央视披露歼-11B研制内幕,衍射平显、复合材料、发动机等都要攻关

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近日,央视国防科工栏目报道了我国歼-11B第三代重型战斗机的研发历程。

1992年,中国从俄罗斯紧急进口了一批苏-27三代重型战机,以应对国防急需,不久后,又决定引进苏-27的生产线和部件,组装生产,这就是歼-11。

当然,我们要有自己的国防,我们要有自己的国防工业,不能仅满足于去引进制造,于是,我国在歼-11基础上做了改进,歼-11B应运而生。

2003年歼-11B首飞成功,中国军工人通过引进、吸收、再创新的艰苦历程,使国产战斗机一下子从二代跨越到三代,从轻型、中型再到重型,国产军用航空技术也实现了重大突破。

孙聪为歼-11B总设计师

沈阳所结构部对苏-27所有的零部件,哪些可以国产化,哪些当时还做不到,主攻方向在哪儿,做了一个详细的梳理统计。如今已经是著名飞机设计师的孙聪,在国产化的后期,接替了李明院士的工作,成为了歼-11B的总设计师。

面对众多参研单位,沈阳所必须首先拿出一个飞机的总体方案。据总设计师孙聪介绍,要开方案会,这个方案有多少个产品的组成,这产品都是定点在谁家,产品要有求,叫成品技术协议,这个协议上有技术要求,进度要求,经费要求什么的,一大堆的事。

三代机的研制,是对整个国家组织动员能力和工业基础的考验

随着歼-11B国产化的深入,飞机研制人员深刻地体会到,研制一款三代机,是对整个国家组织动员能力和工业基础的考验。

歼-11系列飞机总指挥耿汝光说:“它不仅仅是我们航空系统本身,它还依赖于我们国家的原材料,元器件,冶金,化工,电子,建材,还有我们基础科学的发展水平。”

三代机新材料研制有多难

航空材料从机身蒙皮,构架,一直到机载设备,发动机,金属的,非金属的,是一个庞大的家族。当研制对象从二代机升级到三代机时,材料便成了一个异常突出的难题。

在歼-11B采用的几百种材料中,发动机的材料无疑是非常重要的,高强度,耐腐蚀,寿命长的高温合金,在三代战机的航空发动机上占了很大比例。三代战机携带大量装备,在做战术动作时承受的超常过载,对构成机身和机翼的材料,要求轻而强,这本身就是一对矛盾,更不用说还要耐腐蚀,长寿命,耐损伤。

设计飞机也是一样,材料要先行,材料这个东西,它是一个基础原料,没有材料的话,你用什么东西做零件呢?你后续的所有东西都谈不上,包括设计都无从谈起。

启动歼-11B国产化的时候,整个国家的工业部门,还无法制造出适合三代机的复合材料

从材料的先进性,它的性能水平,无论是它的强度、耐久性、耐疲劳、寿命、抗腐蚀能力,这些水平上差距是很大。

三代机对材料的要求是很高的,可以说材料问题不解决,就设计不出也造不出三代机。

歼-11B的那个大机翼,叫翼身融合体,它用到的复合材料,每一处的粘接强度都能够满足不产生缺陷,这就是一个大难题。

复合材料,是用不同性质的材料编织或组合起来的。它按照材料科学家的设计,集合不同材料的长处,最终做成满足特殊要求的人造材料。

制造歼-11B使用的复合材料,要将人造物质层层黏合,热压为整体。

成败所系,拼的是工艺。

当时的航材院是材料的牵头单位,带领全国100多家单位攻关。

据时任航空工业沈阳所机构部副部长的魏金龙介绍,材料国产化的工作,真正开始应该是1997年、1998年左右,一直进行差不多将近十年左右的时间,才把材料国产化的事做完。

时任北京航空材料研究院总工程师的吴学仁介绍说:“材料的考验很重要的一块是在首飞以前的全机静力试验,和后续的疲劳试验,如果你要是没有到设定的载荷断了,那你这个飞机后边的应用就会成很大的问题。如果你要明显地超过,那就是说你这个飞机设计得不好,你重量太重了,因为你用的材料厚了,尺寸大了,那飞机的效率就低了。”

令人紧张的静力试验,正好在达到设定载荷时,飞机受力部分拉断了。所以,歼-11B设计是很成功的,材料也是很成功的。

弧形风挡光学畸变问题,如何解决

歼-11B的座舱前风挡玻璃专业称之为“透明件”,并非攻关重点。没想到它的光学畸变,会成为一个令人烦恼的难题。二代机的前风挡是平面的,而三代机是弧形风挡,因此必须克服光学畸变问题。前方视场变形,对飞行员作战和飞行来说,非常不利。

航空材料院临危受命,从总师手里接过了这个难题,其实他们早在一年前,就对气泡形透明件做过技术摸底,回到北京,他们立即拿出新的方案,全力攻克,气泡形前风挡光学畸变的难题。军工项目,责任重大。敢立军令状,敢拍胸脯,不仅需要勇气和担当,还要有实力。航空材料院在最后的关头,攻下了“透明件”难题,令所有人都松了一口气。

导弹卡住?新型弹射式发射架实弹测试一波三折

2003年,歼-11B首飞成功。从这时开始,还要装上各种各样的机载设备,包括武器系统,不断试飞,冲击各种极限飞行动作,去检验改进直到定型服役。

为了避免导弹发射时伤害飞行员和飞机,它的机翼下安装着专门为歼-11B研制的新型弹射式导弹发射架,飞行员按下导弹发射按钮,发射架把导弹弹射出去,导弹脱离飞机后再点火奔向目标。

没想到的是,新型发射架的第一次实弹检测就出问题了,试飞员接到指令,按下导弹发射按钮时,导弹没有与发射架分离,卡住了。

问题出在了发射架上,地面试验场研制人员夜以继日地查寻故障原因,而闯祸的隐患,却一直潜伏在发射架中不曾出现。或许是太过专注,人们一直忽略了一个细节,那天空中测试,飞行中的飞机是有震动的,意识到这一点,大家立刻将发射架装到了震动台上,这一下故障出现了,采取措施以后,再经过验证没有问题,保证了它的定型试验的顺利开展。但是过程里面确实很曲折。

科研人员的不懈努力,不仅让歼-11B装上了新型弹射式导弹发射架,还实现了导弹攻击距离、不可逃逸攻击距离、导弹挂载量等方面的改进,并取得了可对空中多个目标实施打击的辉煌成果。

衍射平显科幻十足,研制难度极大

歼-11B的研制过程中,有六个研制亮点,其中一个就是衍射平显。衍射平显很能体现出高科技的神奇,它可以把仪表上的数据和图像呈现在前风挡和头盔护目镜上。飞行员不用低头,就可以看到各种数据,虽然这项技术已经在一些高级轿车上采用,但三代机上的衍射平显,要求显示数据量大,视野宽广,无论白天夜间,顺光逆光,都要有很高的清晰度。

衍射平显的研制者名叫顾刚,当时是航空工业光电所主任设计师,他从老一代科研人员手里,接过这个项目,是在1983年,直到1995年才获得突破,到2000年正式装上歼-11B,顾刚在这个领域里,前后奋斗了18个春秋。

国产三代机的“中国心”,需要歼-11B来试飞

与衍射平显命运相似的,还有一个重要的角色,那就是歼-11B的国产发动机。

早在苏-27引进之前,国家就启动了“太行”发动机的研制,当时国产发动机问题还很多,在单发飞机上试飞会有风险,这就要把自己的发动机装到自己飞机上去试飞。就这样,“太行”发动机终于得到了成长的机会,然而成长的道路漫长而曲折,那些年工程师解决了五六百项科研难题,定型装备部队后,又解决了三百多项。

据时任沈阳发动机设计研究所副所长李宏新介绍:实际上发动机研制的过程,也是一个跟故障做斗争的过程,一方面发动机的问题会越来越少,会越来越成熟,同时就是搞发动机这批人也是经受了考验、锻炼、成长。

当歼-11B研制成功的时候,它已经成为了一架能够满足人民空军要求,蕴含着中国工程师的创新思想,由中国人制造的飞机。

总设计师孙聪说:“快速通过这一代飞机,实现了我们国家三代机的装备,跨进了四代机的研制,这应该叫超常规不超程序。”

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