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披露殲-11B戰機研製內幕 五項技術需集中攻關
送交者: 三把刀 2020年12月20日18:06:02 於 [軍事天地] 發送悄悄話

  近日,央視國防科工欄目報道了我國殲-11B第三代重型戰鬥機的研發歷程。

  1992年,中國從俄羅斯緊急進口了一批蘇-27三代重型戰機,以應對國防急需,不久後,又決定引進蘇-27的生產線和部件,組裝生產,這就是殲-11。

  當然,我們要有自己的國防,我們要有自己的國防工業,不能僅滿足於去引進製造,於是,我國在殲-11基礎上做了改進,殲-11B應運而生。

  2003年殲-11B首飛成功,中國軍工人通過引進、吸收、再創新的艱苦歷程,使國產戰鬥機一下子從二代跨越到三代,從輕型、中型再到重型,國產軍用航空技術也實現了重大突破。

  孫聰為殲-11B總設計師

  瀋陽所結構部對蘇-27所有的零部件,哪些可以國產化,哪些當時還做不到,主攻方向在哪兒,做了一個詳細的梳理統計。如今已經是著名飛機設計師的孫聰,在國產化的後期,接替了李明院士的工作,成為了殲-11B的總設計師。

  面對眾多參研單位,瀋陽所必須首先拿出一個飛機的總體方案。據總設計師孫聰介紹,要開方案會,這個方案有多少個產品的組成,這產品都是定點在誰家,產品要有求,叫成品技術協議,這個協議上有技術要求,進度要求,經費要求什麼的,一大堆的事。

  三代機的研製,是對整個國家組織動員能力和工業基礎的考驗

  隨着殲-11B國產化的深入,飛機研製人員深刻地體會到,研製一款三代機,是對整個國家組織動員能力和工業基礎的考驗。

  殲-11系列飛機總指揮耿汝光說:“它不僅僅是我們航空系統本身,它還依賴於我們國家的原材料,元器件,冶金,化工,電子,建材,還有我們基礎科學的發展水平。”

  三代機新材料研製有多難

  航空材料從機身蒙皮,構架,一直到機載設備,發動機,金屬的,非金屬的,是一個龐大的家族。當研製對象從二代機升級到三代機時,材料便成了一個異常突出的難題。

  在殲-11B採用的幾百種材料中,發動機的材料無疑是非常重要的,高強度,耐腐蝕,壽命長的高溫合金,在三代戰機的航空發動機上占了很大比例。三代戰機攜帶大量裝備,在做戰術動作時承受的超常過載,對構成機身和機翼的材料,要求輕而強,這本身就是一對矛盾,更不用說還要耐腐蝕,長壽命,耐損傷。

  設計飛機也是一樣,材料要先行,材料這個東西,它是一個基礎原料,沒有材料的話,你用什麼東西做零件呢?你後續的所有東西都談不上,包括設計都無從談起。

  啟動殲-11B國產化的時候,整個國家的工業部門,還無法製造出適合三代機的複合材料。

  從材料的先進性,它的性能水平,無論是它的強度、耐久性、耐疲勞、壽命、抗腐蝕能力,這些水平上差距是很大。

  三代機對材料的要求是很高的,可以說材料問題不解決,就設計不出也造不出三代機。

  殲-11B的那個大機翼,叫翼身融合體,它用到的複合材料,每一處的粘接強度都能夠滿足不產生缺陷,這就是一個大難題。

  複合材料,是用不同性質的材料編織或組合起來的。它按照材料科學家的設計,集合不同材料的長處,最終做成滿足特殊要求的人造材料。

  製造殲-11B使用的複合材料,要將人造物質層層黏合,熱壓為整體。

  成敗所系,拼的是工藝。

  當時的航材院是材料的牽頭單位,帶領全國100多家單位攻關。

  據時任航空工業瀋陽所機構部副部長的魏金龍介紹,材料國產化的工作,真正開始應該是1997年、1998年左右,一直進行差不多將近十年左右的時間,才把材料國產化的事做完。

  時任北京航空材料研究院總工程師的吳學仁介紹說:“材料的考驗很重要的一塊是在首飛以前的全機靜力試驗,和後續的疲勞試驗,如果你要是沒有到設定的載荷斷了,那你這個飛機後邊的應用就會成很大的問題。如果你要明顯地超過,那就是說你這個飛機設計得不好,你重量太重了,因為你用的材料厚了,尺寸大了,那飛機的效率就低了。”

  令人緊張的靜力試驗,正好在達到設定載荷時,飛機受力部分拉斷了。所以,殲-11B設計是很成功的,材料也是很成功的。

  弧形風擋光學畸變問題,如何解決

  殲-11B的座艙前風擋玻璃專業稱之為“透明件”,並非攻關重點。沒想到它的光學畸變,會成為一個令人煩惱的難題。二代機的前風擋是平面的,而三代機是弧形風擋,因此必須克服光學畸變問題。前方視場變形,對飛行員作戰和飛行來說,非常不利。

  航空材料院臨危受命,從總師手裡接過了這個難題,其實他們早在一年前,就對氣泡形透明件做過技術摸底,回到北京,他們立即拿出新的方案,全力攻克,氣泡形前風擋光學畸變的難題。軍工項目,責任重大。敢立軍令狀,敢拍胸脯,不僅需要勇氣和擔當,還要有實力。航空材料院在最後的關頭,攻下了“透明件”難題,令所有人都鬆了一口氣。

  導彈卡住?新型彈射式發射架實彈測試一波三折

  2003年,殲-11B首飛成功。從這時開始,還要裝上各種各樣的機載設備,包括武器系統,不斷試飛,衝擊各種極限飛行動作,去檢驗改進直到定型服役。

  為了避免導彈發射時傷害飛行員和飛機,它的機翼下安裝着專門為殲-11B研製的新型彈射式導彈發射架,飛行員按下導彈發射按鈕,發射架把導彈彈射出去,導彈脫離飛機後再點火奔向目標。

  沒想到的是,新型發射架的第一次實彈檢測就出問題了,試飛員接到指令,按下導彈發射按鈕時,導彈沒有與發射架分離,卡住了。

  問題出在了發射架上,地面試驗場研製人員夜以繼日地查尋故障原因,而闖禍的隱患,卻一直潛伏在發射架中不曾出現。或許是太過專注,人們一直忽略了一個細節,那天空中測試,飛行中的飛機是有震動的,意識到這一點,大家立刻將發射架裝到了震動台上,這一下故障出現了,採取措施以後,再經過驗證沒有問題,保證了它的定型試驗的順利開展。但是過程裡面確實很曲折。

  科研人員的不懈努力,不僅讓殲-11B裝上了新型彈射式導彈發射架,還實現了導彈攻擊距離、不可逃逸攻擊距離、導彈掛載量等方面的改進,並取得了可對空中多個目標實施打擊的輝煌成果。

  衍射平顯科幻十足,研製難度極大

  殲-11B的研製過程中,有六個研製亮點,其中一個就是衍射平顯。衍射平顯很能體現出高科技的神奇,它可以把儀表上的數據和圖像呈現在前風擋和頭盔護目鏡上。飛行員不用低頭,就可以看到各種數據,雖然這項技術已經在一些高級轎車上採用,但三代機上的衍射平顯,要求顯示數據量大,視野寬廣,無論白天夜間,順光逆光,都要有很高的清晰度。

  衍射平顯的研製者名叫顧剛,當時是航空工業光電所主任設計師,他從老一代科研人員手裡,接過這個項目,是在1983年,直到1995年才獲得突破,到2000年正式裝上殲-11B,顧剛在這個領域裡,前後奮鬥了18個春秋。

  國產三代機的“中國心”,需要殲-11B來試飛

  與衍射平顯命運相似的,還有一個重要的角色,那就是殲-11B的國產發動機。

  早在蘇-27引進之前,國家就啟動了“太行”發動機的研製,當時國產發動機問題還很多,在單發飛機上試飛會有風險,這就要把自己的發動機裝到自己飛機上去試飛。就這樣,“太行”發動機終於得到了成長的機會,然而成長的道路漫長而曲折,那些年工程師解決了五六百項科研難題,定型裝備部隊後,又解決了三百多項。

  據時任瀋陽發動機設計研究所副所長李宏新介紹:實際上發動機研製的過程,也是一個跟故障做鬥爭的過程,一方面發動機的問題會越來越少,會越來越成熟,同時就是搞發動機這批人也是經受了考驗、鍛煉、成長。

  當殲-11B研製成功的時候,它已經成為了一架能夠滿足人民空軍要求,蘊含着中國工程師的創新思想,由中國人製造的飛機。

  總設計師孫聰說:“快速通過這一代飛機,實現了我們國家三代機的裝備,跨進了四代機的研製,這應該叫超常規不超程序。”


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