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运20使一飞院为全球第二家用飞机设计在线全关联技术
送交者: 古宇庙 2017年06月17日10:48:20 于 [世界军事论坛] 发送悄悄话

鲲鹏起兮

——大型运输机运20研制纪实(之二)
崔斌峰

第二章:与时间赛跑

当玩儿了命也完不成任务时,只有创新!

——大运型号副总设计师 冯军

 集群冲锋

中国航空史上规模最大、难度最大的型号工程开始了。

这是注定一场艰苦的攻坚战,更是一场意志与挫折、智慧与困难的搏杀。

古代愚公面对着两座大山——太行山和王屋山,愚公家族一锹一镐挖山不止,最终感动了上天,搬走了两座大山……今日大运人面对的是三座大山——能力、时间、壁垒,这群现代愚公将如何移走这三座大山呢?

行政总指挥系统发出号令:全线实行“611”工作制——每周工作6天,每天工作11小时。

从那一刻起,各个研制现场每晚都灯火通明,一直亮到凌晨;从那一刻起,年轻的父母再也没有时间辅导孩子作业,深夜,他们拖着疲惫的身体回家,清晨,他们伴着雄鸡的晨啼起床,踏着晨露又进入“阵地”;从那一刻起,家里的老人担当起了料理家务、买菜做饭、送孙儿们上学的任务……新婚的高玉伟回到家与丈夫的问候也变成了一种程式:“节点保住了?”“保住了,你们呢?”“也保住了!”

传统的飞机研制是按照设计、试验、生产、改进的串行流程进行的,这种模式犹如一条索链,按时间顺序相衔接,这叫“按部就班”。按部就班无法满足大运的研制要求,必须采取“并行工程”。并行工程就是重新规划工作流程,让研保条件建设、设计、试验、生产、机载成品研制等工作同时展开,并在事先设置好的工程节点上汇合。

搞并行工程,最关键的是区分产品(设计)的技术成熟度,根据技术成熟度决定何时启动何种工作。当成熟度达到3级时,工厂工艺员参与联合协调定义;达到4级时,冻结工艺装备方案,启动材料采购和工艺设计;达到5级时,工装设备投产;达到6级时,发放生产数模,毛料投产;达到7级时,全面启动零件生产。于是,就出现了这样的场面:在刚刚建成的厂房、试验室里,建筑工人在抹墙,装配工在安装设备,设计师在刚调试好的设备上做试验,工厂开始制作工装设备,采购员采购原材料……

大运之战是一次大军团作战,参研单位分布于全国各地,如何实现空间资源的优化?昔日秦始皇统一中国是从“书同文,车同轨,统一度量衡”开始的,现在大运“两总”系统紧紧围绕着“统一”两字做文章,统一工作模式、统一工作标准、统一工作规范,实现了设计与制造系统的统一,制造师系统“六厂”之间的统一,主研单位与配套单位的统一,从而使几十万大运人拧成了一股绳。

 “611”工作制、并行工程、异地协同,使大运项目从一开始发起的就是全线集群冲锋,是在广阔时空范围的“非线式”作战,不分前方与后方,每个大运人都是冲锋陷阵的战士。

管型号必须管思想

在大飞机领域我们是后来者,波音、空客是我们追赶的目标。与波音空客相比我们的优势在哪里?技术上没优势,能力上没优势,在经验上更近乎空白,我们唯一的优势是政治优势。什么政治优势?就是党的领导和社会主义制度。

“办好中国的事情关键在党”——这是规律、也是经验,这条规律和经验对于央企和国家重大专项来说,不啻于箴言。道理很简单,因为“思想是行为的先导”,要想提升行为能力必须提高思想水平,所以,管型号必须管思想。

大运人意识到“党建、思想文化是重要的生产力”,因此,在构建型号工程体系的同时,同步构建起了型号党建思政工作体系,型号发展到什么阶段,党建思政工作就推进到什么阶段,实现党建思政工作与型号研制任务的深度融合。

发挥党委的政治核心作用、党支部的战斗堡垒作用、党员的先锋模范作用,强化理想信念,提高职工的责任感、使命感,把握舆论导向,做深入细致思想政治工作——这是大的原则;发挥党政工团齐抓共管的综合效用,实现党委工作360度覆盖,与业务板块360度对接,对员工提供360度关怀——这是具体要求。

思想是无形的,而思想的力量却是无敌的。此时的研制一线处处可见这样的场景:

蓝天下一面面红旗迎风飘扬,每一面旗帜上都写着几个大字——党员突击队。

共产党员们面对党旗庄严宣誓:创先争优,攻坚破难,用一流业绩为党旗增辉。

在一飞院倚天大道两旁、在西飞厂区,矗立起了一块块宣传板,上面写着优秀共产党员、党员突击队的先进事迹,张贴他们的照片,让大家行有方向、学有榜样、赶有目标。

院报、厂报俨然成了一张张战报,文采飞扬,战鼓铿锵。

在如火如荼的研制现场,在急难险重的任务面前,在艰苦攻关的关键时刻,总能看到共产党员的身影,他们在用行动告诉周围的人:“我是党员,向我看齐”,“我是党员,跟我上!”

在设计室、在车间、在工段、在试验场,微型党课深入人心,大家分析问题,交流思想,开拓视野,彼此激励。

当职工遭遇家庭困难的时候,党组织又伸出温暖的手,上到家里老人生病住院、买房租房,下到孩子上学入托,党组织总是尽其所能帮你解决困难……

大敌当前,决战时刻,各级党组织对全线共产党员提出“四高”新要求——改革意识高于群众,创新能力高于群众,技术水平高于群众,工作业绩高于群众。

无论在西方还是在中国,任何一件史诗般的壮举都需要强大的精神动力,君不见,大运线上哪位先进模范不是共产党员?哪项急难险重任务不是由党员突击队完成的?

党的旗帜高高飘扬,把大运人的梦想带到了万里碧空。

工欲善其事,必先利其器

 “当玩儿了命也完不成任务时,只有创新!”这是副总师冯军在一次会议上说过的一句话,颇有哲理。

设计师出身的唐长红,首先想到的是通过设计手段创新,来缩短研制周期。

飞机设计是一种关联度极高的科技活动,每一个设计要素更改,都需要所有专业做出响应,因此是一个“牵一发而动全局”、反复修改迭代的过程。一飞院在搞“飞豹”的时候,尽管其数字化设计水平已居国内翘楚,但要完成一次全机强度校核,还是需要几个月甚至半年的时间。如何研制进度?唐长红经过几天考虑,他下定了决心:要搞关联设计!

他把副总师冯军和信息系统所长刘看旺叫到了办公室。

“冯总、看旺,如果走常规路线肯定完不成任务,我们别无选择,必须使用先进设计工具。”唐长红看了他们一眼,“波音787采用了关联设计技术,好象很厉害,能不能用到咱们这儿?”

刘看旺道:“您说的是‘在线关联设计技术’,我了解过,确实很厉害,在787研制中起到了很大作用,被波音定为十大创新技术,但封锁得很严。”

冯军:“这个技术这么有用,咱们就试一下。”

唐长红:“那好,成立一个攻关团队,这事一定要干成!”

第二天,关联设计攻关团队成立了,来自总体所、结构所、标准所、信息系统所的技术骨干坐到一起准备大干一场。但大家很快发现,从哪儿开始呀?我们只知道一些概念,对骨架模型、技术细节一概不知,要在短时间内构建全新的设计体系,简直是老虎吃天。

“就从机头试试吧。”有人提议,“先拿它摸索一下关联设计要素,再慢慢地形成体系。”众人觉得是个好主意。

可两个月过去了,结果却让人失望:没有办法让更多的专业参与协同设计,更改迭代速度也快不了多少。

这是怎么回事?唐长红又把冯、刘二人找来:“咱们使的劲儿好像落到棉花上了。我看还是换个思路,看看有没别的突破口。”

冯军说:“机头结构不规则,不利于技术总结和提炼,用机翼验证怎么样?”

刘看旺认为:“我觉得失败原因还有一个,我们过多地专注于工具,轻视了对体系的研究。”

就这样,第二轮攻关开始了。经过几个月没白没黑的努力,终于得到了回报。

20XX年春节刚过,唐长红来到攻关组。设计员从容启动程序,用工具改变了机翼的气动外形,只见屏幕上的机翼结构“刷”的一下就都变成了红色,接着,机翼结构的零件逐个改变形状。好!更改信息实现了100%的传递,关联设计攻关获得初步成功。

唐长红鼓起掌来,说:“祝贺你们,你们干了一件大事。我还有个要求,尽快把机载系统也纳进来,这样就形成涵盖总体、气动、结构、机载系统的整机关联设计体系了。”

在线关联设计技术有多神奇?完成一次全机强度校核,由过去的几个月压缩到了几天!

唐长红后来感慨地说:“关联设计至少给型号研制抢回了八个月的时间。”

八个月啊!除了大幅度提高研制效率外,也使一飞院成为全球第二家掌握在线关联设计技术的单位。

绵阳历险

2008年春天,四川绵阳。

风洞试验进入了关键时刻,联合试验团队夜以继日地赶工期、做试验。

5月12日,他们像往常一样进入风洞试验室开始了一天的工作。试验进按计划的“车次”进行着,大家有的在分析数据,有的在拍摄试验视频,有的在换装试件……突然,一种摄人心魄的声响直刺人的耳膜,紧接着地动山摇,整个人就像站在风浪中的小舢板上,怎么也站不住,只见试验室的天花板像下冰雹一样纷纷坠落,接下来是停电、机器停转,眼前一片黑暗,只有应急通道里的应急灯发出昏暗的光亮……

“不好,地震了!快跑——”

万幸,人都跑出来了,没有伤亡。

惊魂未定的人们,看到周围大山上一块块卡车大小的石头向下滚落,带起一股股黄色的尘烟,一座小山头居然被削去了一半,正缓缓地向下滑移。再回头看试验室,墙上出现了一道道骇人的裂缝,不断发出“嘎——嘎——”的声响……

“哎呀!数据还在里面,还有试验录像!”不知是谁大声喊道。

大家这才回过神来。

“要冲回去,一定要把数据抢出来!”几个人一边喊着一边向试验室冲。

“你们疯了!太危险!”在场的武警官兵把他们死死抱住。

这些参试者完全忘记了危险,他们苦苦哀求:“那些数据太珍贵了,那可是国家重大专项啊!”“几年的心血呀!同志,这些数据要是毁了,型号就没法往前走啦!”

在场的武警军官被他们无畏的气概打动了,冷静地说:“再等一下,再等一下,稳定了之后我一定派人把东西给你们抢出来。”

在余震间隙,军官派了几名战士陪着参试人员把数据抢了出来。

数据和录像完好无损,他们放心了。

接下来,在地震的恢复期里,在停电停水的艰苦环境中,他们顽强地完成了各项试验任务,保住一个关键节点。

破解“大麻烦”

大运之大,给设计师们带来了一系列“大麻烦”。

上世纪50年代,英国“彗星”式客机因方形舷窗出现疲劳裂纹,连续发生3起空中解体事故,震惊了世界。一个小小的舷窗竟能酿成机毁人亡的大祸,从一定意义上说,飞机的结构强度是关系安全的头等大事。

大运的“大麻烦”很多,机翼主承力盒段、复合材料大型结构件、后机身大开口、多轮多支柱起落架,如此等等。破解这些“大麻烦”,让大运人费尽了“洪荒之力”。

由于结构设计的高度复杂性和巨大工作量,使其成为型号全线保“后墙不倒”的关键。结构强度攻关进行得异常惨烈,团队几百号人从一个黎明到下一个黎明,从一个数模到下一个数模,足足鏖战了一千天。

还是跟着我的“镜头”看看他们攻关的场面吧:

——几张行军床,满是烟蒂的烟灰缸,几个喝完了的咖啡瓶,十来个蓬头垢面的“80后”,个个眼睛里都布满血丝,说话都是沙哑的……他们是后舱门锁机构的设计团队,由于试验中发生了锁机构卡滞故障,他们在寻找原因,这是第20天。

——静谧的设计室里,大家都在电脑前聚精会神地构建数模,一位将军来设计室视察,看到设计员高晓亮稚气未脱的样子,顿生爱怜之情,关切地问他:“每天这样画图,你烦不烦?”“忙!没时间烦。”高晓亮回答。

——技术研讨会已经开了近3个小时,副主任任海斌面色苍白,黄豆大的汗珠不断从额头上滴落下来。“老任,别再坚持了,休息一下吧。”“没事,我还能坚持。”老任十天前突患急性胆囊炎做了胆囊切除手术,医生要求住院一个月,可一周之后,老任愣是挂着存留胆汁的袋子回到了研制现场,他心里急啊。

——多轮多支柱起落架是400多道技术难关之一,我国从未搞过,且工况十分复杂,七七八八加起来有几十种,总师系统心中没底,决定同时搞AB两个方案进行竞争设计。这下好了,两支队伍摽着膀子干,设计现场变成了竞技场。

——这12本厚厚的书,名为《大型飞机强度设计手册》,是设计团队在短短几个月的时间里编写出来的,让中国的大飞机结构设计有法可依,有章可循,填补了国家空白。这12本书里凝结着设计师们多少心血和智慧呀。

这是在攻关,更是在搏命。在这种搏命状态中,“大麻烦”被一个个破解了,一个又一个节点保住了。

小黑的誓言

一架好的飞机,不仅要有出色的飞行性能,还一定是“好飞”“好用”的飞机。在“好飞”“好用”方面,军方给出的要求是:“一人能飞,二人能战,三人多任务”。就是说,仅靠一名驾驶员就能完成飞机的基本操纵,两名驾驶员就可以遂行主要作战任务,若加上第三名机组人员,就可以遂行复杂的多样性任务。这是一个很高的要求,伊尔-76的机组编制是7人,大运的个头比伊尔-76大,任务范围比它广,而机组编制却不足伊尔-76的一半。

要达到“好飞”“好用”的目标,飞行控制系统至关重要。大运飞行控制系统是“六大关键技术”之一,研制难度也相当之大。

1980年出生的女孩黑文静是飞控攻关团队的成员,她能干、好学、悟性高,被同事昵称“小黑”。小黑2005年才参加工作,经过“飞豹”等型号的历练,小黑迅速成长,业务能力和知识水平在同龄人中脱颖而出。在飞控攻关的关键时刻,小黑临危受命,承担起了大运电传主控制律攻关的领军角色。

黑文静和她的团队面对是一次巨大挑战——从国内空白到世界一流。小黑她们做的事有多难?举一例即可一叶知秋:大运的单件空投重量达到几十吨,几十吨重的主战坦克要在舱内运动十几米然后从后舱门被空投出去,飞机重心将如何变化?对飞机稳定性、操纵性将产生什么影响?如何用控制系统来保证飞机的安全、稳定?这些都是小黑她们要研究的,其中不乏世界级的难题。

年纪轻轻就被委以重任,小黑倍感温暖,而技术的复杂又让她寝食难安。

受命之后,小黑暗暗发誓:一定带着团队攻下这道难关,填补国家空白,为部队提供一款“好飞”“好用”的飞机。

此时已年近30的小黑和她同为设计师的丈夫做出了一个决定:在大运列装之前不要孩子,把全部身心都投入到型号研制当中。

于是,小黑和丈夫全身心地扑在了工作上,夙兴夜寐,宵衣旰食。转眼到了年底,单位举办新年联欢晚会。领导把在试验室“泡”了几个月的小黑硬拽到了联欢现场,可她满脑子都是电传控制律。台上欢声笑语,台下的小黑还在为项目进度担忧。她悄悄挪到一个角落里,拿出一摞纸巾,反复推导、演算着控制律模型……

天道酬勤,小黑和她的团队最终尝到了胜利的滋味,她们在十分局促的条件下攻克了主控制律设计难题,一举实现了多项技术的突破与创新,填补了我国在此领域里的多项空白,而且还将衍生技术应用到了其他型号中。

大运首飞那天,飞机一落地,首飞机组郑重地将一面写满签名的五星红旗交到了小黑手上,那一刻,小黑哭了。

(未完待续)


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