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第17章 石屏 飞机设计专家

石屏(1934.3—),江西鄱阳人,飞机设计专家,中国工程院院士。1956年6月毕业于南京航空学院。历任洪都飞机设计研究所设计员、设计组长、副所长、型号总设计师,现任中国航空工业集团公司洪都集团公司飞机总设计师,南京航空航天大学兼职教授、南昌航空大学双聘教授、中国航空学会理事、江西省科协副主席、江西省工程咨询特邀专家。1969年5月石屏被下放到江西省高安县农机厂工作,1971年调至湖南张家界013基地,1977年调到国营长江动力机械厂设计科工作,从事初教7的设计研制。1978年任洪都集团飞机设计所副所长,从事初教6、强5飞机改进改型工作,主持教练机方案论证。1986年10月石屏被航空工业部任命为K8飞机总设计师;1992年国防科工委正式批准教8飞机立项研制,石屏被航空航天工业部任命为教8飞机总设计师。2002年8月中宣部确定石屏为“爱岗敬业、无私奉献”的全国公民道德建设先进典型之一,9月20日中央企业工委在京隆重举行“石屏先进事迹报告会”。2004年石屏出席了全国杰出专业技术人才表彰会,并做了先进事迹报告。2003年当选中国工程院院士。

石屏1956年毕业分配到南昌飞机厂工艺科,参与筹建工艺实验室,并开展课题研究,参与安-2飞机仿制。1958年调入飞机设计研究所,参加了初教6和强5飞机设计及米格-19飞机仿制设计,先后任总体设计组组长和强度计算组组长。1977年后主管初教6飞机质量整改,并协助所长开展强5外销机改型设计。1986年后他全身心投入了K8和教8两型教练机的设计研制。

K8飞机1992年设计定型。设计定型委员会的意见是,该机“综合性能优于同类教练机,填补了我国基础教练机的空白”。截至2009年12月,K8飞机前后9次参加航展并作飞行表演,有20多个国家的飞行员驾驶过,一致反映该机机动性能好,横侧操纵品质尤为突出,特别是尾冲特技获得了航空界的赞誉。

1999年,K8E飞机在国际竞标中获胜,与埃及签订了80架合作生产合同,总金额达3.54亿美元,开创了我国首次输出设计技术和整机生产线的先河。截至2009年12月,K8系列飞机已外销十多个国家280多架,取得了显著的经济效益,并扩大了我国航空工业的国际影响。2001年,K8飞机荣获国家科技进步一等奖,石屏同志作为该型飞机的总设计师,为型号的研制成功做出了突出的贡献。

石屏为巴基斯坦国防部听证会提供论证报告,签订了我国第一份吸引国外资金研制飞机的协议。他撰写了《借鉴国外经验发展我国新教练机》的论文,总结国外教练机的发展经验,首先提出了我国初教6—新教练机—歼教7的训练体制,阐述了我国新教练机应具备的特点。他主持引进K8飞机发动机和电子设备16项国外成品的技术谈判,通过对CJ610-8、JT15D-5、TFE731-2A发动机的比较,选定了TFE731-2A涡扇发动机,并与美国盖勒特发动机公司共同设计发动机混合尾喷管,减少了科研经费,缩短了研制周期。上述产品大部分已用于飞机型号,为引进国外技术做出了重要贡献。

石屏在主持技术攻关和创新设计期间,创造性地提出了新教练机的多项要求:高低速兼顾,保证良好的操稳性能、机动性能和失速特性。采用大面积升降舵随动调整片,左侧调整片设电动配平机构。用超椭圆形设计进气道,设计周边变厚度的进气道唇口和收敛扩散的外涵喷管,获得了良好的进排气系统与发动机匹配性能并增加发动机安装推力。为提高增升能力,设计长2.34米,后退量320毫米的单缝襟翼,解决了3根滑轨运动协调机构的关键。引进国外技术,完成大迎角特性研究,进行旋转天平风洞试验。进行进气道畸变飞行测试和发动机装机性能测试。与俄罗斯飞行研究员合作完成尾旋试飞。上述试飞试验在我国尚属首次。

为保证发动机良好的使用维护性,K8飞机采用从后机身托装发动机并解决了后机身强度、刚度和快卸锁机构难题。具备良好的座舱视界和环境,石屏及总设计师系统为K8飞机设计了圆弧形前风挡、整体舱盖;高效能环控系统,可实现地面空调、地面环境湿度50°的条件下,座舱温度在30°以下;蓝白光照明有利于夜航。装配以电子飞行仪表为中心的显示系统,并有备份飞行仪表,与现行战斗机衔接。配装双零弹射座椅,带穿盖器和破碎器,实行穿盖弹射。采用液压控制,不用冷气系统。实行液压防滑刹车(脚刹)和前轮转向。设5个通用外挂点,设计了可拆卸的航炮吊舱,该吊舱为国内首创。

为实现机体目标寿命,进行抗疲劳设计,结构件领先疲劳试验。用共固化的碳纤维复合材料垂尾,大面积采用孔挤压,干涉铆接及化学铣切。

可靠性高、维修性好。可靠性、维修性设计降低了飞机全寿命使用维护费用,与国外同类飞机相比,一次性购置成本低,飞机效费比高。K8平均故障间隔飞行小时在埃及评估飞行达15.07小时,K8全机快卸口盖占58%,开敞率27.7%,换装发动机时间仅需56分钟。上述性能比其他类型飞机均有大幅度提高,与同类飞机相比属先进水平。20多年后的今天,当人们从K8飞机以及教8飞机的使用及反馈情况看,K8飞机从研制阶段引入可靠性、维修性设计有着非常重大的意义。从某种程度上说,正是因为良好的维修性,才使得K8飞机在面对竞争对手时有了自己的优势,打开了国际市场,石屏为此做出了重要贡献。

K8飞机令人刮目相看是在第43届巴黎国际航展上,这是中国飞机首次在欧洲进行飞行表演。同台竞技的还有来自世界几十个国家的50多种飞机,在每天规定的仅有5分钟的表演中,K8飞机的高难度特技,特别是尾冲动作是许多国外飞机无法完成的。K8飞机因此被誉为此次航展的“十大明星”之一。

在1992年教8飞机立项后,石屏继续对教8飞机进行技术上的改进,使教8飞机始终保持先进的技术水平。这些创新主要表现在:

选择AI-25TL涡扇发动机,并提出更改发动机安装方式,缩短尾喷管长度,以适应飞机的需要;继承K8飞机的气动布局特点,根据飞机战术技术要求及发动机的特点,设计飞机的各个系统,并进一步进行机身修形减阻,增加载油量,同时缩短进气稳定段长度,使飞机外形尺寸与K8飞机相同,减少了科研经费,缩短了周期,降低了成本;飞行性能全面超过国外配装相同发动机的教练机L39飞机;为满足机体目标寿命8000飞行小时,日历年限25年的要求,制定结构完整性大纲,开展领先试验。经过试验,8000飞行小时寿命已经满足,这是我国首架长寿命飞机;实行并行工程,设计、工艺和综合保障并行工程,实现当年发图、当年试制并首飞,综合保障被空军作为新机研制经验推广。2006年教8飞机荣获国家科技进步二等奖,石屏作为参研人员,排名第一。目前,教8飞机大量装备部队。2009年国庆阅兵式上,由中国首批女歼击机飞行员驾驶着15架教8飞机梯队米秒不差地飞过天安门上空,接受了祖国人民的检阅。

石屏在飞机设计领域具有很深的造诣,工程化经验丰富。他解决了机翼翼根前缘修型、发动机快速卸装、可靠性维修性设计及驾驶杆抖动,实现机体长寿命等关键技术。他重视质量,勇于创新,深入设计、制造、试飞、生产及外场服务,现场解决实际工程问题,积极参与市场开发并重视飞机的经济效益,拓展新时期飞机总设计师的职责,表现出了在飞机研制中的创新精神和果断决策能力。

石屏学风正派,不图名利,执著追求,依靠团队,注重年轻科技人员的培养和技术队伍的成长。在K8飞机和教8飞机研制工作中,他与广大设计人员和工人建立了深厚的感情,不仅出产品,出经验,而且培养了一批航空设计人才。

石屏善于总结经验,在理论与实践结合的基础上,他发表和编写了《借助国外经验发展我国新教练机》、《并行工程环境下飞机研制程序探讨》等十余篇对教练机有价值的论文或研究报告,为航空工业的发展做出了杰出贡献。

石屏作为航空工业知名的专家享受国务院政府津贴,曾获全国劳动模范、优秀科技工作者、航空金奖、江西省江铃科技精英奖、江西省优秀共产党员、江西省科学技术特别奖、航空工业部有突出贡献专家以及第四届航空航天月桂奖——终身奉献奖等多项光荣称号和奖励。被南京航空航天大学、南昌航空大学、沈阳航空航天大学和江西理工大学聘为兼职教授。

石屏2003年当选中国工程院院士。

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