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中航工业直升机所总设计师,年过半百的李吉湘又投入到某新型武装直升机的论证工作中

日期:2020-04-29编辑作者:前沿

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  吴希明:直10耀蓝天

图片 2 中航工业惠阳航空螺旋桨有限责任公司高级工程师鲁金华(资料图)

专家小传:李吉湘,陆军航空兵某研究所总工程师,直升机装备发展和型号论证专家,从事直升机技术发展研究和新型号研制论证评估工作30余年,为国家重点工程直-10武装直升机研制做出突出贡献,先后荣获国家科技进步二等奖2项,军队科技进步一等奖2项,享受国务院特殊津贴。

  11月30日,一则《直10总师获“中航工业中青年创新领军人才”荣誉称号,重奖150万》的新闻在网络上被广泛转载,引来了一片叫好声,网友们用热情洋溢的语言表达着对直10总设计师的敬意。自珠海航展和天津直博会后,“吴希明”这个熟悉的名字又一次映入世人眼帘。

  海豚直升机尾桨改型的总设计师——记中航工业惠阳航空螺旋桨有限责任公司高级工程师鲁金华

论证如同造梦,武装直升机从梦想走向现实,论证工作是成功的第一步。作为直-10武装直升机的型号论证专家,李吉湘带领团队,推动我国武装直升机从仿制向自主研制飞越。30多年军旅生涯,他用双手托举我国多型武装直升机搏杀一树之高。

  吴希明,中航工业直升机所总设计师,直10、直19两型武装直升机总设计师,中航工业首席技术专家、研究员。

  2005年,在国防科技工业武器装备型号研制评比中,中航工业惠阳航空螺旋桨有限责任公司(以下简称惠阳公司)高级工程师鲁金华荣获国防科技工业武器装备型号研制个人三等功。这一奖项并不是鲁金华获得的级别最高的奖项,但是它背后的故事却是所做的最难忘的一次项目。这次项目就是直9直升机旋翼毂、尾桨的设计与改型。

时光追溯到上世纪80年代初,李吉湘来到某新型武装直升机研究所,参与陆航直升机论证工作。20岁出头的李吉湘在老师傅的帮带下,先后完成了直-8、直-9等机型的研究论证工作,并逐渐成长为该领域首屈一指的专家。海湾战争,武装直升机的高光表现,让世人为之一叹,各国纷纷加快武装直升机的列装步伐。此时,我国武装直升机的研制工作在艰难中起步,而直-10的研究论证只是“长征”的第一步。当时我国直升机工业已停滞近20年,直-10承载着我国重建直升机工业基础的决心。几本破旧的书籍资料,这是我国第一款武装直升机——直-10论证初期仅有的资料。论证是直升机研制的指向标,一旦有偏差,研制和生产就要多走几年甚至十几年的弯路。为了解世界武装直升机的发展动态,他们翻译相关资料,反复研究国外直升机的各项性能指标,在一次次探索中寻求指标的平衡与优化。经过数年的拼搏,在李吉湘团队的不懈努力下,论证方案最终确定,标志直-10前期研制准备工作全部完成。然而,一个突发事件出现了,由于国内军工企业没有研发生产经验,直升机发动机完全依赖进口,就在此时,国外突然中止对我国出口发动机,这对于即将开工生产的军工企业来讲,无疑是一次致命打击。“中国的武器装备发展必须走自主创新之路。”事发后,论证团队第一时间启用自主研发方案,重新调整论证标准,在大家的共同努力下,直-10拥有了我国第一款完全自主知识产权的发动机。

  吴希明和他的团队在直10研制过程中突破了总体、气动、结构、隐身、抗弹、耐坠、信息化作战一体化综合优化设计、三大动部件的地面联合试验等一系列重大关键技术。有权威评论称,直10的成功研制,使我国直升机整体研发能力向前跨越了20年,全面实现了我国直升机从测绘仿制、参考样机设计到自主研制的发展跨越,为直升机一系列后续型号井喷式发展铺平了道路,为加快推动我国直升机技术进步和产业发展开创了崭新局面。

  在充分论证直9各型号直升机在使用过程中存在的各项不足后,直升机公司提出了直9改进型的项目。鲁金华通过背景预研,借鉴法国“海豚”直升机的成功改型经验,提出该型号产品相对原直9增重150千克,整机首翻期为2400小时/8年的设计目标。起飞重量增加,发动机由阿赫耶1C换装为阿赫耶2C,发动机功率增加,需要对升力系统的旋翼毂和尾桨重新设计,以便吸收更大的功率,产生更大的拉力。同时结构需要加强,动力特性重新校核。

20多年前,如果没有李吉湘所在团队冲破直升机研制的第一道屏障,直-10难以在如此短的时间里研制成功;如果李吉湘和他的团队没有前瞻目光,直-10的技术性能很难达到世界先进水平。直-10的成功让我国直升机发展驶上快车道,从直-10衍生出12个主型号、几十个改进型,我国的直升机产业呈现出前所未有的崭新局面。30多年来,李吉湘先后参与完成多个重要型号直升机的论证工作。“这是我一生的事业,论证直升机已成为生活中不可缺少的一部分。”如今,年过半百的李吉湘又投入到某新型武装直升机的论证工作中。

  为了这一天的到来,吴希明和他的团队多年来倾尽心力。

  种种改进方案提出后,鲁金华和同事充分论证了该旋翼毂、涵道尾桨对直9直升机性能提升的影响。而这些成熟的设计却是鲁金华担任惠阳公司设计所副所长后承担的第一个型号研制任务。

  “航空报国”是不可推卸的责任

  第一次全面技术负责

  1995年,在英国做访问学者期间的一次大英博物馆之行坚定了吴希明“航空报国”的信念。当发现博物馆里一幅巨大的敦煌壁画竟然是一块块铲下来再拼接起时,他血液沸腾了:“祖国古老文明被窃取就是因为自身落后,中国应该拥有强大的武器装备,保疆卫国。中国的武装直升机必须融入自主创新的血脉。”被任命为直10总设计师后,吴希明感到肩上的责任更重了。为了打造中国自主研制的武装直升机,吴希明和他的团队奋斗了数个春秋,把设计中无数个不可能变成可能。直10从立项到定型经历了10余个年头,其中艰辛,也许只有他自己才知道,但他心存一份信念,那就是“航空报国”是不可推卸的责任。

  项目伊始,他心里压力很大,而支撑他把自己的能力发挥出来的根源就是信仰。因为工作、执着事业,因为他看到了我国直9系列直升机与“海豚”系列直升机先进旋翼毂和尾桨技术水平的差距。从此,他开始了直9直升机尾桨改型的工作。请教专家,研究“海豚”直升机的发展历程,到集团公司跟进工作;与主机厂、陆航部队及大学和研究所展开调研和技术协调,结合国内现状和国内技术水平,他提出了该型号旋翼毂、涵道尾桨的改型方案。在编制方案过程中,他组织前期打样设计,排除设计疑问。最后,研制方案一次通过评审。

  正是这种精神,支撑着他和整个直10研制团队。西方曾一度进行技术封锁,限制发动机和软件系统出口。直升机没有发动机,就好比人体没有心脏。在这种情况下,吴希明担起重任,通过改进改型,成功匹配了动力机械研究所自行研制的涡轴发动机。装配交付后,直10迅速形成了战斗力,被英国《简氏防务周刊》誉为“解放军树梢杀手”。

  2003年,该型号旋翼毂、涵道尾桨研制方案评审通过,项目进入详细设计阶段,鲁金华承担了该项目最为艰巨的攻关课题:涵道尾桨气动设计工作。

  奋力攻坚 全力改进

  在非典时期的任务

  “型号研制是应用科学,需要在工程中不断完善和提升技术,解决关键问题。”这是吴希明对工程研制的概括,也是他在型号研制中所秉承的法则。

  由于最新型号的“海豚”直升机的涵道尾桨已经大改,叶片数和布局及翼型都已不是原来的设计状态,拉力、效率已全面提高,课题研究不能耽误。而当时,正值非典期间。

  直10是国家重点项目,时间紧,任务重。为了完成这项任务,吴希明作为总设计师,带领团队进行多轮方案论证,解决了作战武器与装备重量的矛盾,攻克了总体气动一体化、全复合材料旋翼系统、航电武器系统等多项技术难关,使直10顺利进入了地面联试阶段。首次开车成功,现场工作人员一片欢呼,吴希明却落泪了,因为在这些欢呼背后,有着太多的压力和心血,这是直10研制以来,他第一次流泪。

  为了得到一手资料,他不能停下脚步。到大学、到部队、到民营直升机公司查询国外资料和搜寻可参照的样件,了解该翼型的技术特点。

  首飞不易,定型更难,这是型号研制的普遍规律。直10在首飞成功后,仍要不断进行科研试飞,改进改型。为了保证型号试飞与设计定型按节点进行,吴希明蹲点阎良试飞基地,带领团队提出了优化组合的试飞方法,使定型试飞周期大大缩短;对于试飞中暴露的尾桨振动、空中动力学耦合等问题,吴希明认真分析,组织专项攻关,先后排除了多个故障,开展多项优化设计工作,推进直10的设计定型。直升机所副总设计师、总体气动研究室主任武庆中至今能够清晰地记起当时吴希明组织召开的数次改进方案讨论会。在一次试飞过程中,尾桨结构受到破坏,试飞员紧急迫降,直10停在了下方的稻田中。吴希明第一时间赶到现场,看见直10停在水田中,吴希明心疼极了,他说:“好像看见了自己的孩子受伤了,孤立无援地站在水中,仿佛在哭泣。”随后,吴希明立即组织专题方案讨论会,制定修正改进方案并组织实施。直升机是一个系统工程,改进是牵一发而动全身,但吴希明坚决表示,为了飞行安全,再大的难题也要攻克。他依据前期试验数据提出了改进方案,解决动力学匹配性问题,确保了飞行安全。

  由于直9引进的只是生产专利,对涵道尾桨的气动计算,我国并没有这方面的工程设计程序,他又结合在北航读研究生的研究课题,开发了直升机尾桨的气动计算程序;同时引进了先进的CFD数值分析软件fluent,进行验算校核,将新桨与原桨对比计算,最终开发了一种新翼型,用于设计该型号涵道尾桨。经翼型吹风、气动计算、尾桨效率明显提高,升力增加10%,满足了该型号直升机的使用要求。试飞完成后,飞行员表示,尾桨噪音明显降低,操纵平稳,升力系统工作良好。尾桨改型成功了!

  作战性能优良 直10广受赞誉

  中国直升机尾桨气动设计水平新起点

  陆军要“飞起来”,直升机就是翅膀。直10等国产直升机在历次军事演习中的表现受到了军队各级首长的高度评价,近年来先后50多次出色完成了部队考核、演习、集训等多个重大专项活动,充分体现了作战性能。

  该型号涵道尾桨的设计成功,给我国直升机尾桨的气动设计水平带来了新的起点,公司的研发能力得到大幅的提高,CFD数值分析软件与工程计算相结合的气动设计方法,为我国直升机涵道尾桨进行气动反设计和其他系列型号的研制打下了良好基础。

  “通过一年多的飞行接触,我感觉直10在飞行操纵上、可靠性上,飞行员的反映一致很好,剩余功率、机动性、可靠性都有显著提高,正是由于这些进步,才使我们有信心去飞这么高难度的世界顶级的动作。”我国武装直升机飞“筋斗”的第一人——李魁元大校在今年的天津直博会上驾驶直10进行精彩飞行表演后给予了高度评价。

  该型号旋翼毂、涵道尾桨研制项目从申请立项到产品首飞共18个月时间,方案评审后,新的挑战随之而来:生产时间只有不到10个月。

  或许正是因为吴希明精益求精的改进,才有了飞行员们的“反映一致很好”。

  面对困难,此时的鲁金华已经沉着了许多,时间是大问题,但只有万事考虑在先,科学管理,就能按进度、节点要求完成型号任务。在申请立项过程中,他就提前编制了研制工作计划,并考虑设计细节和供货渠道,对国外产品,提早接触,签订研制意向。由于进行了预先投入,所以该项目只能成功,不能失败。对每一个设计细节他都认真分析,仔细校对,不允许有任何差错。

  吴希明回忆,少年时代经常看到直升机在学校周围盘旋起落,也自那时起对军事产生了浓厚的兴趣,憧憬成为一名军人或从事军工行业的科技人才。而今,报国的信念已融入血脉,永难磨灭。中航工业董事长林左鸣说,吴希明同志以实际行动践行了“既是航空人就知责任重,既做新装备就得多辛苦”的庄严承诺。 (通讯员 汪婷婷 记者 马倩)

  在对该项目的星形件、夹板、尾桨叶三大复合材料部件结构设计中,他多方联系,寻找国外的资料和可参照的样件,提出了建设性改进方案,打破了法国原设计不能做任何改动的设计限制,大大提高了产品的可靠性和寿命,高质量完成产品的型号设计工作。在试制现场,多次召开现场会议,解决技术问题,度过了许多不眠之夜,整个研制过程,星期天和节假日已经不在出现在他的生活中。

  该型号旋翼毂、涵道尾桨的成功研制,为我国直升机旋翼毂和尾桨系统在技术上获得了突破性的进步。鲁金华,这位直9直升机尾桨改型的设计师,后续相继开展了直11、直19等多种型号旋翼毂和尾桨的研制工作。

  他,一直在路上!(李琳)(中国航空报)

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