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运10副总师谈飞机下马:非技术原因 为组装美飞机让路

发表于:2016-02-28 11:52:32

作者:一叶知秋-9发短信加关注更多作品级别:少尉积分:3034

新浪军事 灰机那些事儿 2016-02-28 11:27

程不时先生

程不时先生——我国著名的飞机设计师,曾担任强五、运十等项目总体设计师

1.想问一下程老,当时是为何会选择航空作为自己的专业和日后的工作的?在您的几十年工作中,有没有哪个人对您产生了深远的影响?

我出生在1930年。当1937年芦沟桥事变抗日战争爆发时,我正在山东济南读小学二年级。我的小学和中学时代的大部分都是在战争的逃难中渡过的,少年时代便亲眼目睹了日本飞机对我国的土地和人民的轰炸和屠杀,为此我在初中时便滋生出将来长大了要为祖国设计飞机的意愿,我向同学们宣布了自己的志向,并开始在笔记簿的空白处画自己设计的飞机图样。这样在我高中毕业的时候,选择了报考北京清华大学航空工程系,被录取而进入了航空技术的殿堂。

但是我学习航空的道路却并不平坦,先后遭遇过不少挫折,我坚持下来了,一心想要为祖国发展航空。1951年我从大学毕业,正好在这一年,新中国建立“航空工业局”的机构。我从这一年起,正式走上了航空建设的道路。

在我正式学习航空时,人类第一架飞机(莱特兄弟设计的第一架飞机)刚刚起飞离地40年,而后,飞机成为20世纪内发展最快、对社会影响最大的技术领域。航空技术不是从我国几千年的农耕文化中孕育出来的,而是由整个人类科学技术发展的流域灌溉了我国古老的土地。我在清华大学学习时的老师们中,有许多是从国外学习高端科技有成就的学者,可以举出空气动力学教授陆士嘉为代表。她是世界空气动力学权威普朗陀的学生,从师承的辈份上说,她与美国航空技术祖师爷的冯.卡门同辈。(按:冯.卡门是我国航天界先辈钱学森的老师)。我国科学技术的发展,朔其源头,来自世界技术发展的粗大的流域,将我国多年沉睡的科技学术带入朗朗乾坤。我对这批向古老的中国传递先进科学技术薪火的前辈,怀有如对盗火者普罗米修斯般的敬意。

在工程技术的实践方面,我对飞机设计师徐舜寿怀有很大的敬意。他是早期清华大学学习航空的前辈,以后到美国继续深造过。1956年当我国航空工业成立“第一飞机设计室”时,他是第一届室主任。我当时任第一飞机设计室总体设计组组长,并作出了我国自行设计的第一架喷气式飞机“歼教1”的总体设计。我感觉到徐舜寿并非只是一个精通业务的工具型人才,而是对事业有着广阔的发展眼光和充满激情的开拓型人才,在他的领导下,我还进行了“初教6”和“强五”等机型的最早的总体设计。从中我学习到许多有关总体思维的思路(其中有些是多年后世界才风行起来的“系统工程”涉及的内容)。在他不幸去世之后,徐舜寿被航空界尊为中国飞机设计的“一代宗师”,我深以受过他亲身教诲为幸。

2.想请问程老,当年运10的研制工作对现在的C919有哪些积极影响?(来自网友:刘飞、Qi Sir、党伟、刘沙俊)

运10是20世纪内我国研制的最大机型,曾经试航我国许多边远城市,表现良好。运10的发展走的是自行研制型号的途径,最后让位于在中国的土地上总装外国型号(MD型美国飞机)的发展方式,运10由于“非技术原因”而被中途阁置。到21世纪的今天,在我国境内总装外国飞机不再作为发展民用航空工业的唯一方式,而将自行研制C919大型喷气客机,作为根据国家意志开启的、体现中华民族的自立创新能力的标志性工程。大型喷气客机C919发展的战略性道路,开启了21世纪我国喷气式商用飞机发展的大道。

运10的技术方案,在设计的当时经过理论论证和试验对比,作出了许多重要的技术决策。如在空气动力外形设计上,机翼采用高亚速巡航的翼型、大展弦比后掠式机翼平面形状、带有上反角的下单翼而用偏航阻尼器获得横侧向稳定系统、动力装置采用涡扇式发动机、翼吊式发动机安装型式、空中可调安装角的平尾等等;在结构上单通道的客舱布局(是目前使用量最大、并在将来需求量最大的型式)、多轮起落架、全部油量贮存在机翼内部空间等等。这些重要的型式选择,在运10研制中曾引起过国内航空界长时间的质疑和反对。但运10在设计中经过详细的论证和试验作出的选择,通过运10的飞行证明是正确的,并经过世界航空历史几十年的发展证明是明智的,因此在21世纪的C919设计上,得到合理的继承和发展。

在组织机构方面,为开展C919工程,在原研制运10的上海飞机设计所上,扩建为上海飞机设计院负责C919的总设计,原研制过运10的上海飞机制造厂发展为负责C919和ARJ21试制和生产的上海飞机制造公司。当上个世纪上海开展运10工程的时候,曾从全国调集多方面人才云集上海。这种通力合作的精神也成为运10研制历史的一笔良好的精神财富。今天为了我国的喷气客机C919,时隔40余年再次出现从全国聚集人才来上海的盛况,并扩大到从海外召慕人才的局面,在更大的程度上体现了各方人才为了共同的目标而聚集,让知识的冲撞而产生出智慧的聚变。

3. 请谈一谈军用运输机和商业旅客机有何异同?(来自网友FlyingTSing)

大型军用运输机和商业旅客机都是大尺寸,因此在结构上都受到“尺度效应”的支配。“尺度效应”是指当尺寸放大之后,构件的承力面积与线性尺寸成平方增加,而构件的重量却随尺寸成立方放大。因此尺寸加大到一定程度,结构中的应力将急剧随尺寸加大而提高。这时大尺寸结构必需更换材料,或者更换受力型式,否则结构将在载荷下崩溃。

这个规律对军用运输机和民用旅客机都同样存在,因此这两种飞机都必须对普通飞机结构探索新的型式,并使用新的材料。

但是另一方面,军用运输机和民用客机由于执行的任务不同,它们在解决问题的许多方面的要求又有所不同,必须使用不同的设计来满足。

比如,在设计标准上,民用客机要在世界航线上经常飞行,同时也寻求机型可以出售到建立了航线的其他国家,获得商业上的成功,因此应该达到世界民航届要求的安全标准,并采且成熟的管理控制制度加以保证。目前世界广泛承认的是美国在20世纪中叶最初制定的“适航标准”,以后得到经常的补充更新。联合国航空安全标准、欧洲使用的适航标准、以及我国民航所使用的中国民航适航标准,都大体参照美国标准制定。我国研制民用客机,在安全要求上,需要按照国家颁布的适航标准来进行,并争取取得其它国家适航当局的相应认可,才能在世界销售。

而军用运输机主要供应本国军方。它的设计和研制,主要需要军方通过,与民用机适航标准的管理制度和技术标准不同。研制的标准不同,便会造成多方面设计上的差异。

此外,从飞机的总体布局上来看,两种飞机都需要降低空中巡航的阻力,以便提高飞行的经济性。飞行阻力最小的形式是纺锤形机身,加上中翼的位置,民用客机的外形很接近这种理想状态。只是由于飞机起飞和着陆时需要抬起机头增加机翼对气流的迎角,为避免起落架做得过长同时不使机尾擦地,机身的后部略为向上斜削,稍许偏离了纺锤形流线体軕对称的标准外形,这样做增加的阻力不多。这样的布局使飞机在地面停放时的客舱门离地面有一定高度,使旅客上下必需使用登机梯。旅客机的使用环境是地面设备完备的机场,登机梯一般作为航空港配备的地面设备。旅客机如遇意外不得不在没有登机梯的环境着陆时(如起降时发生意外而冲出跑道)旅客则可通过机上贮备的充气滑梯离开机舱。

但是对军用运输机来说,它的用途是载运坦克大炮等军事装备在抵近前沿阵地的野战机场着陆,跑道和地面设备都不如航空港完备。因此军用运输机的货舱地板应该尽可能接近地面,舱门打开就可以成为车辆开出机舱的跳板。这种使用要求使飞机必须采用上单翼型式,使机舱内有通畅的无障碍装载空间。机舱的地板则尽可能贴近地面,这样使机身的后部为避免飞机起飞着陆时擦地而不得不采用更加明显的上翘的外形。这种外形使飞机在巡航中产生可观的阻力,产生的分离气流也对飞机的操纵稳定产生不利影响。这是为满足特定的使用要求所不得不付出的代价,基本上已成为世界军用运输机在全机布局上的明显特点。

在具体的设计细节上,军用运输机与民用客机也有许多差异。例如旅客机的客舱地板承受的是旅客在上面乘坐或走动的分布载荷,地板的局部刚度,要求能承受一般女客的高跟鞋铅笔形鞋跟的压力而不压出凹坑来。但军用运输机的货舱地板,却必需能承受坦克开进开出时履带的辗压。按这样的要求设计出的舱面,如果用来运送衣物,电器等日用货物,或者单纯载运人员,其结构重量效率是很低的,经济上很不合算。

为此,可以看到有些民用客机可以由军方选定作为军用特种飞机,如选用波音客机及欧洲空客的客机,改装为加油机、预警机、电子战飞机等等,由于技术先进又兼经济性良好,使用的量还很大。军用运输机在某些救灾场合中也有时被用来运送救急物资及难民,但很少改装成民航机在航线上作经常的载客飞行。上世纪下半叶当我国第一次与美国航空界交流的时候,我曾访问美国的洛克希德公司乔治亚州分公司,该公司以生产军用运输机为主业,生产的军用运输机C-130曾经销售世界很多国家,但当军用用途趋向饱和时,在70年代末曾打算将它改装成民用旅客机,推销给中国及其他第三世界国家用于国内航线运输。我在美国期间他们曾向我展示这种改装的模型。但我当时就看到,他们这种打算在技术和经济上都不成功,果然后来并没有实现。(作者:灰机那些事儿)

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