运12F设计师李先哲:追风何惧到天涯

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李先哲工作

中国航空报讯:2015年11月27日,北京,运12F型飞机最终型号合格审定委员会(TCB)会议正在进行。坐在李先哲身旁,彼此相熟多年的中航工业哈飞副总工程师宋展明显感觉到了李先哲的紧张:“他汇报时声音有点颤抖,卡顿了两次。”会议持续到下午,直到TCB一锤定音的时刻,宋展终于看到了李先哲如释重负的笑容。十载研制,十年适航,呕心沥血的成果,今朝尘埃落定。

15天后,运12F飞机CAAC型号合格证颁证仪式在中航工业总部如期举行。此时,这位一贯严谨低调的运12F总设计师在现场媒体“长枪短炮”的围追堵截下,已经能够面带笑容、镇定自若地侃侃而谈。当晚,中央电视台播出了运12F取证的新闻:“这是我国通用航空制造业取得的又一重大成果,对于进一步提高国产民机的市场占有率和竞争力,促进民族航空产业进步具有重要意义。”短短几分钟后,消息“刷屏”了航空人的微信朋友圈,祝贺的电话打爆了李先哲的手机。

大家还记得,就在一年前,由李先哲参与、主持设计的运12系列飞机签约出口美国和俄罗斯,创造了国产民机进入航空强国的先河。“这或许是国内第一个敢将CAAC和FAA同步取证的吧!”一名哈飞职工在送给他的诗中这样写道:“穿云破雾志如虹,跨壑逾峰势若龙。不忘航空兴使命,前瞻蓝海立新功。”

总设计师的炼成之路

李先哲头上闪烁着无数令年轻设计员向往的“成功”光环:全国劳动模范、中航工业空气动力技术特级专家、航空报国杰出贡献奖获得者,飞机总体设计、气动力设计、飞行品质分析、适航验证技术领域专家,国防科工委航空器总体和结构标准化技术委员会专家组成员,先后多次获得中国航空工业科技进步奖项。这样一位成功的总设计师到底是怎样炼成的?

1987年,年轻的李先哲从西北工业大学空气动力学专业毕业。“当时这种军工领域学科的政审非常严格,能够学航空专业还要感谢邓小平。”带着对一个时代的感恩,李先哲郑重踏进中航工业哈飞的大门。那时的他面临两个选择,一个是每月有高额地勤补贴的飞行试验室;一个是有着广阔平台的飞机设计研究所。“设计所更能实现我的抱负。”李先哲毫不犹豫地选择了后者。此时这个年轻人身上所具有的,仅仅是扎实的专业基础、潜在的技术才华和心无旁骛的个性。余下的,在成功的另一边,是时光交错中的偶然和必然,也是航空事业所能赋予他的最好礼赠——一个个不曾间断的型号任务。

哈飞飞机设计研究所有个老规矩,所有新进的设计员要到基层单位实习。那一年,恰逢运12Ⅱ型飞机为取得英国CAA型号合格证在试飞站做飞行实验,李先哲被分配到了飞行试验室。数九寒天,李先哲捂着大棉袄,在零下30多度的露天场地做试验,手冻裂了,瑟瑟发抖,却从不抱怨。“我真的很幸运,那时公司邀请美国洛克希德公司做培训,留下了不少珍贵资料,让我学到了很多飞行试验知识。”为了多学东西,别人实习半年,他却在飞行试验室“泡”了整整一年。这段经历让李先哲首次接触并了解适航工作,更在冥冥中让他与运12系列飞机结下不解之缘。

李先哲自己都没想到,他人生的第一笔“大单”来得这么快。1988年,运12Ⅱ型飞机在CAA试飞时突发飞机“低头”现象,英国试飞员的鼻子被撞出了血,一口咬定飞机品质不行。老设计员们认为是飞机尾翼平衡有问题,但经过几个月的计算仍然没有确切结果。当时计算机动态模拟计算在中国航空制造领域的应用方兴未艾,此前大量的设计计算主要依靠人力演算数据。手算速度不仅慢,计算误差的累积也会严重影响结果。于是,所领导有了个大胆的想法——找一个会用计算机的年轻人来完成这项工作。

1989年初,最好的电脑还是286处理器,整整3个月的时间,李先哲扑在计算机中心的大型计算机上没日没夜地计算。他编制出了第一个飞机三自由度运动方程,运用方程来模拟飞机在问题状态下的动态过程,这在哈飞还从未有过。因为没有经验,他第一次计算使用了1秒的时间间隔,结果数据发散无序。第二次,他尝试使用更小的0.12秒时间间隔,“奇迹”出现了——屏幕上的数据一点点收敛,形成了有序规律的线条。他成功了!他的计算证实了飞机问题是平尾在襟翼30度、大功率状态下的失速攻角不够。调整襟翼角度后,问题得到了圆满解决。

英雄当有用武之地,这次任务的成功带给李先哲巨大的成就感,也让他在众多年轻设计员中脱颖而出,获得了当年的哈飞科技进步特别奖。就在一切都向着美好的未来步步前进时,打击却降临在李先哲身上。“一开始眼睛不舒服,没当回事儿。”某天,李先哲突然睁不开眼睛,医生发现他的右眼角膜已经脱落,必须立即进行手术。医生叮嘱他:“右眼丧失视力会对左眼造成很大负担,你一定要注意用眼,不能劳累过度。”可术后不久,李先哲就回到岗位,一如既往地默默工作。

1990年,哈飞开始研制运11B型机,所里将纵向气动力计算交给了李先哲,不久又把纵向操纵性和稳定性计算也交给了他。李先哲像上了发条一样不停地工作,在顺利完成的同时,他对飞机的气动力设计形成了全面的理解。

1992年,运12Ⅳ型机争取美国联邦航空局(FAA)型号合格证,李先哲在全面介入气动力工作的基础上,又被指派负责B分部适航取证工作。由于飞机尾翼结冰时极易造成恶性事故,FAA提出运12Ⅳ型机必须进行尾翼结冰影响适航验证。这是一个复杂的空气动力学和飞行力学问题,涉及气象、热力学、空气动力学等多个学科领域,由于这项验证的复杂性和高风险性,国际上尚无飞机进行过此项验证。李先哲和组员们谨慎小心地计算分析每一个细节问题,一丝不苟、彻夜不眠,经过半年的努力,运12Ⅳ型机最终成为全球首个成功完成此项验证的飞机,为中国航空事业书写了光彩的一笔。

此后,李先哲又先后参与了直9A等多个型号的研制,主持了运12E型机的研制取证工作,从一名普通的设计员,成长为气动室主任、总体室主任、副总设计师。

这期间,年轻的设计员们也会悄悄地讨论“李总”的成功秘诀。有人发现“李总”是个学霸,听力、记忆力都极为出色,深入掌握气动、总体、结构等飞机设计不同领域的专业知识对常人来说非常不易,李先哲做起来却游刃有余。与专业人士边聊边想,他就能在脑海中形成空间构型,把复杂的技术问题一一分解,进而迅速做出判断。

总设计师助理韩德巍始终记得曾对李先哲的偶然一瞥——嘈杂的办公室里,年轻的李先哲专心致志地读着书,汗珠冒上鼻尖也没有察觉。那一刻,韩德巍的脑海里闪过一念:“这个人必将有所作为!”

通用骄子的坚强起飞

2003年开始,哈飞通过多方市场调查和分析发现,随着世界燃油价格的持续攀升,涡桨飞机在短途航线上使用的经济性优势日益彰显。运12系列飞机面临新老换代,急需研制一款全新的跨代机型填补通航市场空白。这个满载艰辛与挑战的巨大机遇降临在李先哲头上。

2005年,李先哲被委以重任作为总设计师研发新一代涡桨通用支线飞机——运12F。这是一款全新的机型,要大幅提升技术水平,当时的要求非常苛刻,责任和压力让李先哲刻骨铭心。“总设计师是什么人?他是勾勒、定义飞机的技术牵头人。同时也必须是一个能提出问题、解决问题的人。”现任飞机设计研究所副所长李洋这样解释,“他的思想、他的能力浸透于飞机的每一个细节,无处不在。”在运12F的设计过程中,李先哲展现出了善于总结、大胆创新、不惧挑战的卓越能力。

运12F按照中、美最新的CCAR23/FAR23适航标准设计,许多规章对设计人员来说都是全新而陌生的,只能一点点“垦荒”。当时哈飞并没有完善成熟的产品研制顶层文件体系,李先哲带领设计人员建立起一套比较完善的飞机设计技术规范,为今后编制产品技术说明书和产品规范奠定了基础,也为哈飞研制其他型号提供了参考。

多年的适航取证经历让李先哲意识到适航证对一个型号的重要性。他带领团队制定适航取证总体规划,完成了1份PSCP(专项合格审定计划)和40份CP(审定计划)的编写,审查方和申请方均按照PSCP/CP开展工作,设计人员全程遵循适航验证标准、验证方法进行设计,为运12F日后的中、美同步适航取证之路扫清了障碍,同时也开创了适航审定新模式。他还引进了可靠性、维护性设计理念,“既便如此,首批设计图纸仍有142个维护口盖,整个飞机像个马蜂窝。”李先哲回忆说,“后来我们将不同系统维护点集中控制,将口盖降到了50个。”这些努力会为用户提供更加便捷的维护和更加低廉的维护费用。

李先哲注重新技术的应用,在运12F设计之初就引入“损伤容限”设计理念,这在全球该座级民机研发中尚属首创,可以大幅提高飞机结构的可靠性和寿命,对我国轻型民用飞机研制是个艰巨挑战。最终李先哲带领团队掌握了结构损伤容限设计、分析、试验和验证方面的多项关键技术,得到美国FAA适航当局的认可。设计中,他还倡导应用“计算流体力学”解决飞机气动力优化问题;应用“综合航电技术”为驾驶员提供智能化的人机界面,提升产品市场竞争力。

为了打造先进的飞机,李先哲在各方面都以最高标准要求自己。在2007年打样设计评审到详细设计评审的半年时间里,因为承担着巨大的压力和高负荷的工作,李先哲憔悴得厉害,根根白发仿佛一夜间冒了出来。项目详细设计评审会前夕,李先哲的妻子因病住院,他连日奔波于医院和试验现场,身体已经出现不适。评审会前一天,疲惫至极的李先哲突发高烧,被同事送进医院,然而第二天,他又准时出现在会场。面对评审专家的各种质疑,李先哲应对自如,运12F详细设计方案过审。

2009年,运12F转入试制阶段,李先哲开始了频繁“跑车间”的日子。盯紧进度、协调资源、采购成品,一份份合同和报告在他的手边流转;2010年8月,运12F首架机交付总装;12月,在做静力试验时,载荷加压到80%,机体就发出异响。试验人员心里异常紧张,各个绷住了脸。“我和他们打赌,这飞机能承受100%的载荷。”李先哲相信自己和团队的努力能够经受住考验。“载荷90%……100%!”现场响起欢呼声,李先哲赢了!12月29日,运12F在哈飞机场飞入蓝天。

在满场鲜花、掌声和祝贺的浪潮中,记者将话筒递给李先哲:“给公司提供一个能够市场成功的新机型,这是我们这个团队的愿望……”时隔5年,记者依然清晰地记得,李先哲只说了两句话,声音已忍不住哽咽,他转过头想要平静一下情绪,最终还是歉意地摆摆手,一个人离开了。那一刻,没有人上去打扰他。

责任编辑:实习编辑 王婵

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