中國新一代戰機創造性解決隱身與氣動外形矛盾
天之驕子 ——記中國科學院院士、瀋陽飛機設計研究所首席專家李天
平和、剛毅的慈祥面容,
儒雅、謙遜的學者風範,
51個春秋的不懈追求,成就了他航空報國的夢想。
2005年,他當選為中國科學院院士。在被譽為“航空英才的搖籃”的瀋陽飛機設計研究所,他成為繼顧誦芬、管德、李明三位院士之後的第四位院士。
2014年,榮獲第十屆“航空航天月桂獎”的“終身奉獻獎”。
他,就是航空界著名的飛機氣動力專家,博士生導師,瀋陽飛機設計研究所首席專家李天。
漫漫征程,艱苦求索,執着奮鬥,劈荊斬棘。
李天,這位飛機設計專家,在飛機氣動佈局設計、隱身技術研究、航空技術預先研究和重大基礎項目研究領域,做了大量創造性工作,為我國新一代飛機的研製做出了開拓性貢獻。浩瀚藍天,他用智慧與辛勞書寫了壯美的篇章,他,無愧為天之驕子。
追求·實幹
從事航空是他的夢想,航空報國是他的追求。
1963年,李天畢業於清華大學工程力學數學系流體力學專業。那時,他所學的專業有很多就業的選擇,可以從事航天、航海、水利……而李天卻毅然選擇了他所摯愛的航空事業。
懷着一腔熱血真誠,滿載豐富知識底藴。同年,他來到了瀋陽飛機設計研究所從事飛機氣動設計和隱身技術研究工作。從一名普普通通的技術員、專業組長、室副主任,到成長為一名副總設計師、首席專家、院士,航空領域的技術專家,他一步一個堅實的足跡。
空氣動力學在航空、航天事業的發展中,有着舉足輕重的作用,軍用飛機的更新換代離不開空氣動力學的發展和進步。李天在所從事的飛機空氣動力學研究領域造詣頗深,並做出了重要貢獻。他創造性地解決了飛機研製過程中遇到的多項重大技術難題,並在工程實踐中完善了我國飛機氣動力佈局的設計方法。
他率先建立了“從風洞數據修正到飛行數值的相關性方法”。在某型飛機設計中,通過計算分析和風洞試驗,解決了噴流對平尾效率和方向安定性的影響問題;通過對飛機的全面氣動力設計計算、風洞試驗和飛行試驗研究,建立了一套超聲速飛機小風洞試驗結果換算到真實飛行數據的修正方法。利用該方法對某型飛機風洞試驗數據修正後作為工程設計依據,經試飛驗證氣動佈局設計一次成功,氣動力特性準確。該方法已成功應用於型號設計中。
他創造性提出並實施了增加襟翼偏度的方案。某型飛機改型設計後,由於外掛武器增加,導致飛機重量、重心變化,影響了飛機的起降性能。經過系統地研究分析、縝密思考,李天果敢提出增加襟翼偏度的大膽設想,經過多種方案的分析對比、風洞試驗,獲得了滿足設計要求的襟翼偏度增大方案。經試飛驗證,有效地改善了起降性能。目前採用該襟翼的多個型號飛機已裝備在空海軍中。
他成功解決了放減速板振動大及減速性差的問題。某型飛機在使用時出現了放減速板時振動大及減速性差的情況,所裏立即成立了以李天為組長的攻關組進行現場攻堅。經過仔細地觀察、分析、判斷,他果斷提出了在減速板上開孔消除振動的方法。然而,要設計出高效的減振孔並非易事,必須要對孔的形狀、大小、位置進行優化設計,為此,李天設計了多種開孔方案,並在高速風洞中首次採用同時測量阻力和脈動壓力的方法,獲得了既滿足增阻要求又不產生強烈振動的減速板方案。經試飛驗證,飛機減速性能達到設計指標,振動消除,該研究成果已在飛機上廣泛應用。
早在1975年,李天作為國防科工委重點預研課題先進氣動佈局研究的課題負責人,就開始對第三代戰鬥機各種先進氣動佈局形式及特性進行系統研究。他通過對邊條翼佈局參數的系統研究,經過大量的計算分析、高低速風洞試驗及流場測量,最終掌握了各項氣動特性優良的先進戰鬥機佈局方案及邊條翼設計原則和方法,其研究成果已納入2002年航空工業部主編的《飛機設計手冊》第六冊中。作為項目負責人,李天還完成了國家自然科學基金資助的、可用於戰鬥機設計及改進的“大迎角非定常渦破裂產生的飛機抖振特性研究”課題。
一個個創新的設計方法、一條條迥異的思路方案、一項項攻克的技術關鍵,化為了工程研製的強大推力,拉近了中國與世界飛機設計研製的距離。
探索·開拓
要奪取未來戰爭的勝利,必須要掌握制空權。因此,各國都把發展高性能軍用飛機放到重要位置。航空高科技的研究與探索永無止境,李天放眼未來,在隱身技術領域縱橫馳騁,為後人的研究鋪下了堅實之路。
為了我國隱身技術的開發和應用,李天點燃了他智慧的聖火,用執著的追求和不懈的奮鬥輝映着生命的光華。
李天1986年擔任航空部隱身技術研究課題組組長後,帶領院校、研究所幾十名專家組成的團隊,在隱身外形、材料及隱身特性計算、測試方法等方面進行攻關。通過大量的機理分析、試驗研究,以及十幾年的研究和積累,全面掌握了飛機主要部件參數對雷達波散射特性的影響規律,提出瞭解決減小雷達散射截面的有效方法和措施。他主編的具有自主知識產權的我國第一部《飛機隱身設計指南》,為航空設計部門的隱身設計提供了方法。
身為航空人,李天秉承着中國航空人幾十年來形成的優良傳統,他更強烈地感受到世界科學技術的飛速發展,開拓與創新是推動航空高科技行業的重要力量。航空報國之志和科學奉獻精神,使李天在航空新領域中勇於創新,在研究中不斷超越自我。不斷創新與超越,使他的人生之旅異彩紛呈。
新一代飛機要求具有良好的隱身與氣動特性,而兩者在外形設計上的矛盾成為當今飛機設計的一個難題。李天率先領導課題組開展新一代飛機總體、氣動、隱身綜合一體化設計技術研究,採用渦控方法及隱身技術,深入系統地研究了多種佈局形式幾十種方案,全面掌握了各種佈局特點和部件干擾機理,創造性地解決了總體、氣動與隱身在飛機設計上的矛盾,最終設計出一種符合未來需求、綜合高性能飛機佈局方案,為我國新一代飛機研製做出了開拓性貢獻。
在氣動設計、電磁散射理論基礎上,李天採用模糊數學和遺傳算法建立了隱身氣動綜合優化設計軟件,具有分析和計算任意複雜飛機外形的氣動、隱身特性及對飛機外形參數進行綜合優化設計的能力,為新一代飛機的外形設計提供了有效工具。
李天是我國許多前沿學科研究的倡導者和實踐者。從“七五”開始,他就領導航空預研課題的研究,先後有先進氣動佈局、總體綜合設計、隱身技術等科研項目都體現着當時國內航空領域的尖端技術。如今,他又在為航空領域2035規劃和“十三五”重點預研項目論證日夜操勞。
在學術研究上,他緊緊跟蹤國外的航空發展趨勢,主持編譯了大量有關國外先進航空技術的文獻資料,其中很多重要文獻他都是親自校稿。在型號研製和預研工作中,他總能把最新的科研思想和成果,運用到實際工作中,並不斷總結經驗,提升理論。在他的領導下,瀋陽飛機設計研究所在許多航空領域的學術水平都處於國內領先地位。
自主創新作為科學技術發展的戰略基點,大力提高原始創新、集成創新和引進消化吸收再創新能力,能夠產生一種強大的力量,激發一個團隊、一個民族、一個國家的理想與激情。李天帶領着他的團隊,一路創新開拓,一路披荊斬棘,為振興中國航空工業而搏擊藍天,推動着中國走向未來、走向世界。