僅美國掌握的第五代戰機,他花費20年研製成功,採用世界獨創佈局

1911年墨西哥革命中,革命軍僱用了一名美國民間飛行員埃文蘭伯,駕駛一架“寇蒂斯”式飛機與政府軍的一架偵察機在空中用手槍互相對射,從此飛機開始成為戰爭之中不可或缺的裝備。

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1915年4月1日 羅蘭·加洛斯駕駛裝備了“偏轉片系統”的莫拉納·索爾尼愛L型飛機擊落了一架德國偵察機。取得了戰鬥機空戰的第一次勝利,而之後德國人在此基礎上改進的福克E.3戰鬥機,大量擊落一戰中協約國的飛機,這就是歷史上著名的著名的“福克式災難”。從這時起,戰鬥機開始被視作一種決定性的武器,併成為各國航空兵部隊夢寐以求的裝備。

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此後,為了獲得空中優勢,人們一直在琢磨如何在空戰中佔據主動,不斷地探索新的空戰戰術、技術。新的空戰戰術不斷對飛機的性能提出新的要求,第一代戰鬥機由此應運而生。

第一代戰鬥機以渦輪噴氣發動機為動力,速度達到高亞音速或跨音速,武器以航炮為主,有的配以火箭彈與第一代空對空導彈;機上還裝有光學一機電式瞄準具和第一代雷達。到目前為止,戰鬥機已經發展到第五代。(這裡採用新美標的五代分法)

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二戰後美國設計的第一代噴氣式戰鬥機:f-86佩刀

五代機標準也就是美國空軍提出的“4S”,即超機動、超隱身、超音速巡航、超視距打擊,除此之外強大的信息作戰能力也是必備條件。而真正掌握五代機技術的一開始僅有美國。

1991年8月,洛克希德獲得了合同,得以開發和建造先進戰術戰鬥機。生產版本為YF-22,即F-22A,於1997年4月9日在喬治亞州瑪麗埃塔的洛克希德分部正式公佈,經過14年的研發設計製造測試,在2005年正式服役。

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俄羅斯雖然也一直在研製第五代戰機,但是蘇-57戰鬥機在2010年試飛到現在,一直還沒有服役。

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而中國開始研製第五代戰機其實並沒有比美國弱後多少時間。

1985年,剛剛從西北工業大學碩士畢業的22歲小夥子楊偉被分配到了成都飛機設計研究所。少年勃發的楊偉還沒有去正式報到就直接找到“殲-10之父”、中國殲擊機設計戰術技術論證創始人宋文驄總工程師申請做他的助手。

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在這個近1800多人的研究所裡,一個還沒正式報到的研究生直接想要做他的助手,宋文驄儘管有些吃驚,卻並沒有訓斥楊偉,而是把楊偉安排到了新成立的航空飛行品質與控制研究室,參與攻關第三代殲擊機的關鍵技術——數字式電傳飛控系統的研製。

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在上個世紀80年代,世界上許多先進國家已經普遍採用第三代戰機,第三代戰機不僅中低空機動靈活性高、還配備先進雷達設備、加強了導彈應用等,掌握第三代戰機技術對國防具有重大的意義。

當時,我國殲擊機還處在第二代水準,研製水平與世界先進國家有著十幾年的差距,所以成都飛機設計研究所的這個航空飛行品質與控制研究室的任務十分明確:突破第三代戰鬥機關鍵技術之一——先進的數字式電傳飛控系統。

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左一楊偉

數字式電傳飛控系統是先進戰鬥機的典型標誌,直接影響飛機的飛行品質和性能,技術難度相當大,風險也很高。世界上先進國家採用數字式電傳飛控系統的飛機都遭遇過嚴重挫折,西方國家對我國技術上更是嚴密封鎖。

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當時有外國專家斷言:中國科技人員不可能過“電傳操縱”這一關,“控制律”將是中國新型殲擊機研製無法逾越的“攔路虎”。

憑藉著良好的專業素質和組織管理能力,僅用了三個月的時間,22歲的楊偉就被提拔為數字式電傳飛控系統研究小組的組長,來攻克這一世界性的難題。

面對在國內尚屬空白的數字式電傳飛控系統,楊偉帶領團隊設計計算出10多種方案,以全新的思路對系統可靠性進行對比分析,攻克了飛控系統餘度配置、同步算法、餘度通道間信息交換與共享、電磁兼容、故障檢測隔離與重構、機內自檢測等一系列關鍵技術,實施了全系統數字仿真和原理試驗。

僅美國掌握的第五代戰機,他花費20年研製成功,採用世界獨創佈局

經過了幾年的努力,楊偉主持研製的飛控系統地面綜合試驗設施,俗稱“鐵鳥臺”,第一次實現了閉環飛行,並獲得評審專家的高度評價。

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“鐵鳥臺”試驗檯

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1998年3月23日,殲-10成功實現首飛,等殲-10落地後,整個監控大廳沸騰了,“唯有中國的殲-10,至今從未發生過任何一起由電傳操縱系統故障導致的重大事故”。

楊偉團隊研發的數字式電傳飛控系統,也得到了試飛員們的高度評價:“飛控系統表現很好,飛行品質均為一級”!

這也證明了在飛控技術領域,我國已經達到了世界先進水平,而作為飛控系統總設計師,楊偉也成為我國數字式電傳飛行控制系統的組織者與開拓者。

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之後,楊偉更是負責了全面主持殲10飛機的設計優化、排故攻關和設計定型等一線研製工作。

而在殲-10成功實現首飛之前,在1997年的時候,我們就已經開始了殲-20的立項研發,目的是為接替殲-10、殲-11等戰機執行空中任務。1998年,楊偉受命擔任成都飛機設計研究所副所長、副總設計師,兼任飛控系統總設計師,由此全面負責殲-20的研製工作。

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在殲-20研製過程中,楊偉團隊採用了世界獨創的升力體邊條鴨式佈局,而這個方案是由楊偉的老師宋文驄提出來的,他在《一種小展弦比高升力飛機的氣動佈局研究》明確指出,

採用小展弦比機翼的升力體邊條翼鴨式佈局 , 使超聲速阻力特性、 低速最大升力特性和亞跨聲速升阻特性這三個互相矛盾的特點,找到了統一的解決辦法

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楊偉、宋文驄

楊偉稱,在殲20研製過程中,研製團隊緊抓需要突出的幾個特點(隱身、網絡一體化航電、超巡、超機動),注重揚長避短、綜合優化,使得殲20能夠在未來戰場發揮非常重要的作用。

楊偉曾在報告中指出,過去我們的戰機研究是“軍方要什麼,我們就研究什麼”,現在我們(成飛)和軍方合作,積極探索未來空戰發展趨勢,未來戰場需要什麼樣的戰機,我們就給軍方提供什麼樣的戰機!

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2011年1月11日,殲-20在成都黃田壩軍用機場實現首飛,標誌著殲-20取得初步成功,2016年11月1日,殲-20參加珠海航展並首次對外進行雙機飛行展示,讓世界為之側目,2017年3月9日,中央電視臺報道第五代戰鬥機殲-20已正式進入空軍序列,列裝部隊。

從研發到列裝,楊偉團隊整整花了20年的時間。

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這也意味著中國是繼美國之後世界上第二個走完第五代戰鬥機論證評價、設計、研發、原型機測試、定型生產、最終服役全部階段的國家。

採用鴨式氣動佈局的殲-20作為中國首款第五代戰鬥機,融合了全球多種已經在使用的優秀戰鬥機的特點,是全球第二架採用光電分佈式孔徑系統的戰鬥機,具備很強的隱形性能、機動性能。

殲-20也採用了飛火推一體化控制系統。在軟件上把飛行控制、火力控制、發動機控制整合到一起,充分發揮殲-20的戰鬥力。

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楊偉對殲-20的實力充滿了自信“因為(殲-20)的能力和美國的第五代戰鬥機和俄羅斯的第五代戰鬥機是相當的。只要戰場需要,它能夠衝上去,能夠打得贏,能夠載譽而歸,這就是我們的希望。”

如今殲-20已經開始服役,中國將成為全球僅有的三個有實力研製第五代戰機的國家,不用再擔心被別人搶佔自己領土的制空權。

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然而,楊偉覺得這一切還不夠。

“如果有一天我們搞一型飛機,人家說這是一個標準,人家以後的能力按照我們的標準靠,我覺得這就是我們的超越了。這就是說我們說的由我們來引領整個戰鬥機的發展,最後這個戰鬥機的標準由我們中國來制定。”

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楊偉表示要積極探索彎道超車的技術路徑,創新開發滿足國家戰略需要的全新的戰機,再立新功,給大家帶來更多的驚喜。這不但預示著中國會在第六代戰鬥機會有新的突破,而且在新型轟炸機、直升機、加油機、預警機等方面實現跨越發展。

我們也衷心祝願楊偉總師可以早日實現這樣的一個偉大目標,助力中華民族的偉大復興。

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