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航空工业:创新步伐从未停止 科技铸就大国重器

2021-04-17 21:44:27 中国航空报 任旼

航空工业气动院FL-2风洞实验室。

大国崛起,需要强大的国防;民族振兴,有我重器守土安邦。

航空工业自诞生之日起始终同国家的命运紧紧连在一起,一批具有自主知识产权、与世界发达国家产品性能相当的航空装备,使中国跻身于能同时研制先进战斗机、轰炸机、直升机、教练机、特种飞机等多种航空装备得少数几个国家之列。我国航空武器装备实现跨越式发展,尤其是以歼20、运20、直20等为代表的新一代航空作战力量相继亮相,并陆续装备部队;C919、AG600实现首飞,CR929、“新舟”700 开始立项研制。

在航空工业70年发展的实践历程中,一项项科技突破振奋人心,一个个人才方阵朝气蓬勃,一件件创新成果转化为实实在在的战斗力,有效提升了我军现代化转型的“加速度”。中国要强盛、要复兴,就一定要大力发展科学技术,努力成为世界主要科学中心和创新高地。

听党指挥有力推动航空技术奋勇向前

在国家发展的每一个关键时刻,党中央总是挺立潮头,为科技事业的发展指明方向;在社会进步的每一个发展阶段,党中央无不高瞻远瞩,为科技事业的进步规划蓝图。

在抗美援朝的烽火硝烟中,新中国航空工业应运而生。1951年4月17日,抗美援朝第四次战役接近尾声时,中央人民政府人民革命军事委员会和中央人民政务院颁发了《关于航空工业建设的决定》,这一决定,成为新中国航空工业的“出生证”。从此,新中国航空工业走上了一条艰辛曲折又充满希望的自主创新之路——从白手起家,到三代机、四代机,从陆基到海基,从有人到无人,从小型到大型,从固定翼飞机到直升机……

1978年,在党中央“科学技术是第一生产力”的方针指引下,航空工业部在天津召开了第一次航空科技技术工作会议,并制定了“航空科技七年发展规划”,开始了向重点抓科研和新机方面发展的重大转变,航空工业历史性地提出要“科研先行”,开启了我国航空科研的新篇章。此后,经过不断的探索发展,航空科技发展形成了从基础研究、应用研究、先期技术开发、演示验证到工程发展的科学路径。

进入20世纪90年代,我国持续发展高精尖端技术,加速科技成果向现实生产力的转化。进入21世纪,中国经济进入高速增长时期。党中央适时提出“自主创新”,并将其放在科技工作的突出位置,把提高自主创新能力作为调整经济结构、转变增长方式的中心环节。

航空工业党组坚持创新在航空强国建设全局中的核心地位,把科技自立自强作为建设“世界一流军队、世界一流企业”的战略支撑,面向航空科技前沿,加速新技术探索与应用,提升航空工业自主创新、原始创新能力;面向国家武器装备建设重大需求,加速航空科技创新供给能力和效能提升,迈进航空工业科技新时代。

科技创新的力量,使我国航空工业快速发展,先进航空产品井喷式的涌现,重大试验设备达到世界先进水平;航空发动机已列入国家重大专项,努力推动整体突破;高性能推进系统、自主控制技术、先进火控系统、电子综合系统等机载系统突飞猛进;歼20、运20、直20正式列装,歼15飞机把我们的火力投送到了大洋远海;民机ARJ21-700、“新舟”60已批量生产和商业运营,C919、AG600已成功首飞;一批以重点实验室、技术创新中心等为代表的科技创新平台发挥重要作用,航空技术体系更加完善,创新成果、骨干人才大量涌现,科技创新能力显著增强,中国航空工业已经具备研制高性能军民用航空产品的强大能力,如今,中国航空工业已经具备研制高性能军民用航空产品的强大能力。

在“十四五”规划中,航空工业明确提出将创新放在集团发展全局中的核心地位,把“领先创新力”作为集团发展的战略支撑,通过持续加大研发方面的投入为创新提供强力支撑,强化航空科技创新力量,创建新质航空基础科研能力,实施一批具有前瞻性、战略性的重大航空科技项目,形成一批在国际上并跑领跑的重大创新成果,实现科技创新自立自强,构建新时代航空装备技术基础体系。航空工业党组出台的“创新决定30条”,更是提纲挈领、精准阐释,为各单位科技创新工作划清重点、指明思路、部署路径。

南昌航空城C919大部件生产场景。

自立自强基础研究体系为创新建立基础基础

研究是科技创新的源头,是迈向高质量发展必须打牢的基础。对于航空工业发展而言 ,基础技术起着支撑和引领的双重作用。航空工业在立足自主研制的基础上,坚持跟随创新、集成创新与原始创新协调并重,实现了航空科技研发从跟踪仿制到自主创新的跨越。

改革开放之前,航空基础技术一直比较薄弱和落后,一是技术落后,二是条件能力薄弱。改革开放之初,我国航空型号主要是以“测绘仿制”为主的二代机,民用飞机几乎空白。改革开放后,特别是从1999年起,党和国家自主研制国防装备的意志越来越坚定,对航空基础领域能力提升越来越重视。航空基础技术能力建设队伍,锐意进取、拼搏奉献,激情开创出了一条不平凡的发展之路。航空工业瞄准国际水平,建成了国内规模最大、试验技术国际一流的全机静力/疲劳试验室,建成FL-10、FL-62风洞和气候实验室等一批“国之重器”,填补了国内空白。如今,我国航空武器装备实现跨越式发展,从航空装备设计阶段的气动试验、气动和结构优化设计,再到飞机研制后的整机强度和疲劳试验,以及贯穿研制全过程的标准、计量、情报、档案、环境试验、可靠性、适航等,无不包含着航空基础技术的身影和贡献。

从我国自主研制的以“前鸭翼,后三角翼”气动布局的歼10实现首飞,到歼20等为代表的新一代航空作战力量相继亮相,再到采用“超临界机翼”C919实现首飞,每一自主研制型号首飞的背后,都离不开大量的气动试验。改革开放之初,为满足科研生产需要,我国先后开展建设了FL-2风洞,并对FL-8风洞实施了升级改造,补齐了高低速生产型风洞设备短板。尤其2000年以后,风洞建设加快步伐,建设了一批先进大型风洞设施。如FL-9低速增压风洞和1.6米高速风洞(FL-3)建成并投入使用。目前,FL-51风洞一期建设内容已全面投入型号应用;FL-61风洞已初步具备常规试验能力,并承担多期型号试验任务;2米声学风洞顺利通过可研评审;FL-10风洞已初步具备常规试验能力,填补了我国回流式大型低速风洞的空白,使我国具备了比肩世界上最先进的德荷低速风洞的基本条件。

结构强度试验,尤其全机强度试验是保证飞机飞行安全的重要手段,也是飞机首飞前必须发放的第一张通行证。目前,我国逐步构建了从元件、组件、部件到全机的完善的强度验证体系,形成了国内能力最强、配套最齐全的地面强度验证体系,各项强度试验技术也取得了长足的进步,达到了国际先进水平,极大地推动了各类军民机型号的研制工作,完成了我国几乎所有新研或改型飞机型号的强度试验。尤其是近年来有力保障了四代机、大型运输机、C919、AG600等国家重点型号首飞、设计定型、列装部队,用科学、严谨、准确、可靠的试验数据和结论托起雏鹰翱翔蓝天,有力保障了各型号的如期首飞、顺利定型,对我国航空事业和经济发展做出了突出的贡献。

此外,标准、计量、情报、档案、环境试验、可靠性、适航等技术基础贯穿研制全过程,以标准为例,从改革开放之初的俄标引进和转化,支撑装备仿制,到美军标引进和转化,支撑三代机研制,再到自主研制和国际接轨,支撑四代机和民机发展,有效地提高了各型飞机的通用化率水平和可靠性技术基础,从无到有,由弱至强,不断从体系和技术上满足新型武器装备发展需求。

部件厂技术人员正在操作柔性装配机器人加工某零件。

逐梦蓝天创新始终是航空人的姿态

航空工业是技术密集型产业,离不开科技工作者辛勤的奉献,更离不开一代代科技工作者矢志报国、勇攀高峰。新中国航空工业从修理仿制到跟踪发展,再到自主创新,一代又一代航空人自强不息、锐意探索、敢于突破,攻克了一道又一道技术难关,努力把创新发展的主动权牢牢掌握在自己手中。

建国初期,徐舜寿、黄志千、叶正大、顾诵芬、程不时、屠基达、陆孝彭等一批在探索中前进的技术人员,投身新中国航空工业创建之中。他们深刻地认识道:中国要自立与世界航空之林,必须能够设计自己的飞机,建立起独立的航空科研体系,并提出新中国第一架自行设计的飞机应该从中级喷气式教练机开始。1958年,歼教1的成功首飞骄傲地向祖国汇报:我国航空事业从此跨入了从仿制到自行设计制造的新纪元。也由此,培养出了一大批卓有成就的航空科学技术人才,他们中的很多人已经成为中国航空工业的一代宗师。如今,凝聚在歼教1的民族精神和创新理念,仍在昭示着过去与未来:自力更生是中华民族自立于世界民族之林的奋斗基点,自主创新是我们攀登世界科技高峰的必由之路。

长期以来,一代又一代航空科技工作者把“航空报国、航空强国”作为自己的初心和使命,大力弘扬“忠诚奉献、逐梦蓝天”的航空报国精神,把个人理想和祖国命运、个人志向与民族复兴紧密相连,坚韧执着,埋头苦干,创造了一个又一个奇迹,实现了我国航空工业历史性跨越,使我国跻身世界上少数几个能体系化、系列化自主研制具有国际先进水平航空武器装备的国家之列。

近年来,航空工业以技术专家梯队建设为抓手,大力推进技术专家队伍建设。始终聚焦高端人才。航空工业始终坚持高端引领,力争培养一批在世界航空技术领域有影响力的领军技术人才。党的十八大以来,樊会涛、孙聪两名同志当选中国工程院院士,杨伟同志当选中国科学院院士,4人先后入选国家“万人计划”,9人获百千万工程国家级人选,210人获国务院政府特殊津贴。近年来,累计调整型号“两总”人员百十余人次,选送参加国防科工局“两总”能力建设培训50余人次,进一步提升了型号“两总”人员的能力素质。

今年的政府工作报告提出,2021年要改革科技重大专项实施方式;规划纲要就“深化科技管理体制改革”提出实行“揭榜挂帅”“赛马”等制度;航空工业党组“创新决定30条”强调要创新科技人才队伍建设试点。要建设一流的企业,就要聚焦激发人才创新活力这个重要支撑,营造良好的创新环境,做到“产业引才,环境育才,平台留才”,争取把人才留住,让人才实力、科技实力真正体现在创新成果中,培养真正的科技领军人物。作为央企的一员,航空工业将继续争当技术创新主力军、排头兵,把解决“卡脖子”技术、关键核心技术攻关工作放在更加重要位置。

航空工业是高科技行业。

关键技术抢占科技创新战略制高点

当前,新一轮科技革命和产业变革蓄势待发,新技术、新模式层出不穷。“十四五”开局之年,航空工业将有力布局新兴技术和前沿领域,发挥科技创新主体作用,加快构建新时代科技创新体系。

近年来,我国航空装备制造业快速发展,航空技术与研发投入持续增强,航空武器装备的研制历程除了所涉及的设计、材料、制造和测试试验专业技术的发展和进步外,先后经历了具有里程碑意义的图纸模线物理样机、全机数字样机、异地并行协同研制、基于模型的系统工程四个发展阶段。通过建立基于网络的协同研制平台,实现了多家参研厂所的连接和贯通,确保了全研制链的管理协同、工程协同和制造协同,形成了支持飞机研制的跨地域多厂所一体化协同研制的新模式。运用基于模型的定义(MBD)技术,实现全三维数字表达和全局数字量传递,大型飞机数百万零组件均采用MBD技术表达。运用基于模型的系统工程,进行复杂系统功能、性能和行为的自顶向下的分解以及自底向上的综合验证,形成新一代复杂航空产品创新设计能力。运用虚拟仿真试验替代传统风洞、强度、结构等物理试验过程,加速了在数字空间对产品的快速迭代,型号研制周期普遍缩短三分之二。目前诸多航空制造企业已经开始应用3D打印、复杂结构件数控加工等由模型直接驱动智能设备制造技术。工业机器人广泛应用于制孔、铆接、喷涂、密封、复材铺敷、无损探伤、切割、检测等工业领域。把航空工业变为数字化企业,在数字空间构建全新的数字神经网络,打通信息“大动脉”,重塑航空工业的价值创造模式也成为将最新的数字化技术。

我国已掌握了大量的新理论、新技术、新工艺和新材料,完全掌握了第三代战斗机和发动机、涡扇支线客机、先进直升机的研发技术,取得了近百项重大科研成果,填补了我国科学技术的多项空白。以“太行”大推力涡扇发动机研制成功为标志,我国已具备自主研发第三代航空发动机的能力,实现了军用航空发动机从中等推力向大推力的跨越。空空、空地导弹等实现从第三代向第四代跨越,可以批量生产交付具有自主知识产权、与发达国家在役主力战机水平相当的航空武器装备,大大缩短了我国航空工业与国外的差距。

近年来,航空工业有效开展了一批重大背景项目的预先研究,在先进气动布局、高推比发动机、雷达、电子综合技术以及先进材料等研究方面都取得了重要进展。企业技术中心建设全面推进,所属企业均成立了技术中心,并通过创建省级、国家级技术中心不断提高技术创新能力。紧紧围绕重点工程项目,大力推进用高技术改进传统产业,淘汰落后生产能力,坚持与产品结构调整相结合,着力解决型号设计、研制、试验中存在的关键技术、特殊技术,不断提高武器装备设计水平和系统集成、研制、试验检测能力,走新型工业化道路。一批国家重点实验室和航空科技重点实验室建成并投入运行,形成了能满足风洞、强度、结构等航空试验的基础设施,有效支持了我国航空科研的高速发展。

目前,航空工业已经摸索和积累了大量成功经验,形成了一整套系统工程管理的理论和方法。近年来,全行业积极推进管理创新,创新成果不断涌现。全面推行预算管理、成本系统工程、6S管理、六西格玛、精益制造、综合平衡计分卡等先进管理方法,并通过流程再造将先进的管理方法进行整合,产生倍增效应,使得企业的管理理念、管理方法、管理效果实现了一次真正的飞跃。例如,歼10飞机项目,涉及上百个参与研制的单位,涉及科研、生产各个环节,涉及成千上万个零部件,组织如此大规模的协作攻关,系统工程管理发挥了十分重要的作用。

百舸争流千帆竞,敢立潮头唱大风。创新是时代主题,科技是企业之魂。70年来,从小到大,从弱到强,我国航空工业实现了对世界先进航空工业从望尘莫及到同台竞技的历史性跨越。

航空工业必将坚定创新自信,着力攻克关键核心技术,勇于攀登科技高峰,为把我国建设成为世界科技强国而努力奋斗!

责任编辑:实习编辑