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第27章 陈一坚 飞机设计专家

陈一坚(1930.6—),福建福州人,飞机设计专家,中国工程院院士。1952年毕业于清华大学航空学院飞行设计专业,分到哈尔滨飞机厂工作,任设计科设计组组长;1956年调到沈阳飞机设计研究所研究室任副主任、主任;1964年调到西安飞机设计研究所,从事大型飞机研制,先后任总师助理、副总设计师、总设计师、副所长、代所长、“飞豹”飞机型号总设计师。陈一坚曾荣立航空航天工业部一等功2次,荣获航空航天工业部有突出贡献专家、中国航空工业第一集团公司航空报国有突出贡献专家称号,以及何梁何利2000年度科学与技术进步奖,是国务院享受政府津贴人员。曾任国防科工委航空器材总体和结构标准化专业委员会主任;北京航空航天大学、清华大学、西北工业大学等校兼职教授,博士生导师;2007年被国务院聘为大型飞机方案论证委员会委员。1999年当选中国工程院院士。

1952年夏,22岁的陈一坚以优异成绩从清华大学航空学院飞机设计系毕业,分到哈尔滨飞机制造厂设计科从事飞机设计。1955年,我国已具备了自己仿制设计飞机的能力,陈一坚有幸成为新中国第一个飞机设计室的设计员。年轻的陈一坚参加了歼教1、初教1及其具有先进水平的某型歼击机的设计工作。

20世纪60年代初,陈一坚作为主要的设计师之一,把我国自行设计的第一种涡扇发动机改装到某型飞机上,解决了当时的战备急需。这期间,他还和其他同志一道,研制成功了我国第一台发动机空中试车台。

1964年初,陈一坚随同徐舜寿总师一起奉调来到了西安飞机设计研究所(现改名为第一飞机设计研究院),从事大型飞机的研制工作,任总师助理,成为徐舜寿最为得力的助手。在这之后相当长的一段时间里,陈一坚在徐舜寿总师的直接领导下,协助徐总工作,积极投身到各项工作中。

1966年4月,为了打破外国飞机一统国内民用航空的被动局面,国家决定设计中国人的“争气机”,年轻的陈一坚振奋不已,即使在“文化大革命”被关进“牛棚”期间,他也思考着运7飞机测绘设计中的疲劳断裂问题,并为解决飞机的疲劳破坏问题开始系统地学习疲劳和断裂等学科,刻苦钻研飞机的疲劳断裂理论,并编制了我国第一份飞机疲劳试验大纲初稿——运7飞机疲劳试验大纲,参加编制了运7飞机疲劳试验疲劳载荷谱,结束了我国在飞机研制中完全参考外国疲劳通用载荷谱的历史,为我国飞机研制时的疲劳设计、疲劳试验奠定了基础。后来与中国科学院力学研究所的同志合作,编著了《微观断裂力学》一书,这是当时我国唯一的一本研究微观断裂力学的专著。陈一坚成为我国有影响的飞机疲劳研究专家。

1977年,随着全国性的拨乱反正工作的深入进行,陈一坚得到了彻底平反。也正是在这70年代末80年代初,我国急需一种在平时能对敌人起威慑,战时能取得现代局部战争胜利的“撒手锏”武器。陈一坚便以他在飞机设计方面独到的见解和善于倾听不同意见的组织能力被任命为西安飞机设计研究所副总师,1980年8月又被航空工业部任命为西安飞机设计研究所副所长兼总设计师,1982年被国防科工委任命为“飞豹”飞机型号总设计师。

飞机设计规范的选取是总设计师必须决策的重大问题,它事关飞机设计的成败。为了追赶世界先进水平,就必须从难、从严、从高,就必须敢冒一定风险,这也是对型号总设计师能力、信心和魄力的检验。

过去我国的飞机设计,是按苏联20世纪五六十年代的设计规范进行的,这种规范有不少明显的弊端。“飞豹”的设计适逢改革开放的大好时机,先进的英美设计规范已逐步传入我国。究竟是采用落后但十分保险的老规范,还是冒着风险采用先进的新规范?陈一坚他们认为,如果不冒这个风险,就会永远穿新鞋走老路,国家花了那么多钱,得不到一个先进飞机,技术上也不能获得大的进步,这是对国家和人民的不负责任。80年代初,在西安飞机设计研究所科技人员的支持下,他大胆决策,“飞豹”的设计选用国际上先进的美国军用规范并结合国军标的要求,在科学、严谨的基础上大胆地干。

为了保证新规范采用的顺利实施,他一方面深入、细致地吃透、消化新规范,另一方面又要求设计人员按照老规范全部进行验算,两相对照,既证明了新规范的适用性,又充分地展现了新规范的先进性。他还妥善地解决了新规范在使用中的协调、配套问题,使飞机的载荷、飞行品质、结构强度和系统的设计水平迈上了新的台阶,一举达到了国家下达的设计要求,保证了飞机设计的先进性。

20世纪80年代初,计算机辅助工程设计尚未普及应用,陈一坚等人敏锐地觉察到计算机辅助飞机设计、制造、管理的重要作用。以陈一坚做主任设计师,毅然挑起西安地区140多名教授和科技工作者5年协作攻关的重担,并于1986年底研制成功7760CAD/CAMM计算机辅助飞机设计、制造及管理系统,以其开创性的成就荣获航空工业部科技成果一等奖、国家科技进步二等奖,并被《科技日报》、《中央人民广播电台》评为当年全国十大科技新闻之首。

在飞机设计应力分析的方法上,陈一坚实施了全面开发应用有限元法取代传统应用的工程梁法,实现了从局部求解到飞机全机求解的重大飞跃,解决了我国在飞机研制中理论分析与试验验证一致性的难题。在全机静力试验技术上,集众智,开创了我国67%设计载荷即可首飞的先例。

为了确保“飞豹”飞机研制成功后在相当长时间内不落后,“飞豹”飞机的数百项成品、材料中新的就占35%。大大超过新飞机设计中新技术不多于20%的风险额度。陈一坚运用唯物辩证法,坚持“局部最优不等于全局最优”,宁可牺牲局部最优也应求得全局最优的设计思想,在大胆、大量采用国内成熟的新技术、新材料、新工艺、新办法的同时,通过精心优化组织,使众多的局部最优转化为全局最优,保证了“飞豹”设计的可行性与先进性。

“飞豹”设计方案确定后,发现跨声速阻力较大,难以达到规定的速度指标。这个问题不解决,势必影响飞机的作战性能。在广泛听取了意见后,陈一坚果断决定采用“缩小机翼面积,按面积律修形,进气道前移”等措施,并对整个飞机的外形进行了修正,解决了飞机阻力大的问题,满足了战术技术要求。

“飞豹”发动机采用的是国外的某型发动机,该发动机对进气道设计有着苛刻的要求,而且发动机与进气道匹配的设计与试验过去国内都没有搞过。针对这一难题,陈一坚选派在这方面有一定研究的设计人员赴国外考察,与高校教授协助攻关,拿出匹配设计方案,并经过多次风洞试验和反复讨论,成功地进行匹配设计和模拟板试验,满足了发动机对进气道设计的匹配要求。

陈一坚和第一飞机设计研究院的广大科技人员十分重视飞机的可靠性设计和定延寿试验,对“飞豹”飞机适时进行了可靠性补课和定延寿试验,这不仅大大提高了研制质量,并且取得了显著的经济效益。陈一坚认为:“飞机的质量是设计出来的”,设计的缺陷如不及时更正,将对飞机带来致命的影响。作为总设计师,陈一坚双管齐下,一手抓技术,一手抓质量。在“飞豹”研制阶段时,陈一坚组织了一批专门的质量管理队伍,按照“闭环管理质量体系”的要求,在设计过程中组织了3次大规模的设计质量大复查,查出上万个大小质量问题,在飞机试飞之前逐一解决。

“飞豹”飞机1988年12月首飞成功,填补了我国歼击轰炸机的空白,翻开了我国航空发展史上独立研制先进飞机的崭新一页。该机研制在既无原准机又无外援的条件下进行,采用了数十项当时最先进的技术,涉及十多个部委,数百个厂所。陈一坚作为型号总师,既是重大技术方案和关键技术的决策者,又是系统工程的组织者和管理者,不仅在飞机结构强度的设计中有很深的造诣和独到的见解,而且在整个研制过程中,他竭尽全力优化总体技术方案,充分发挥聪明才智和组织领导能力,成功地组织完成了“飞豹”的研制任务,为国防建设做出了突出贡献。为此,“飞豹”飞机研制得到国家科技进步奖;陈一坚参加了国庆50周年天安门观礼,见证了“飞豹”飞机接受党和国家领导检阅的活动。

陈一坚1999年当选中国工程院院士。

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