運10的光榮與夢想

2019-02-20 02:18傅海輝

世界科學(xué) 2019年8期

傅海輝

2017年5月5日，我國自行研制的大型民航客機C919首飛成功。2019年8月1日，第四架C919順利升空。這是我國航空工業(yè)的一項重大成就。然而，這并不是中國研制的第一種大型客機。

自從1954年7月3日新中國第一架自制飛機初教五在南昌首飛成功之后，中國的航空工業(yè)開始從修理快速向制造轉(zhuǎn)變。不過，由于當(dāng)時面臨的國際形勢，以及囿于自身的工業(yè)水平，中國的航空工業(yè)主要是為了滿足國防的需要。但是，這一局面自1970年起開始有所改變。這就是大型客機運10的研制。

運10項目概況

運10項目源于我國外交工作的需要。周總理在1968年12月中型轟炸機轟6甲成功首飛之后，就詢問過是否能夠設(shè)計一架噴氣式客機。1970年7月中旬，毛主席視察上海，認(rèn)為“上海工業(yè)基礎(chǔ)這么好，可以搞飛機嘛”。上海市也愿意承擔(dān)研制客機的任務(wù)。

為貫徹毛主席的指示，7月26日，航空工業(yè)領(lǐng)導(dǎo)小組向軍委國防工業(yè)領(lǐng)導(dǎo)小組提出《關(guān)于上海、廣州地區(qū)制造飛機問題的請示》。國防工業(yè)領(lǐng)導(dǎo)小組原則同意，并上報國務(wù)院。經(jīng)周恩來批準(zhǔn)，8月27日，國家計委、中央軍委國防工業(yè)領(lǐng)導(dǎo)小組發(fā)出（70）軍工字270號文件，轉(zhuǎn)發(fā)了航空工業(yè)領(lǐng)導(dǎo)小組的請示報告，原則同意上海試制生產(chǎn)運輸機，并納入國家計劃。飛機代號為“運10”或“（Y-10）”，項目依據(jù)文件的日期稱“708工程”。9月15日，上海市革委會決定成立708工程會戰(zhàn)組，由市公交組領(lǐng)導(dǎo)，市機電一局具體負(fù)責(zé)。12月，機電一局成立708工程小組。同時根據(jù)空軍黨委決定，建立了708工程設(shè)計組，隸屬擔(dān)任總裝任務(wù)的空軍5703廠。1973年6月27日，國務(wù)院、中央軍委下發(fā)國發(fā)（1973）77號文件，正式批準(zhǔn)運10項目，明確零批試制3架樣機、12臺發(fā)動機。同意上海組建設(shè)計院，并將5703廠下放給上海市，并與海軍航空兵共用大場機場。

1974年5月20日，國務(wù)院發(fā)出《批轉(zhuǎn)國家計委關(guān)于上海大型客機急需解決的若干問題的報告》。同意由民航總局調(diào)撥一架波音707飛機交給上海使用，試飛機組和相應(yīng)地勤維護人員亦由民航總局負(fù)責(zé)配備；研制所需的多種金屬切削機床、軸承、大型鍛件、非標(biāo)準(zhǔn)有色金屬型材和非標(biāo)準(zhǔn)板材，由一機部、冶金工業(yè)部負(fù)責(zé)在全國安排。

總體設(shè)計方案

1970年7月底，三機部召開研制大型運輸機預(yù)備會議，提出了8條設(shè)計原則，明確是在轟6基礎(chǔ)上小改、局部改，而不是重新設(shè)計。具體是采用轟6機翼、機身參考三叉戟、3臺發(fā)動機尾吊。航空工業(yè)領(lǐng)導(dǎo)小組和上海市均原則同意。與此同時，轟6的主要設(shè)計者之一馬鳳山等人受命緊急抵滬，制定運10設(shè)計方案。

1971年初，空軍方面提出了更高的要求，以至在轟6基礎(chǔ)上小改成為不可能。4月，設(shè)計組修改了設(shè)計原則，并先后得到了空軍、民航總局的同意。1972年1月，葉劍英主持軍委辦公會議聽取方案匯報，并原則批準(zhǔn)。葉劍英還指示：“緩辦遠轟，集中力量先搞708。”

6月，設(shè)計組確定了新的設(shè)計原則：自行設(shè)計并制造，翼下吊裝4臺國產(chǎn)發(fā)動機。主要性能指標(biāo)為：實用航程不小于7 000公里（實際設(shè)計為8 300公里），巡航速度850—900公里每小時，起飛滑跑距離不大于1 300米，升限1.2萬米，載人100—120名，最大起飛重量110噸，最大商載17噸，遠航程商載5噸。8月，三機部和上海市聯(lián)合召開大型客機總體設(shè)計方案會審會議。會審結(jié)論認(rèn)為總體方案可行。設(shè)計組根據(jù)會審意見作了進一步修改和完善。至此，運10總體設(shè)計方案最終確定。

運10的研制

除總裝外，運10主要部件的研制也大多安排在上海。如起落架由上海航空電器廠生產(chǎn)，飛機反推力裝置由上海電動工具廠生產(chǎn)等。當(dāng)然，運10涉及零部件和新材料眾多，三機部、冶金部、四機部也參與協(xié)作。冶金部承擔(dān)了19項新金屬材料的研制，四機部承擔(dān)了17項輔機的研制。包括上海市在內(nèi)的參與研制的廠、所、院校有近300個。

1975年6月，設(shè)計工作基本完成，出圖143 000標(biāo)準(zhǔn)頁，編寫技術(shù)條件211份，提供技術(shù)報告789份，開展各類課題研究171項，編寫各種技術(shù)手冊約200萬字。1976年9月，5703廠在全國各有關(guān)單位的協(xié)助下，制出了供靜力試驗用的第一架飛機，并由專列運送至陜西耀縣的飛機結(jié)構(gòu)強度研究所。1978年11月30日和1979年5月17日，分別進行了靜力破壞試驗和飛機機身破壞試驗。試驗表明達到了設(shè)計要求。此外，還進行了全尺寸的操縱、液壓、燃油和電網(wǎng)路四項系統(tǒng)地面模擬試驗、起落架落震試驗、全機共振試驗和風(fēng)擋鳥撞試驗等。各種試驗達163項。

1980年3月，用于試飛的第二架飛機制造完成。9月26日，在試飛機長王金大等人的駕駛下進行了首次試飛。運10飛機先后到國內(nèi)許多機場進行轉(zhuǎn)場試飛，以試驗對不同航線不同機場的適應(yīng)性。累計試飛167小時。1984年，還7次飛越世界屋脊執(zhí)行援藏任務(wù)。

運10發(fā)動機的研制

運10的動力機是專為運10研發(fā)的渦輪風(fēng)扇發(fā)動機“渦扇8”（代號915）。這是一種前風(fēng)扇、短外涵、軸流式、雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機，起飛推力80千牛。其原準(zhǔn)機原為美國普拉特·惠特尼公司的JT3D-3B，后改為更先進的JT8D-209。

1970年9月14日，上海市革委會原則同意由上海第一汽車附件廠生產(chǎn)渦扇8。1971年，三機部決定渦扇8分別由上海汽車附件一廠和成都航空發(fā)動機廠同時研制。但根據(jù)77號文件精神，發(fā)動機改由上海市獨家研制，1973年9月至1974年9月，兩廠完成交接。1978年7月，專門生產(chǎn)航空發(fā)動機的部分從汽車附件一廠劃出，成立“長征機械廠”。葉片和精鑄件由上海航空機械廠承制，其他整體部件的定點廠有上海先鋒電機廠、上海電工機械廠、上海油嘴泵廠和上海汽車齒輪廠等。

汽附一廠由于技術(shù)力量不足，加之從未研制過航空發(fā)動機，故一度進展緩慢。1974年，調(diào)入大批專業(yè)技術(shù)人員。在各單位的協(xié)助下，研制任務(wù)圓滿完成。1975年6月29日，完成首臺發(fā)動機總裝。經(jīng)各類試車后，又裝波音707升空試飛，符合設(shè)計要求。但因運10下馬，該機沒有進行鑒定定型。

運10的遺產(chǎn)

由于種種原因，1980年開始，運10項目陷入困境，用于疲勞試驗的第三架飛機制造量僅完成三分之二。1985年，試飛停止，研制工作終于沒能走完全過程。運10飛機出師未捷，功敗垂成，令廣大研制工作者扼腕痛惜，難以釋懷。運10并非完美無缺，與世界先進水平相比有較大差距，但仍然是中國航空工業(yè)史上濃墨重彩的一章，既給國人帶來了永久的遺憾，也給后人留下了豐厚的饋贈。

運10項目創(chuàng)造了許多中國航空工業(yè)的第一次：首次研制大型民航客機，成為世界上第五個能研制百噸級飛機的國家；首次按美國而非蘇聯(lián)的航空規(guī)范設(shè)計；首次采用尖峰式高亞音速翼型；首次采用“破損安全”“安全壽命”概念設(shè)計飛機結(jié)構(gòu)；首次采用由調(diào)整片帶動操縱面的氣動助力操縱形式，省去了液壓助力裝置；首次設(shè)計出國內(nèi)最大的整體油箱氣密座艙（最大氣密容積318.85立方米）；首次將電子計算機用于飛機設(shè)計；“三新”（新成品、材料、工藝）比重之大前所未有等。

運10項目共取得有應(yīng)用價值的成果147項，其中36項獲部、省級以上重大科技成果獎。例如，由航空材料研究所研制的XM-28密封膠1978年獲全國科學(xué)大會科技成果二等獎。1986年，“渦扇8發(fā)動機設(shè)計與制造技術(shù)”獲上海市科技進步一等獎，至1989年底，共獲部、市級以上科技成果獎26項。例如，在發(fā)動機制造中需要超高強度鋼低氫脆防護工藝，美國的氰化低氫脆鍍鎘鈦工藝不但復(fù)雜，而且毒性極大。5703廠技術(shù)員陳松祺在北京航空學(xué)院等單位協(xié)助下，獲得了簡單而又性能穩(wěn)定的新工藝，用于運10飛機發(fā)動機制造以及波音707和米格-15飛機的起落架修復(fù)，1988年獲航空工業(yè)部科技進步二等獎。此外，長征機械廠與上海交大合作，將渦扇8改裝為船用燃?xì)獍l(fā)生器，1984年獲中國船舶工業(yè)總公司重大科技成果二等獎。與兵器工業(yè)部201研究所合作改裝為RYLAD0.05燃?xì)廨啓C，填補了地面小功率輕型燃?xì)廨啓C的空白。運10大量采用新標(biāo)準(zhǔn)件，并制定有相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，五項新標(biāo)準(zhǔn)提升為航空部和國家軍用標(biāo)準(zhǔn)，其中三項獲航空部科技成果三等獎。

運10的研制沖擊了航空工業(yè)界以蘇式為圭臬、以仿制求安穩(wěn)的積習(xí)。運10副總設(shè)計師程不時回憶，在發(fā)動機氣動布局問題上，設(shè)計組研究了當(dāng)時世界上的三種布局，放棄了蘇式翼根布局，對另兩種做了全尺寸風(fēng)洞試驗，最后選擇了適合運10的翼吊布局。運10也沒有照搬美國飛機的模式。運10雖然測繪和參考過波音707，但其尖峰翼型使阻力發(fā)散馬赫數(shù)優(yōu)于后者，故無須安裝馬赫數(shù)配平裝置。美國駐華空軍武官也認(rèn)為，“運10不是波音飛機的復(fù)制品，機翼構(gòu)型是明顯不同的?！敝w機設(shè)計師徐舜壽主張要“熟讀唐詩三百首”，不要“唯米格論”。運10的研制真正做到了這一點。

運10留下的最寶貴的財富是信心。當(dāng)時的工作條件局促，生活條件艱苦，但運10的研制者任勞任怨，埋頭苦干，甚至不懼危險，硬是把運10成功送上了藍天。那么在21世紀(jì)的當(dāng)下，中國的大飛機之夢能否成真，還會有任何懸念嗎？事實上，正是運10使上海成為中國唯一的大型客機研發(fā)基地，在這個意義上，可以說C919是運10的圓夢之作。