长黄永胜、空军司令员吴法宪将报告送林彪,林彪又送毛主席圈阅。随后根据空军的建议,六院军管会将短距起降、吹气襟翼、可变后掠翼列入601所1969年专题科研项目。

    1969年7月,林彪又向空军发出了“两个大搞”,即大搞直升机,大搞运输机的指示。1969年8月25日,航空工业领导小组在北京召开航空工业“8·25”会议。会上,三机部军管会在传达上级指示中提出:“积极配合六院,加速大型运输机、直升机的设计,积极开展垂直起降飞机的研究。”

    1969年10月,601所接到了由沈空下达的4号任务,即研制垂直起降战斗机,所里为此专门设立了五大队,随后不久李明也被调入五大队参与研制工作。

    在当时,科研领域贯彻的是“工人阶级领导一切”的方针,所以就由松陵机械厂派干部和工人到601所领导科研任务与方案研究。后来根据任务开展情况,垂直起降飞机科研队伍又搬到了沈阳飞机制造厂,称为4号连队,601所原副所长叶正大、赵国士先后担任4号连队的连长。4号连队由空军派人领导的4号任务办公室领导,当时吴法宪的儿子就在4号任务办公室负责联系与督导。

    虽然根据上级的安排,垂直起降飞机的研究正式“上马”了,但是放眼国内,当时对这种飞机的垂直起飞、悬停飞行再过渡到常态的水平飞行的操纵控制原理、方法以及相关的操纵品质准则了解的人少之又少。因而在方案研究之初,有人向上级反映说李明曾经收集过这方面的资料,建议让李明给大家介绍一下。

    事实确实如此,李明在参与之前的几个研究项目时,凭借着不错的英语水平,在翻阅国外的杂志和资料时,确实收集过一些有关垂直起降飞机及其飞行品质判据方面的资料。因为当时垂直起降飞机的研究是一个世界性的热点,美国、苏联、英国、联邦德国等欧美国家都在进行相关研究,并且搞出了不少试验验证机,而北约航空咨询委员会(AGARD)的工作组,还专门研究提出了一份垂直起降飞机的飞行品质规范,也就是AGARD的R-408报告。接到所里的安排,李明将自己收集的关于垂直起降飞机的资料整理了一下,并增加了一些自己的看法和设想,在五大队做了一次认真仔细的介绍。尽管资料有限,但是很多人听了李明的介绍之后,还是觉得耳目一新。

    由此,李明觉得,自己之所以被抽调到五大队,留在沈阳参加4号任务,可能就是与此有关。

    为了加快研制进度,4号任务的方案是以歼6为基础展开的。沈阳飞机制造厂当时正大批量生产歼6飞机。但是对方案进行多次讨论之后,发现所需要的高推重比的升力发动机难以落实。而采用转喷口发动机的方案,以歼6装备的811(涡喷6)发动机为例,发动机偏转喷口后,即使不计入燃气再循环的影响,产生的升力/推力也不够,计入燃气再循环带来的损失和飞行操纵系统提取的功率后,飞机的升重比就太低了。

    后来,606所的李锋提出了升力风扇方案,即使用811发动机作为燃气发生器,每台发动机的燃气各驱动两个升力风扇;垂直起降过程的飞行操纵依赖于引气,过渡飞行时则通过偏转升力风扇排气端的百叶窗来控制。这种设想虽然被很多人接受,但是,是否可行就必须通过一系列的计算和试验研究来证明。升力风扇有点像现在的大涵道比涡扇发动机,用燃气驱动可以提高推进效率,但尺寸较大,在歼6上布置4个升力风扇,还要在空中收放,总体布置上比较困难。当时,这项工作由沈阳飞机制造厂设计室的一位姓杨的同志负责,李明也从气动班调到总体班,配合老杨工作,并负责进行全机重量重心的计算工作。

    当时,在李明看来,重量重心的计算是一项繁琐、费力的工作。在601所总体室,有一个重量专业组,无论是62式飞机摸透,歼8、歼9方案论证,每个方案都要计算全机的重量重心,几个人一天从早忙到晚地摇着机械式计算机,当时觉得挺繁琐的,但轮到自己从事4号任务验证机的重量重心计算时,才知道这也是一项十分重要的工作,而且也引起了他的好奇与关注。新机从方案研究开始,直到设计和生产定型,重量是如何计算确定、分配与控制的?一查资料,发现这项工作也包含了丰富多彩的研究内容和经验积累,而且,确实有因重量超差太多而“下马”的飞机型号。

    全机总体布置设计完成后,接下来的任务就是据此开展一系列的试验研究。气动班设计风洞试验模型,操纵班设计利用压缩空气输往俯仰和横向布置的喷嘴进行可操纵性的原理试验。而总体班和气动班合作,设计了一个用热燃气喷流进行的燃气再循环模拟试验,探究燃气在进气道进口的流动速度和温度分布,以研究燃气再循环对发动机性能的影响,进而研究对全机升力、推力和升重比的影响,因为如果升重比不够,飞机根本不可能垂直起飞。同时还准备用一架旧歼6飞机改出一架协调用的样机。

    作为4号任务的重中之重,606所在进行升力风扇研制的过程中,发现之前在方案设计时由于考虑得不够全面,导致升力风扇的性能可能不如设计预期。因而当李锋来连队报告升力风扇研制情况时,受到了一些人的责问。

    尽管政治运动此起彼伏,4号任务在研制过程中困难重重并遭受挫折,但是计划安排的各项试验都陆续完成了,并取得了一批数据和试验结果。为了进一步开展风洞试验,气动班还考虑制造升力风扇的缩比模型,通过“三结合”和工人师傅的巧手,风扇模型还真的制造出来了。

    让人意想不到的是,1971年的“9·13”事件,导致了4号任务“下马”。“9·13”事件后不久,4号连队派李明和李陆豫到北京向六院汇报4号任务情况和对下一步工作的考虑。李明当时是总体班的班长,李陆豫是气动班操稳专业的技术骨干。由于他俩事先没想到会被派去汇报,所以没准备成文的汇报内容,只带了4号任务各方面工作的基本情况和掌握的基本试验数据。到北京之后被告知要写出汇报提纲,包括4号任务方案的概况、总体气动布置、可能达到的性能水平、关键技术的解决情况和目前存在的问题等。于是,他俩只得熬夜进行准备。最费事的是进行性能计算,好在李明在老一室时参加过布局组的性能计算与校对工作,总算应对下来了。但是第二天汇报时,领导们似乎并不关注这些技术问题,更多的却是从政治角度考虑问题。不久,4号任务就正式“下马”了,参与该任务的601所人员也从沈阳飞机制造厂撤回到了所里。

    1969年10月—1971年10月,短短两年时间,4号任务匆匆“上马”,草草“下马”,技术储备不足显而易见。不过参与研究的人员还是对垂直起降飞机的一些关键技术进行了认真的探索和攻关,并积累了不少知识,这在后来得到了印证。

    粉碎“四人帮”后,英国方面应航空工业部吕东部长邀请,于1980年3月在上海举办了一次英国航空设备展览会,展会期间还安排了各种论坛,601所派李明和李瑛(翻译人员)两人参加。李明参加的那个论坛是英国“鹞”式飞机总设计师福泽特讲解垂直起降飞机及其滑跃起飞技术,然后他们与福泽特进行了座谈。由于有4号任务的经历,在座谈中李明提出的一些研讨问题都是挺关键的,福泽特也感到很惊奇,讨论比较深入。最后,他送给李明一本关于“鹞”式飞机与滑跃起飞的专著,还亲笔签了名,这本书的后面部分附有各种滑跃起飞方式的设施照片。

    总体室的王钱生也参加了4号任务,他对飞机滑跃起飞很感兴趣,通过查阅资料,发现美国人在英国人之后也试验过滑跃起飞,作为应对机场跑道被炸的应急措施之一,用战斗机和运输机进行过试飞验证。为了支持他的研究,李明还将福泽特赠送给他的书借给了王钱生做参考。后来王钱生曾向所里建议,用歼6和歼8飞机开展滑跃起飞方面的试验验证,不过没有得到回复。倒是20多年后,作为舰载机从航母甲板起飞的一项专门技术,滑跃起飞才引起了大家的研究兴趣,这都是后话了。

    单纯从装备技术的应用和发展来看,4号任务留下了很多值得人们思考的问题。中国军队的军事装备长期落后于西方国家,我军的高级指挥员也经常要求部队“有什么武器打什么仗”,林彪作为高级指挥员能根据战争中军事装备技术的发展,提出“两个大搞”,表达了“打什么仗用什么武器”和装备研制由“需求驱动”的理念,不能不令人刮目相看。

    既从事科研管理,又执着于专业技术研究20世纪70年代初,美国的F-15、F-16战斗机项目已经取得了重大进展,先后进入生产装备阶段。但是,当时我国空军和海军装备的主力战斗机还是歼6飞机,尽管使用部队对该机的整体评价还不错,但是与国外即将投入服役的飞机相比,歼6已经明显落后了。作为时刻关注和追踪战斗机世界前沿技术和发展趋势的601所来说,对此有着冷静的思考,那就是必须尽快研制歼6的后继机型。

    4号任务“下马”后,李明被调到601所革委会的科研生产指挥组(相当于原来的科技处)下的技术组(相当于原来的技术科),属机关性质,同组的还有骆长天、黄乃斌,一共3人,归钟敏昭领导,但日常生活以及党组织事宜由李云贵负责。

    1971年底,所里根据六院的指示,正式开始歼6后继机的研究,开始起名叫2号机,后来逐步发展演进成歼13飞机。

    按照程序,首先要拟定一份2号机的简要战术技术要求,由总体室的应福田执笔,李明参与了文件的论证并组织上报。在编写这份战术技术要求的过程中,李明带领了一个小组到沈空机关征求意见,并通过沈空机关联系去部队调研,包括去柳河机场参观山洞机库。在柳河机场,李明对“深挖洞”有了最直观的认识:山被掏空了,洞口的尺寸是按能进入歼6/歼7/歼8飞机设计建设的,工程之浩大超乎想象。当问及部队的同志对新飞机有什么要求时,部队的同志幽默地说,你们研制的飞机,别超出这个尺寸范围了。

    要研制一种新型飞机,能否找到一种合适的发动机,是整个项目成功与否的关键所在。所以,从部队调研结束后,李明又组织一室的几个同志前往410厂、606所,以及位于四川江油的624所进行调研,希望为2号机找到一款合适的发动机。

    624所是从606所分出去的,也设有一个发动机设计研究室,但当时624所的主要任务是建设发动机高空试车台。在624所调研的过程中,通过与刘大响、鞠则文等几位同志交流得知,该所的发动机设计研究室虽然收集了不少资料用于发动机设计技术的研究,但并未开展发动机的研制工作。刘大响带领大家参观了高空试车台,尽管当时尚未建成,但硕大的压缩机厂房和安装的压缩机群十分壮观,各种拖动设备和测试间都在陆续安装调试,工作井井有条。参观高空试车台时,李明觉得中国人靠自己的力量建造这样的重大试验研究设施,又在这样一个深山区,是非常了不起的。

    调研了一圈,并未找到合适的发动机,这也成了2号机研发推进过程中的一块心病。

    回到所里时,方宝瑞副主任已在组织开展气动布局方案研究,并准备开展选型风洞试验。当他提出让李明组织协调模型设计与制造生产时,李明爽快地答应了。

    当时,模型的设计与生产周期比较长,经过长时间在车间观察和调研,李明逐渐弄清了个中原因。一方面,试验模型有的简单,有的比较复杂,试验项目也有多有少,设计员本身的技术水平、设计能力也有高、低之分;另一方面,到了加工车间,工艺编制、任务分配、零件与工序的调度等都会影响模型的加工周期,特别是高速模型,大量的工序是由钳工完成的,钳工的技术和责任心直接影响模型的加工进度。所以,在李明看来,要缩短模型的生产周期,并保证模型的生产质量,既要设法改进生产工具、装备,还要靠腿勤、嘴勤,设计人员要跟产,自己也要常常下到车间跑工具、搬零件,做好服务工作。

    模型制造好并验收后,李明作为机关工作人员,还参与了模型的风洞试验,并在试验过程中负责协调和解决一些现场出现的问题。此外,通过在沈阳、哈尔滨两地的高、低速风洞跟试,还增加了不少第一手知识。

    在技术组的一年里,除了在外面到处跑跑颠颠,回到机关后李明就会坐下来了解一些技术、设备方面的事情,对感兴趣的、觉得有用的就会钻进去研究一番。

    当时601所计算机室开发了一种可在441B计算机上使用的高级语言,并专门出版了一份使用手册,推荐所里的科研人员学习并自己动手编写程序,上机进行工程计算。

    一直都善于研究和接受新事物的李明马上觉得这是个好东西,将来肯定能大大提高计算速度和效率,于是有空就学习、理解、钻研一番,并决定选个题目试用一下。思来想去,考虑到2号机方案论证中的大量性能计算分析都与发动机性能和飞机重量估算有关,而反映到总体参数上就是飞机的推重比和翼载,于是李明就决定以“推重比与翼载选择对2号机性能影响的数值计算分析”为题,编一个程序。

    万事开头难,对于李明所选的这个题目,难点不在于性能计算,而在于如何使发动机性能通用化,还有就是翼载变化时,机翼重量变化规律及其对全机重量的影响规律。前者,李明通过对发动机的高度速度特性的比较分析,形成了一个“橡皮发动机”的概念,它的性能可以按计算要求放大与缩小而不致带来太大的误差,而对于后者,李明则与重量组的同志一道,通过统计分析多个机种的重量数据,得到一个统计规律,并将它应用到计算程序中。

    编写程序这个工作并未在技术组完成,而是李明调回设计室之后才进行的。后来在调试程序中遇到问题找人解答时,才知道这本ALGOL-60高级语言使用手册是所里的祝丕奇和张宏魁两人开发与编写的。当时知识分子与技术人员的不甘寂寞由此可见一斑,也说明所里的技术人员都能很快接受新事物。

    让李明感到欣慰的是,在技术组的一年,虽然仍处“文化大革命”时期,但政治运动的冲击明显减小,尽管此时盛行大批判,但是大家都能够以各种形式巧妙应对,所以科研工作整体上相对稳定。而唯一的遗憾是同组的黄乃斌同志得了肺癌,尽管后来先后转入沈空463医院、北京空军总医院,但不久还是病逝了,让人非常惋惜。

    在基层历练与歼13飞机研制

    1972年6月,李明从机关调回到一室任副主任,这时的一室是由以前的总体室和气动室合二为一的一个研究室,管德是室主任,副主任还有方宝瑞、沙正平,因此,李明分担的任务并不重。一年半以后,即1973年底,李明也被任命为室主任,室里变成了双主任,原因是管德不久被所里按上级要求派到县里当带队干部去了,去了一年时间,回来后接手工作不久就被调任副总师了。

    1980年后,所里机构调整,一室又分为总体室(一室)和气动室(二室),不过专业设置有了变化,李明留在二室任室主任。

    刚回一室时,李明把办公地点设在了性能、操稳组,这样可以很方便地参与组里的工作。由于刚回一室时的事情不多,李明就决定把在技术组用高级语言编写程序的工作开展起来,在计算方案、公式都准备好了之后就开始动手编写程序。由于是第一次尝试,尽管极其小心并耐心遵守使用该语言编程时的各种规定,但总是差错不断。那时编程后要由穿孔员穿成纸带,若设计员写的程序潦草,穿孔员读错了,也会导致程序出错,因此调试程序费了不少时间。

    程序编写完之后,经过断断续续几个月的上机调试,终于可以上机运行了。当时计算结果是一卷一卷地从打印机输出。那时计算机的输出没有二次程序或其他的作图手段,因此,计算结果的整理与绘成曲线全靠手工完成。满心欢喜迎来的大量数据几乎成了包袱,李明加班加点整理,进展仍然很慢。方宝瑞副主任比较关心这一计算工作,发现李明一个人整理数据结果太辛苦,就号召组里同志帮助承担一些数据处理任务,以加快进度。李明编写的这个程序大大提高了计算的效率和准确性,很快为室里的同志们所接受。当时性能操稳组的李兵、凌政国、史景升等几个人认真看了李明编写的源程序,受到启发,他们也开始自己动手编程上机计算,所里掌握高级语言编程的人越来越多,加快了计算机技术在飞机研制过程中的推广应用。

    1980年后,2号机研制正式定为歼13飞机型号任务,所里由顾诵芬总师总负责,并对各个室所参与的工作进行了分工;空军科研部派何立武参谋主管型号的主要战术技术要求。当时李明是二室的主任,二室承担的工作主要有两个方面,一是配合进行歼13飞机的动力装置选择,二是气动布局方案选型的不断深化。

    新机方案的可行性和成熟度与发动机关系极大。歼13飞机开始研制后,遇到的首要问题仍然是发动机问题。正如前文中提到的调研情况,当时航空发动机领域并没有什么技术储备以及同步开展研制的计划。

    在这种情况下,所里决定从现役发动机改进改型、新研制发动机、购买国外可能的航空发动机等多个途径着手,选择歼13飞机的配套发动机。为此,先后探讨过811发动机系列改进改型、815发动机系列改进改型、910发动机改、E-300发动机(一位奥地利设计师在埃及时设计的发动机)等,而针对每种发动机,都要安排总体布置方案,修改布局参数,估算和修正飞机方案的重量、重心和气动力升阻特性,进行性能计算并与战术技术要求的指标作比较,以判断发动机能否满足要求。

    当时,国内航空发动机的现状也引起了上级以至中央领导的关注,有的中央领导还想方设法创造各种条件帮助解决发动机问题,经过多方努力,终于有了引进英国斯贝(Spey)发动机的机会。当时,国内对于斯贝发动机还知之甚少,只知道该发动机的台架推力为9300千克力[2],推重比为5左右。后来顾诵芬总师去英国考察,带回来一些较为详细的资料,才知道这是英国人买美国的F-4B飞机后,将购买后续发动机要发生的费用,改用为研发一种替代发动机,即Spey发动机,其在英国国内用量不大,当时也没有别的买家。关键是计入一些附件后,该发动机的推重比达不到5,并且发动机的高度速度特性不好。所以如果用这种发动机,除飞机的航程等几项性能有所提高外,其余大多数性能无法满足歼13飞机的战术技术指标要求。

    显然,这种发动机不适合用于歼13飞机,李明和所里的几位同志决定向上级反映自己的意见。李明和应福田、杨凤田联名给周恩来总理写了一封信,他们的出发点还是认为引进这种发动机对歼13不合适。后来,经过航空工业部组织的论证和考虑上级机关的意见,中央领导做出了“不可不买,不可多买”的结论,但是斯贝引进之后,歼13飞机并未选用。

    关于为歼13选发动机的事情,前后折腾了几年一直都没有结果,直到1978年才迎来了转机。这一年,沈阳飞机厂的唐乾三经理和601所顾诵芬总师等人从国外运回来一架788飞机,之后三机部组织专家对该机进行了摸透、消化,收获颇多,其中有的技术还用在了后来的歼8大改方案中。而对歼13飞机来说,最大的收获就是有了可用的发动机,该发动机推力为12500千克力级,推重比5.5。后来经过新一轮的方案论证,各方都认为788飞机的发动机配装歼13比较好,并主张测仿该发动机。在取得三机部领导的同意之后,不久该发动机就从机上拆下“借给”了410厂,由其负责仿制。国内拟仿制的发动机被命名为涡喷15加力涡喷发动机,之后,歼13飞机就按照配装涡喷15发动机方案开展设计研究,研制进度也大大加快。

    除了为歼13选择配套的发动机之外,气动室的另一项工作是对飞机气动布局和部件方案深入选型,这是一项技术性要求高而又复杂的工作。选型研究的主要手段是风洞试验,而进行风洞试验就要用到风洞模型,但是由于模型加工周期往往过长,影响了研制进度。

    前文中提到,李明在技术组时,就常去试验工厂了解模型制作情况,回到室里后,他还是经常去工厂了解模型加工的进展情况。反复观察后他发现,要加快模型的制造进度,就必须改进工艺与生产工具,于是他同工厂领导和工艺人员研究改进措施。按照当时制作模型的流程,第一步就是制作外形样板,而之前制作外形样板的过程一般是画完放大图后,由钳工手工制作,既费时又吃力。后来一名工艺员反映,说有一种采用电火花加工原理的线切割机,可以大大加快样板制造的进度。李明向顾诵芬总师反映,说可以采用线切割机来提高样板制造速度,在顾诵芬总师同意后,工厂买来了线切割机,试用后成效显著,大大提高了样板制作速度。而机翼的外形,原先的工艺是先将毛坯粗加工,留有较大的余量给钳工去锉修,后经研究改为用靠模铣,这样大大减轻了钳工的工作量,也提高了加工速度。

    顾诵芬总师当时也经常为缩短模型加工周期想办法,有一次他想到可以尝试用发动机叶片精铸工艺来制作模型。于是,李明与顾诵芬俩人骑车去410厂,找到车间的领导和工艺员,讲明了来意后,对方很痛快地答应了,要求他们提供一个飞机模型的木模,试着浇铸一下。回来后,李明找人制作了一个木模,然后带着木模又去了410厂的精铸车间,将木模交给联系人,他认为木模做得不错,就让李明回去等消息。大概过了一个星期,410厂通知李明去看铸件,李明一看铸件心就凉了。由于热胀冷缩,按木模制作出来的铸件,冷却后比木模明显缩小,这样的话所有尺寸都对不上了。回所后,李明向顾诵芬总师汇报了这件事,就放弃了用这个方法加工模型的想法。

    在这之后,顾诵芬总师仍一直关注模型加工。改革开放后,他有了出国的机会,还利用节省下来的零用钱买了国外的锉刀回来,加工模型的师傅普遍反映比国内的刀具好用,后来他还从国外带回来了用于模型加工的电动工具。时至今日,各种数控机床、数字测量装置等先进生产装备已普遍推广应用了,生产加工效率大大提高,可见提高生产效率的根本途径在于持之以恒地改进和创造新的生产模式和应用先进的生产工具,而推动这一变革的则是人的不懈追求。

    李明是一个爱学习的人,也是一个会学习的人,这也是为什么他无论在军校、在部队,还是在601所从事科研工作,都能够很快取得进步的重要原因。

    李明在哈军工学习时,空气动力学这门课只有100个学时,教师是黄序。到室里工作,这点知识是不够的,要补课。尽管已经是室主任了,并参与了飞机的设计研制,但是对于自身专业知识方面的不足,李明很坦诚,也有着清醒的认识。

    除了通过看书补充知识外,李明还采用了另外两种办法,一是直接参加组里的专业工作,从实践中学习,除性能、操稳专业之外,进气道、载荷、布局、导数专业都留有他参加工作的足迹,从而大大拓宽了他的专业知识面。二是认真看所有出室的报告,这既是室主任应履行的责任,也是他从中学习专业知识的重要机会。

    与别人不同,李明看报告时喜欢一边看一边思索,包括报告中概念、原理和计算方法上有无问题,有时还要用计算尺(后来是用计算器)校对一下,看结果是否符合要求,是否正确等,就连标点符号与错别字也不放过。

    这样看报告,对他来说也是理论联系实际的学习过程。有的报告若没有完全看懂,李明还会请编写的同志给他解释、说明,等于是拿着具体问题找老师解答,李明常常说这就是孔夫子所讲的“三人行必有我师”。“在看报告的过程中,当你积累到一定程度,你会对报告编写人、校对人、组长们的技术水平、研究能力、写作能力以及责任心与工作作风慢慢掌握于心,从科研管理角度,也有利于知人善任。”李明如是说。

    随着电子计算机运算速度的不断提高,各种高级编程语言的出现,计算流体动力学(CFD)迅猛发展。李明发现,关于这方面的报告和文献也越来越多。

    其实,601所一直都很重视计算机能力建设,计算机换代也比较快,尤其是“文化大革命”后。原先是颤振和强度专业使用计算机较多,但后来使用者明显增多了。先前算题,编程工作大多是由计算机室数学组的人进行的。到了后来,设计员编程的人逐步多了起来,室里钻研CFD的人以及想把原来由手工进行的工程计算转为计算机计算的人也多了起来。看到这个趋势,李明觉得应该因势利导建立一个新的专业。

    李明把喜欢用计算机计算的人组织起来,组成一个气动数值计算组,并指定了负责人。规定所开发的程序要为气动力设计计算所用,并指定一个开发范围和先后顺序,这个组就运转起来了。遗憾的是,多年之后,这个专业并未建设起来,原因是多方面的,一方面从事这个专业的人单干的多,形不成合力;另一方面,从国外买软件比自己开发要快,也更好用;还有就是当时主要通过风洞试验得到数据,比较托底,并不依赖于计算。最后,这个专业组就逐渐消失了。

    边工作边学习是李明进所后多年来养成的习惯。有一段时间,他对阅读新的国外文献非常感兴趣。阅读时,他喜欢用笔译的方法来提高阅读速度和增强理解,为此,他曾将两份资料的译文交给顾诵芬总师,请他帮助修改。顾总很认真地修改并指出了不少专业译名的错误,使李明获益匪浅,渐渐地,笔译水平有了很大提高。

    一次,李明看到了一本AGARD报告,觉得对歼13飞机的研制有一定的参考作用,于是就决定尝试着将其翻译出来。翻译期间,有少数不熟悉的专业词汇,由同事陈瑞禧帮忙翻译。1978年,这份报告翻译完成后,以《国际航空》编辑部的名义正式出版,书名为《抖振及其他跨声速现象对机动作战飞机的影响》,这是李明翻译的第一本书。

    李明翻译的另一本书是《机动飞机实用空气动力学》。原书是一本俄文教科书,书中对当时苏联的各种战斗机的飞行使用介绍得比较详细,对有些问题的分析也很深入。当时室里胡秉科看到后觉得内容挺好,就和李明商量将它翻译出来并出版。没想到他们分工译完后,联系空军的情报室出版时,才知道试飞院也有人翻译了这本书,空军就建议将两份翻译稿都给他们,由他们选择使用。后来,这本书于1979年以空军司令部的名义出版。

    1981年10月,李明被三机部任命为601所副总设计师,主要任务是协助顾诵芬总师抓歼13飞机研制。同时,在摸透788样机后,空军要求进行歼8大改(即以后的歼8Ⅱ飞机)的研制工作。在歼8大改的研制中,首次建立了总设计师系统和行政指挥系统,李明被任命为歼8Ⅱ飞机型号的副总设计师兼飞行控制与操纵系统的总设计师。

    进入80年代,由于有多年的工作基础,歼13飞机的研制推进很快。在确定以涡喷15发动机为动力后,空军的战术技术要求经过多轮反复协调也基本确定,整个研制方案就基本冻结了。此后,通过了总体方案评审,召开了成品协调会,接下来将转入详细设计阶段。然而就在这个时候,事情却发生了变化,歼13飞机的命运也出现了出乎意料的转折。

    当时,空军司令员张廷发向中央军委主席邓小平报告,鉴于空军装备落后,需要研制一种新型歼击机(新歼),邓小平批了5亿元经费进行此项研制工作。这个新歼的主要战术技术指标和要求与601所论证多年的歼13飞机的是一样的。

    然而,1982年2月对歼13飞机方案进行大规模评审时,军方要求沈阳、成都两地都完善和报送方案再进行评审。此后,经过几轮方案比较,新歼选用了611所的鸭式布局方案,而601所研制多年的歼13飞机边条翼方案被弃用了。10多年的研制工作就此“下马”了。

    对于这个结果,当时所里很多领导,包括参与歼13飞机研制工作的人都想不通。大家都觉得,既然是新歼,总该提出要论证的新的战术技术指标吧!怎么把歼13飞机的战术技术指标抄过来就算了呢?当然,更多的是10多年的工作就这么放弃,对所浪费的人、财、物感到可惜。话说回来,新歼定点成都后,在对外合作中是按第三代战斗机的要求进行的,数字电传操纵、综合航电系统等都是歼13飞机当时尚没有列入的研制内容。

    自1963年到601所工作,至1981年调任所副总师,历时18年,李明在这18年的工作经历中,虽然技术岗位多次变动,但始终坚持发扬勤奋学习、刻苦钻研的精神,认真努力地把每项工作做好。同时,601所也为他提供了一个很好的平台,使他参与和从事了多个型号的研制工作,又接触了总体、气动、动力、操纵与控制等多个专业的技术工作。正是有了这样的基础,才使他在以后的型号研制和预研工作中,能够将技术融会贯通,综合集成,开创了中国航空领域自动化研究的新篇章。

    注 释

    [1].本书所提“重量”均为“质量”概念,单位为千克、吨等。

    [2].1千克力=9.8牛。

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