你看到的舰载机和隐身飞机,离不开他的高瞻远瞩!

作者:朱磊来源:蝌蚪五线谱发布时间:2018-04-17

李天对舰载技术和隐身技术的开创性研究,为我国新型先进战机的发展奠定了坚实基础!

2018年4月12日上午,新中国成立以来规模最大的海上阅兵式在南海隆重举行,海军近年来持续“下饺子”的成果一股脑儿地呈现出来,惹得一众网友大呼震撼。我国第一艘航空母舰“辽宁号”无疑是最受瞩目的明星舰之一,伴随着熟悉的“航母style”,四架“歼15”舰载机依次从“辽宁号”的甲板上直冲云霄,让人们真切感受到了航母的强大气场。

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我们知道,舰载机的主要任务是配合舰队完成海上作战任务,夺取海上和沿岸地区的制空权,它好比是航母的肌肉,其数量越多、性能越好,航母的“小拳拳”也就越有力。说到舰载机,总是绕不开一个人——李天院士,正是他最早引领了我国航空舰载技术的预研工作。

图1 - 李天院士(图片来源:《航空制造技术》2013年3期)

李天院士(图片来源:《航空制造技术》2013年3期)

目光存高远,预研舰载机

上世纪80年代,我国海军曾提出过建造航母的想法,无奈经济和科研基础薄弱,最后只好作罢。不过,这却激发了时任沈阳飞机设计研究所副总设计师李天极大的兴趣。虽然中国一直没有航母,但李天对舰载机并不陌生,早在60年代,他就与当时世界最先进的舰载机有过接触。

1965年,四架美国“F-4B”舰载机入侵海南上空,我国四架“歼5”战机立即升空迎战。搞笑的是,在我方一弹未发的情况下,美军竟自摆乌龙,击落了自己的一架飞机。“F-4B”可是美国二代机中的杰出代表,性能颇为出色,面对从天而降的“大礼包”,我们怎能怠慢它呢?于是,我军很快将其打捞上岸,交给各科研院所研究。李天就是在此时第一次见识到舰载机,面对美国先进的航空产品,他十分感慨。

图2 - 美国的“F-4B”舰载机(图片来源:Wikipedia)

美国的“F-4B”舰载机(图片来源:Wikipedia)

图3 - “F-4B”飞机残骸(图片来源:中国共产党新闻网)

“F-4B”飞机残骸(图片来源:中国共产党新闻网)

时间来到80年代,尽管海军关于建造航母的提案未获国家立项,但李天却按捺不住内心压抑许久的情绪,在研究所里的一次会议上提出了预研舰载机的设想。话音刚落,就有人表示了反对:“李总,我国建造航母的日子还很遥远,如今所里的科研任务已经很繁重,况且经费紧张,研制舰载机似乎太早了。”李天听罢,语重心长地说:“我国毕竟是个海洋大国,为了保卫广袤的海疆,早晚要造航母的。舰载机技术特殊,其研制必须要走在航母前面,即使国家目前没有投资,我们也应该自筹资金做预研!”

图4 - 刘华清将军参观美国航母的这一幕令很多人唏嘘不已(图片来源:环球网)

刘华清将军参观美国航母的这一幕令很多人唏嘘不已(图片来源:环球网)

在李天的据理力争下,经过多次论证和研讨,预研舰载机的计划终于在沈飞上马了。然而,白手起家研究舰载机,绝非容易事儿。和普通的陆基战斗机相比,舰载机在结构设计和起降性能上有更严苛的要求。比如,为减少飞机的停放空间,作为主要受力结构的机翼需具备折叠功能;由于甲板长度有限,舰载机着舰时是没有减速飘飞阶段的,如同直接砸在甲板上,其主起落架承受的冲击载荷是陆基飞机的四倍以上,因而需要提高机体结构的强度。此外,由于舰载机长期在海域执飞和停放,还必须要有良好的抗腐蚀能力。尽管研究舰载技术的道路上满是荆棘,可李天并不在意,与飞机打交道的几十年里,他一向以攻坚克难为乐趣。

图5 - 李天(中)与研究人员讨论问题(图片来源:搜狐网)

李天(中)与研究人员讨论问题(图片来源:搜狐网)

一天早晨,李天早早地来到办公室,审阅各研究组交上来的年度技术报告。可还没看几页,他就气得直跺脚,命令相关人员马上到他的办公室。在大伙儿眼里,李天一直是个平易近人、和蔼可亲的老领导,他如此愤怒的场景,实在不多见。原来,在舰载技术预研的过程中,一个研究小组为了应付年终检查,居然临时抱佛脚,从文献资料里胡乱拼凑了一份报告,企图蒙混过关。李天严肃地批评道:“飞行安全关系着人民的生命财产安全,你们写这么一篇毫无价值的报告,纯属乱弹琴!必须认真对待,回去重写!”

正是在李天求真务实地引领下,科研人员们完成了多项舰载技术课题的预研,他们针对不同厚度的机翼分别研制了相应的机翼折叠机构,还研制出特殊的前起落架转弯机构,以适应舰载机甲板高机动性的要求,等等。通过十多年的艰苦奋斗,李天率领的研究团队几乎掌握了舰载机的所有特殊关键技术,为日后我国舰载机的型号研制打下了坚实的理论基础。

图6 - “歼15”着舰瞬间(图片来源:中国青年网)【备注:此图为动图】

“歼15”着舰瞬间(图片来源:中国青年网)

急国家所急,攻克隐身机

上世纪80年代,大家连航母的影子都没见过,李天研究的舰载技术可谓十分超前。在当时,提高国内现有飞机的实战能力,才是李天需要解决的当务之急。

衡量战斗机好坏的因素很简单:其一,生存力,就是保存自己;其二,作战效能,就是消灭敌人。如果连自己都保护不好,何谈消灭敌人呢?生存力,对飞机而言无疑最为重要。想提高生存力,方法有很多,比如增大飞行速度、飞行高度,提高飞机的机动性能和抗电子干扰能力。然而,1991年,美国却让全世界看到,想提高飞机的生存力,隐身才是至关重要的法宝!

所谓隐身,并非使飞机变得肉眼不可见,而是尽量减小其雷达、红外、声、磁等信号特征,让敌方的各种侦察设备彻底歇菜,无法发现和跟踪我方飞机。1991年的海湾战争中,面对一个由预警雷达、导弹、截击机等组成的现代防空系统,美国“F-117A”飞机如入无人之境,出动一千余架次却毫发无损,主要就归功于出色的隐身技巧。

图7 - 美国“F-117”飞机(图片来源:Wikipedia)

美国“F-117”飞机(图片来源:Wikipedia)

见识了别人家孩子的优秀,自然希望自己的孩子也能进步,于是,国防科工委旋即成立了隐身技术研究组,由李天担任组长。从北京返回研究所后,李天火速召开动员大会,他慷慨陈词:“美国二十年前就研究隐身了,咱们现在才开始,路再难也要走,国家急需啊!咱们搞军备技术的,要抓紧行动起来!”

图8 - 李天在作报告(图片来源:中国航空新闻网)

李天在作报告(图片来源:中国航空新闻网)

美国是隐身技术方面第一个吃螃蟹的,李天自然将目光投向了美国的“F-117A”——世界上第一种完全以隐身技术设计的飞机。他发现该型飞机没有采用传统的曲面外形,而是由上百块板件拼合而成,因此才会在雷达上小得像一只小鸟。不过,鱼与熊掌不可兼得,古怪的外形却大大降低了飞机的气动性能,其飞行阻力很大,无法完成超声速飞行和高机动动作。在仔细分析“F-117A”的各项性能指标后,李天不禁陷入了沉思:这种只具备隐身能力,靠着“一招鲜,吃遍天”的飞机真的是中国需要的吗?

李天给出了否定的答案,他坚信,只有在追求高隐身水平的同时,兼顾飞机的气动性能,才能使其真正立于不败之地。为此,李天制定了“由外而内,由强到弱,材料工艺配合”的研究路线。“外”是对隐身设计影响最大的外形设计,“内”则是进排气系统,这是机身上最关键的雷达红外散射源。经过不懈努力,李天率领研究人员开发出国内最早的隐身飞机工程估算程序集,从多种备选方案中找到了最优解。飞机上的散射源有很多,如雷达舱、座舱、武器舱,有的散射高,易被敌方雷达捕捉,有的散射低,影响很小,李天和同事便从散射最强的部件开始研究,稳扎稳打,最终逐一解决所有部件的散射问题。

图9 - 李天(右1)在风洞实验室(图片来源:中国航空新闻网)

李天(右1)在风洞实验室(图片来源:中国航空新闻网)

经过十多年的辛苦钻研,李天带领研究组攻克了飞机隐身方面十二个关键的技术问题,他将空气动力学和电磁散射特性进行有机结合,创造性地解决了气动与隐身在布局设计中的技术难点,为我国隐身战机的设计奠定了完整的技术基础。

由于李天的工作大多是航空技术的预先研究,很少涉及具体的飞机型号,这使得他的名字并不广为人知。然而,正是他的超前研究和默默奉献,我国新一代飞机才能迅速地从图纸走向量产。不幸的是,在南海阅兵前一天,李天院士走了,但由他开创的新型战机,将依旧守卫祖国的蓝天与大海!

图10 - 李天院士题词(图片来源:《院士春秋 第2卷》,费滨海 编,2007)

李天院士题词(图片来源:《院士春秋 第2卷》,费滨海 编,2007)

人物小档案:

李天(1938.10.2. – 2018.4.11),中国科学院院士,我国著名空气动力学专家,曾任沈阳飞机设计研究所副总设计师、首席专家。他先后从事飞机气动布局设计和隐身技术研究,将空气动力学和电磁散射特性进行有机结合,创造性地解决了气动与隐身在布局设计中的技术难点,主持编写了我国第一部《隐身飞机设计指南》,为我国新一代飞机的研制做出了开拓性贡献。

名言:

荣誉并不重要,重要的是,人要有一种精神,要为科学事业扎扎实实做点工作。

参考文献:

[1] 徐德起,李晓滨,杨洋. 情志蓝天:记航空气动专家中国科学院院士李天[M]. 北京:航空工业出版社, 2011.

[2] 中国航空工业史编修办公室. 中国航空工业人物传 专家篇[M]. 北京:航空工业出版社, 2011.

[3] 梅东牧,李天. 隐身技术在进气道设计中的研究[J]. 飞机设计, 2003(3): 6-9.

[4] 李天. 战斗机的发展对隐身与气动技术的需求[J]. 流体力学实验与测量, 2002, 16(1): 1-7.

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