你看到的艦載機和隱身飛機,離不開他的高瞻遠矚!
原標題:你看到的艦載機和隱身飛機,離不開他的高瞻遠矚!
2018年4月12日上午,新中國成立以來規模最大的海上閱兵式在南海隆重舉行,海軍近年來持續「下餃子」的成果一股腦兒地呈現出來,惹得一眾網友大呼震撼。我國第一艘航空母艦「遼寧號」無疑是最受矚目的明星艦之一,伴隨著熟悉的「航母style」,四架「殲15」艦載機依次從「遼寧號」的甲板上直衝雲霄,讓人們真切感受到了航母的強大氣場。
我們知道,艦載機的主要任務是配合艦隊完成海上作戰任務,奪取海上和沿岸地區的制空權,它好比是航母的肌肉,其數量越多、性能越好,航母的「小拳拳」也就越有力。說到艦載機,總是繞不開一個人——李天院士,正是他最早引領了我國航空艦載技術的預研工作。
李天院士(圖片來源:《航空製造技術》2013年3期)
目光存高遠,預研艦載機
上世紀80年代,我國海軍曾提出過建造航母的想法,無奈經濟和科研基礎薄弱,最後只好作罷。不過,這卻激發了時任瀋陽飛機設計研究所副總設計師李天極大的興趣。雖然中國一直沒有航母,但李天對艦載機並不陌生,早在60年代,他就與當時世界最先進的艦載機有過接觸。
1965年,四架美國「F-4B」艦載機入侵海南上空,我國四架「殲5」戰機立即升空迎戰。搞笑的是,在我方一彈未發的情況下,美軍竟自擺烏龍,擊落了自己的一架飛機。「F-4B」可是美國二代機中的傑出代表,性能頗為出色,面對從天而降的「大禮包」,我們怎能怠慢它呢?於是,我軍很快將其打撈上岸,交給各科研院所研究。李天就是在此時第一次見識到艦載機,面對美國先進的航空產品,他十分感慨。
美國的「F-4B」艦載機(圖片來源:Wikipedia)
「F-4B」飛機殘骸(圖片來源:中國共產黨新聞網)
時間來到80年代,儘管海軍關於建造航母的提案未獲國家立項,但李天卻按捺不住內心壓抑許久的情緒,在研究所里的一次會議上提出了預研艦載機的設想。話音剛落,就有人表示了反對:「李總,我國建造航母的日子還很遙遠,如今所里的科研任務已經很繁重,況且經費緊張,研製艦載機似乎太早了。」李天聽罷,語重心長地說:「我國畢竟是個海洋大國,為了保衛廣袤的海疆,早晚要造航母的。艦載機技術特殊,其研製必須要走在航母前面,即使國家目前沒有投資,我們也應該自籌資金做預研!」
劉華清將軍參觀美國航母的這一幕令很多人唏噓不已(圖片來源:環球網)
在李天的據理力爭下,經過多次論證和研討,預研艦載機的計劃終於在沈飛上馬了。然而,白手起家研究艦載機,絕非容易事兒。和普通的陸基戰鬥機相比,艦載機在結構設計和起降性能上有更嚴苛的要求。比如,為減少飛機的停放空間,作為主要受力結構的機翼需具備摺疊功能;由於甲板長度有限,艦載機著艦時是沒有減速飄飛階段的,如同直接砸在甲板上,其主起落架承受的衝擊載荷是陸基飛機的四倍以上,因而需要提高機體結構的強度。此外,由於艦載機長期在海域執飛和停放,還必須要有良好的抗腐蝕能力。儘管研究艦載技術的道路上滿是荊棘,可李天並不在意,與飛機打交道的幾十年里,他一向以攻堅克難為樂趣。
李天(中)與研究人員討論問題(圖片來源:搜狐網)
一天早晨,李天早早地來到辦公室,審閱各研究組交上來的年度技術報告。可還沒看幾頁,他就氣得直跺腳,命令相關人員馬上到他的辦公室。在大伙兒眼裡,李天一直是個平易近人、和藹可親的老領導,他如此憤怒的場景,實在不多見。原來,在艦載技術預研的過程中,一個研究小組為了應付年終檢查,居然臨時抱佛腳,從文獻資料里胡亂拼湊了一份報告,企圖矇混過關。李天嚴肅地批評道:「飛行安全關係著人民的生命財產安全,你們寫這麼一篇毫無價值的報告,純屬亂彈琴!必須認真對待,回去重寫!」
正是在李天求真務實地引領下,科研人員們完成了多項艦載技術課題的預研,他們針對不同厚度的機翼分別研製了相應的機翼摺疊機構,還研製出特殊的前起落架轉彎機構,以適應艦載機甲板高機動性的要求,等等。通過十多年的艱苦奮鬥,李天率領的研究團隊幾乎掌握了艦載機的所有特殊關鍵技術,為日後我國艦載機的型號研製打下了堅實的理論基礎。
「殲15」著艦瞬間(圖片來源:中國青年網)
急國家所急,攻克隱身機
上世紀80年代,大家連航母的影子都沒見過,李天研究的艦載技術可謂十分超前。在當時,提高國內現有飛機的實戰能力,才是李天需要解決的當務之急。
衡量戰鬥機好壞的因素很簡單:其一,生存力,就是保存自己;其二,作戰效能,就是消滅敵人。如果連自己都保護不好,何談消滅敵人呢?生存力,對飛機而言無疑最為重要。想提高生存力,方法有很多,比如增大飛行速度、飛行高度,提高飛機的機動性能和抗電子干擾能力。然而,1991年,美國卻讓全世界看到,想提高飛機的生存力,隱身才是至關重要的法寶!
所謂隱身,並非使飛機變得肉眼不可見,而是盡量減小其雷達、紅外、聲、磁等信號特徵,讓敵方的各種偵察設備徹底歇菜,無法發現和跟蹤我方飛機。1991年的海灣戰爭中,面對一個由預警雷達、導彈、截擊機等組成的現代防空系統,美國「F-117A」飛機如入無人之境,出動一千餘架次卻毫髮無損,主要就歸功於出色的隱身技巧。
美國「F-117」飛機(圖片來源:Wikipedia)
見識了別人家孩子的優秀,自然希望自己的孩子也能進步,於是,國防科工委旋即成立了隱身技術研究組,由李天擔任組長。從北京返回研究所後,李天火速召開動員大會,他慷慨陳詞:「美國二十年前就研究隱身了,咱們現在才開始,路再難也要走,國家急需啊!咱們搞軍備技術的,要抓緊行動起來!」
李天在作報告(圖片來源:中國航空新聞網)
美國是隱身技術方面第一個吃螃蟹的,李天自然將目光投向了美國的「F-117A」——世界上第一種完全以隱身技術設計的飛機。他發現該型飛機沒有採用傳統的曲面外形,而是由上百塊板件拼合而成,因此才會在雷達上小得像一隻小鳥。不過,魚與熊掌不可兼得,古怪的外形卻大大降低了飛機的氣動性能,其飛行阻力很大,無法完成超聲速飛行和高機動動作。在仔細分析「F-117A」的各項性能指標後,李天不禁陷入了沉思:這種只具備隱身能力,靠著「一招鮮,吃遍天」的飛機真的是中國需要的嗎?
李天給出了否定的答案,他堅信,只有在追求高隱身水平的同時,兼顧飛機的氣動性能,才能使其真正立於不敗之地。為此,李天制定了「由外而內,由強到弱,材料工藝配合」的研究路線。「外」是對隱身設計影響最大的外形設計,「內」則是進排氣系統,這是機身上最關鍵的雷達紅外散射源。經過不懈努力,李天率領研究人員開發出國內最早的隱身飛機工程估算程序集,從多種備選方案中找到了最優解。飛機上的散射源有很多,如雷達艙、座艙、武器艙,有的散射高,易被敵方雷達捕捉,有的散射低,影響很小,李天和同事便從散射最強的部件開始研究,穩紮穩打,最終逐一解決所有部件的散射問題。
李天(右1)在風洞實驗室(圖片來源:中國航空新聞網)
經過十多年的辛苦鑽研,李天帶領研究組攻克了飛機隱身方面十二個關鍵的技術問題,他將空氣動力學和電磁散射特性進行有機結合,創造性地解決了氣動與隱身在布局設計中的技術難點,為我國隱身戰機的設計奠定了完整的技術基礎。
由於李天的工作大多是航空技術的預先研究,很少涉及具體的飛機型號,這使得他的名字並不廣為人知。然而,正是他的超前研究和默默奉獻,我國新一代飛機才能迅速地從圖紙走向量產。不幸的是,在南海閱兵前一天,李天院士走了,但由他開創的新型戰機,將依舊守衛祖國的藍天與大海!
李天院士題詞(圖片來源:《院士春秋 第2卷》,費濱海 編,2007)
人物小檔案:
李天(1938.10.2. – 2018.4.11),中國科學院院士,我國著名空氣動力學專家,曾任瀋陽飛機設計研究所副總設計師、首席專家。他先後從事飛機氣動布局設計和隱身技術研究,將空氣動力學和電磁散射特性進行有機結合,創造性地解決了氣動與隱身在布局設計中的技術難點,主持編寫了我國第一部《隱身飛機設計指南》,為我國新一代飛機的研製做出了開拓性貢獻。
名言:
榮譽並不重要,重要的是,人要有一種精神,要為科學事業扎紮實實做點工作。
參考文獻:
[1] 徐德起,李曉濱,楊洋. 情志藍天:記航空氣動專家中國科學院院士李天[M]. 北京:航空工業出版社, 2011.
[2] 中國航空工業史編修辦公室. 中國航空工業人物傳 專家篇[M]. 北京:航空工業出版社, 2011.
[3] 梅東牧,李天. 隱身技術在進氣道設計中的研究[J]. 飛機設計, 2003(3): 6-9.
[4] 李天. 戰鬥機的發展對隱身與氣動技術的需求[J]. 流體力學實驗與測量, 2002, 16(1): 1-7.
作者:朱磊
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