飛機設計大師顧誦芬:實戰練兵殲教1
每一種新型飛機的誕生,都必須經過飛機概念設計和總體技術方案論證。經過認真地調查研究和精心策劃,徐舜壽本著「需要與可能相結合」和「在實踐中培養、鍛煉隊伍」的原則,經上級批准,決定飛機設計室的第一個任務是設計一架亞聲速噴氣式中級教練機。這架飛機的臨界馬赫數不超過0.8,選用平直機翼、兩側進氣方案。
任務明確以後,具體分工是顧誦芬負責氣動、程不時負責總體、屠基達負責機身、沈爾康負責機翼。由於在學校學的都是螺旋槳飛機,對於噴氣式飛機的設計,顧誦芬根本就沒有概念,只能從頭學起。當時蘇聯出版的教科書里講噴氣式飛機的不多,尤其對如何設計噴氣式飛機講的就更少了,而且不可能指望有噴氣式飛機設計方面的專家給予指導。面對種種難題,顧誦芬沒有退縮,他把所能搜集到的蘇、美、歐洲國家的技術資料、書刊、研究報告等有價值的信息全部裝進頭腦中,與面臨的課題結合起來進行了深入細緻的思考、分析與計算。
1956年冬,蘇聯安東諾夫設計局派專家幫助南昌320廠試製安-2飛機時,帶來了蘇聯中央流體動力研究院的有關技術資料、研究報告,其中還有中國航空工業的技術人員根本看不到的蘇聯1943年版的《設計員指南》和1947年版的《強度規範》等。顧誦芬感到這些資料給出了設計的依據,應該是飛機設計工作必備的。
經過努力,顧誦芬終於完成了全部飛機氣動數據的確定。初步計算,飛機的最大平飛速度為850千米/時,升限12000米,航程1000千米,正常起飛重量4110千克,裝一門23毫米口徑機炮,稱為「殲教1」。在完成了翼型選擇與計算、進氣道參數確定和機翼、機身等綜合計算後,問題轉化為對計算結果的試驗驗證。為了模擬飛行器在空氣中的狀態和測試其飛行的性能及品質,必須用到風洞這樣的氣動力基礎試驗設備。當時的中國,只有創辦不久的軍事科學研究和教育的最高學府——哈爾濱軍事工程學院(以下簡稱「哈軍工」)有兩座直徑為1.5米的迴流式低速風洞。但要在1.5米直徑、而且是用於教學的風洞里模擬真正飛行時飛機的氣動力參數,其難度可想而知。
在哈軍工做試驗也有好處,就是有我國著名空氣動力學家馬明德教授和配合修模型工人師傅的幫助。回想起當年的工作,顧誦芬仍記憶猶新:「比如機翼、機身的整流算不準、也畫不好。也是馬明德推薦,他說你乾脆就在模型上貼毛條,通過吹風試驗來確定。另一方面是測壓力,只要壓力不是升高很快,機翼與機身連接的後端就不會有很大的氣流分離,如果分離很大時,阻力也上去了。於是就按他的意見去做試驗,不斷修改機身、機翼整流罩形狀,根據試驗結果再計算、再修正模型。修型是很麻煩的。哈軍工配合我們修型的一位姓吳的老師傅,駝背很嚴重。他手藝很高,非常棒,真是毫不計較個人得失、不厭其煩,反覆試驗、反覆修型,直到測試完全沒有氣流分離、做到氣流很順為止。尾翼跟機身的整流形狀就是這樣吹出來的。最後殲教1的結構就按風洞里定的形狀來進行設計。」
1957年的冬天,天氣很冷,黃志千、顧誦芬在哈爾濱做了2個月的進氣道方案試驗。在試驗時,為模擬發動機抽氣,他們決定用鼓風機抽氣的方法。但需要的鼓風機外面買不到,就安排顧誦芬來設計。
設計鼓風機對於顧誦芬來說,又是一個全新的課題。他在哈爾濱外文書店找了參考書設計出來後,安排在軍工實習工廠車間加工出來,裝上去後抽到進氣的速度比飛行的速度還要高。在當時的條件下,除了鼓風機,很多其他試驗所需的設備都沒有。
隨著風洞試驗中一個個問題的解決,殲教1飛機的氣動力設計一步步走向成熟,顧誦芬在飛機空氣動力學的應用與實踐方面的經驗也不斷地積累。
1957年6月,殲教1木質樣機完成製作。根據空軍對木質樣機的審查意見,設計室對飛機的總體方案進行了修改。11月底到12月初,樣機順利通過審查,殲教1飛機轉入詳細設計階段。
1958年7月26日, 于振武駕駛著新中國第一架自行設計的飛機順利完成試飛。殲教1飛機從1956年10月開始設計到1958年7月首飛成功,只用了1年9個月的時間,其速度之快,在國外也屬罕見。首次研製成功的飛機和發動機得到了黨中央高度重視,使從事航空科研事業的技術人員、工人和幹部受到莫大的鼓舞。
作為我國自行設計的第一架噴氣式殲擊教練機,殲教1飛機命運乖舛,雖然是一次成功的設計,但不久就下馬了。儘管沒能夠裝備部隊,但通過殲教1飛機的設計製造,鍛煉了新中國自己的飛機設計隊伍,為以後進入自行設計積累了寶貴的經驗。而隨著殲教1飛機的騰空而起,顧誦芬在應用空氣動力學的研究和實踐方面也登上了一個新的高度。
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