分享:

航空工业上电所:岁月回响 逐梦蓝天

2021-04-17 16:26:44 中国航空报

科研人员开发航空电子综合系统

光阴荏苒,岁月如歌,于匆匆中,新中国航空事业已走过70年的光辉历程。回首航空工业上电所与祖国航空事业共奋进的征程,如一幕幕波澜壮阔的画卷,如一曲曲荡气回肠的赞歌,这一路,布满了荆棘与挑战,满载着希望和荣耀,更彰显着上电所人不懈求索、奋勇前行的爱国情怀。

1957年初夏,上电所诞生在上海市泰兴路上的一条小弄堂里,不大的办公场所承载了我们最初的梦想。作为上海地区最早从事无线电电子技术应用研究的综合性研究机构之一,这里诞生了新中国第一台袖珍式晶体管收音机、第一批国产印制电路板和上海市第一只锗晶体二级管和三级管。1969年,上电所积极响应聂荣臻元帅提出的“加强新中国国防建设”的号召,以振兴中国航空工业为使命,大踏步迈入机载电子设备的研制道路,从此踏上了航空报国的征程。

在半个多世纪的光阴里,伴随着中国航空事业的发展、波折、崛起和跨越,一代代上电所人始终秉承航空报国航空强国的初心使命,励精图治,攻坚克难,用不懈的拼搏践行蓝天使命,用一项项跨越发展的成就书写蓝天承诺,这些深深浅浅的足迹凝结着智慧和汗水,在岁月中熠熠生辉,激励着上电所人接续奋斗、忠诚奉献、逐梦蓝天。

国庆升旗仪式

永不磨灭的记忆

在上电所人的心中,每当谈起那段激荡人心的岁月,就会泛起阵阵涟漪,它踏满了激情奋进的脚步,闪烁着只争朝夕的灯火,它似乎已久远,却又历久弥新,它的成功影响了中国三代机的研制,也将上电所推入了21世纪快速发展的轨道,它就是某预先研究项目。

20世纪70年代,随着军方对战斗机性能的要求越来越高,美国等西方国家提出了数字式航空电子信息系统计划,开始为航空电子注入“综合”的概念。为了推动我国航空武器装备事业快速发展,1978年,第三机械工业部把开展航空电子系统综合技术预先研究列为航空科技发展规划十大关键课题之一,并将此任务以三计函(79)1026号文的形式正式下达给上电所。

航空电子系统综合化概念是什么?路怎么走?这在当时几乎是一项完全从零开始的任务。面对一片空白的国内研制基础,上电所认真消化吸收国外资料,于1981年提出了航空电子综合系统预先研究方案,并经过持续攻关,逐步掌握了航空电子综合系统原理、概念,开发了原理样机。

1987年,某项目正式立项。作为项目总体单位,上电所在航空电子综合系统研制中承担了显示控制管理系统、1553B总线、机载计算机、系统软件以及数据传输设备等研制任务。每一步的技术攻关都付出了艰苦卓绝的努力,面对未知的领域,面对庞大的系统工程和设备交联,上电所科研人员始终保持一丝不苟,抱着决不放弃的信念,坚持独立自主、不懈创新,在1553B总线中首次研制出了技术先进、功能齐全的MBI模块,成功应用于航空电子综合系统地面/试飞样机以及某型号飞机航空电子综合系统中。航空电子综合系统数据传输设备也完全采用了上电所自行研制的数据传输设备。

1990年,地面样机系统在上电所仿真试验室进行综合试验。热火朝天的试验现场做到天天有布置、有小结,设置“试验显示牌”,记录试验项目和技术要点,试验项目通过打“√”,不通过的打“×”,打“×”的项目立即召开技术分析会,采取措施一一落实解决。经过不懈的努力,1990年10月,我国自行研制的第一个航空电子综合系统顺利完成地面样机和综合试验。

1990年11月13日,时任国家领导人在国防科研成果展上亲临航空电子综合系统地面样机展台参观,样机系统工作稳定,从飞行准备到导航、雷达搜索跟踪和攻击四个阶段的任务功能都非常形象直观地展示在模拟座舱的彩色显示屏上,受到中央领导、各军兵种领导和专家们的高度赞扬。

泰兴路老所区旧址

1993年,试飞样机跨入系统空中试飞进程。至1994年,在多次试飞中,试飞样机显示器数据与飞行仪表指示器数据完全一致,指示信息安全可靠。经过十多年的预研攻关,某航空电子综合系统順利通过试飞考验。

某项目是上电所人自1978年以来,从零开始、顽强不息,经过探索实践,历经概念研究、体制验证、关键技术攻关,再到原理样机研制、试飞样机研制,并最终完成试飞样机试飞全过程的重大项目,通过研究上电所初步掌握了三代机航空电子系统设计能力,为国内飞机显示控制系统研制奠定了技术基础。

于此同时,80年代末期,在航空航天部的支持下,上电所承担了歼10飞机显示控制子系统和数据传输设备的研制任务。作为当时我国航空研制史上规模最大、难度最高的项目之一,歼10飞机显示控制子系统完全由我国自行研制。从方案设计、原理样机研制,到工程样机、试飞联试、设计定型,每一步都在未知中探索,每一步都在艰难中前行。没有样机,我们就自己从头设计;缺乏工程研制经验,就边摸索边学习。面对一个个难啃的“硬骨头”,面对紧张的时间节点,上电所人始终以追求卓越的精神,迎难而上,顽强攻坚,以严谨的工作作风、严格的工作要求,深入研究,广泛学习,自主攻克了一系列关键技术,圆满完成了歼10飞机座舱显控系统研制任务。

历经某项目和型号工程的淬炼,上电所突破了系统设计、计算机处理、图形图像、视频处理、数据传输、集成验证等一系列座舱显控基本和关键技术,自主掌握了三代机座舱显控技术和能力,并全面应用到我国第三代飞机座舱显示控制系统研制中,推动了座舱显示控制系统的跨越发展。1994年某项目获得中国航空工业总公司科技进步成果一等奖,1996年获得国防科工委科技成果二等奖,但上电所人并未耽于成功,而是继续奋进,通过持续攻关、积极争取,把某项目科技成果迅速、成功地转化应用到了我国一大批三代飞机和二代机的改造上,为国防装备水平的提升作出了重要贡献。

座舱系统事业部成果展

为了一个时代的跨越

当某型飞机作为国之重器被提上研制日程的时候,上电所的一批工程师被赋予了跨越时代的使命。2011年,随着某型首飞成功,新一代机载座舱系统产品和机载设备也全面进入紧张的研制阶段。

相比于第三代战机,某型飞机座舱显示系统综合化程度更高,体积更小、重量更轻,功能性能指标实现指数级增长,系统架构几乎进行了颠覆性创新,许多国内航空领域从未应用过的新技术将首次应用。面对这一史无前例的项目,上电所人看到的却是一片待开垦的创新土壤。

显示管理处理机是新机显控系统中最重要、最前沿,也是影响最为深远的技术变革。在C型件阶段,研制团队迅速研制出了第一套座舱显示系统地面原理样机,但是由于图形引擎和画面显示等许多功能分散在各个产品中,有些功能实现陷入了“鱼和熊掌不可兼得”的困境。经过充分考虑,主机所对新机显控系统的实现提出了更为完善的要求。“新一代飞机能否体现先进,必须要有颠覆性的设计架构”,这一句响亮的指示重重地敲打在上电所研制人员的心头。这一次,必须从头再来。团队不断总结原先方案的弊端,潜心研究国际先进技术,形成了以显示管理处理机作为核心的系统构架,而很多原先碰到的问题由此迎刃而解。但因为综合化程度更高,在设计和制造方面也带来了更高的挑战。

为了让处理机体积变小、重量变轻,硬件团队将各功能的电路板以最小的间距层层堆叠,以最巧妙的方式进行组合,缩小占用空间,使用重量较轻的钛合金托架进行特殊处理以应对振动要求,采用当时世界最先进的热管技术确保处理机迅速散热,降低功耗。最终,显示管理处理机的体积和重量大大减小,并通过苛刻的鉴定试验考核。

为了实现强大的功能,上电所在硬件层面采用最先进的图形芯片,首次自主研发成功新一代高性能图形引擎,软件层面首次采用了结构化需求建模,首次使用了比较先进的UML建模方式和基于模型的开发工具进行软件开发,首次研发成功二三维一体化地图引擎,解决了硬件和图形驱动软件方面的问题,促进了屏幕显示器高分辨率显示、高实时性控制处理功能的圆满呈现。

座舱系统事业部成果展

从2013年3月到2014年4月,在一年多的时光里,新机项目成为锻造和考验上电所新一代机技术能力最重要的战场。团队成员放弃了无数个周末和节假日,用热血青春与时间赛跑,克服一项项难关和挑战。“相对于其他承制单位,我们的产品技术状态变动最大。很多新技术都是首次在型号中应用,时间又特别紧,团队的每一个人都顶着巨大的压力,从那时起直至首飞我们几乎都没有过完整的休息日,每天每夜都在紧张的研制、试验、联试、排故中度过……。”在主机所和用户单位组织的方案评审会上,上电所研制的显示管理处理机地面原理样机圆满实现了各项技术状态要求,让在场的所有专家不禁赞叹。

为了提升飞机未来作战和应用能力,2014年,上电所重点瞄准了最能代表战机先进水平的软件产品——多源信息融合技术。面对处理架构革新、算法模型突破、工程化优化等多项创新技术应用的难题,上电所人继续迎难而上,戮力攻坚,仅用了3个月时间就突破多项核心关键技术,然而在后来两年时间的外场试飞验证中,该版本软件暴露出了一些棘手的难题。2017年,经过与主机所反复研讨,上电所毅然决定将第一版数据融合软件推倒重来,摒弃早期针对三代机的信息融合处理架构,从技术层面创新突破,提出了一种全新的面向体系综合的数据融合处理架构。项目团队重新开展需求捕获和架构设计,重新编写代码和功能测试,这一次,依然只有三四个月的时间,终于让2.0版本涅槃重生。为确保新技术对装备作战能力的提升,软件交付三年多来,上电所信息融合团队长期扎根外场,认真收集分析每一架次的试验数据,认真解决试飞过程中遇到的每一个问题,并以用户需求为指导不断优化设计,改善应用效果,用工匠精神不断打磨算法和软件,应用效果获得了用户的一致认可。

为了一个时代的跨越,上电所人仍在研制国产先进战机的征途中不懈耕耘。他们日复一日,攻坚克难,经历着复杂艰苦的岁月,更创造着刻骨铭心的传奇。当一次次试飞成功,当一架架战机翱翔,这份精彩就是对上电所人因使命而担当、因热爱而成就的最美赞扬。

先进民机座舱

助力国产民机智慧翱翔

振兴中国民机制造业,建设航空强国,承载着几代中国航空人的梦想。而这份梦想,上电所人从未缺席。在30余年的民机航电产业探索实践中,上电所不断瞄准国际一流水平,通过广泛开展国际合作,学习国际先进的研发流程和经验,大胆探索,开拓创新,用脚踏实地的行动助力国产飞机智慧翱翔。

2017年5月5日,我国首款按照国际适航标准研制、拥有自主知识产权的大型客机C919成功首飞,在这举世瞩目的成就背后,凝聚了无数航空人的智慧和心血,而作为国内首次承担大型干线客机机载A级系统研发任务的上电所而言,更为此付出了艰苦卓绝的努力。相比于军用项目,民机航电项目研制的困难不仅仅体现在技术上,还体现在研发过程与组织、项目管理、适航取证等方面。面对近乎空白的民机研发基础,知之甚少的国外适航体系,上电所项目团队前行的每一步都走得十分艰难。“那时候,国内没有可以借鉴的经验和技术,我们请来国外咨询公司的专家给我们讲课,但是很抽象,还有各种专业术语、外语缩写、语言上的障碍……”团队日夜埋头于民机适航标准资料中,比照着国外的标准一句一句研读,不断消化吸收,在学习中创新。在向外方专家的学习交流中,由于时差,团队成员只能在晚上加班加点与外方专家进行沟通。那时与国外的技术团队联合工作,每周需要开两次电视电话会议,美国是白天九点钟,我们是晚上九点钟,然而没有人喊苦喊累,经过不断努力,上电所终于在学习合作中形成了一套自己的适航研制体系。上电所如同刚入门的运动员,一下子从“全运会”跳到了“奥运会”的舞台上,跨度很大,但是仍然一步一个脚印,坚定地走下去。

为了提供安全可靠的航电系统产品,上电所从全所抽调技术专家与骨干,按照适航规章建立起服务于民机市场与产业发展的战略业务单元,积极引进先进的民机研发理念,务实推动民机研发体系和环境能力建设,通过AS9100D体系认证,建立了符合CAAC、FAA、EASA相关要求的民机研发体系,引进了基于模型系统工程(MBSE)的理念、工具与方法,并按照ARP4754、DO178B和DO297等国际化标准要求,建立了航空电子系统、软件和硬件的研发业务流程,建立了完善的项目管理、项目过程与组织标准体系。在基础能力的建设过程中,通过聘请国外专业公司提供咨询、广泛开展业务交流协作、建立国际化供应链体系、聘请国际专家团队参与系统设计,上电所的技术能力、过程组织能力、项目管理能力、适航取证能力均得到显著提升,对项目顺利实施起到了重要保障。在研制阶段,面对频繁的客户需求更改,面对一项项技术风险和适航难点,团队始终坚持“长期奋斗、长期攻关、长期吃苦、长期奉献”的精神,通过制定详细的工作计划,开展基于活动的项目进度落实与管理,不断优化研发流程,坚持正向设计理念,迎难而上、只争朝夕,努力完成着一个又一个任务的开发和交付。

在大型灭火/水上救援水陆两栖飞机AG600项目中,上电所承担了飞行管理系统研发任务。作为难度极大、国外垄断最为严格的航空电子系统之一,飞行管理系统曾令众多科研工作者望而却步。然而,纵使前路布满荆棘,上电所人也要做勇敢的先行者,用3年时间将自主研制开发的飞行管理系统应用到AG600飞机中,成功开创了飞行管理系统在国内型号项目中应用的先河。在项目软件开发阶段,为了满足国际民机标准,团队以强烈的责任感不懈论证,攻坚克难,顶着国外技术封锁、国内技术空白的重重压力,反复分析国际民机需求及相关标准,最终确定了系统软件总体架构,实现了一系列关键技术攻关,研发的核心算法基本达到国外知名制造厂商的设计精度,为飞管技术成功应用于AG600飞机奠定了坚实基础。今年春节,面对艰巨的项目研制任务和紧张的交付节点,项目团队里的不少成员都放弃了春节回家与家人团聚的机会,坚守岗位,全身心投入到项目软件开发、产品投产和系统集成联试等各项工作中,全力以赴确保2021年装机件按时交付。

目前,上电所已从单一功能产品供应商发展成为民机航电系统集成商和航电核心产品供应商,研制的显示系统、主航行系统、飞行管理系统、综合监视系统等已成功应用于国内民用客机、通航飞机、民用直升机等多种机型,全力保障了以C919、AG600等为代表的多个民机重点项目的快速推进。在民机研制的道路上,上电所人始终用匠心认真对待每一条需求、每一次试验,用坚守拥抱每一次挫折,每一个挑战,秉承让飞行智能、简单、可靠,让天空智慧、安全、高效的愿景,在国产民机的产业腾飞中坚定前行。

时光荏苒,使命给予我们风雨的洗礼,更打磨着我们航空报国的底色。在为国铸器中,在改革发展中,在产业拓展中,在创新创业中,充满着一幕幕上电所人拼搏奋斗的身影,它们沉淀在时光中,积蓄着航空报国的精神力量,成就着我们的过去,更激励着我们的未来。站在“十四五”发展的新起点,上电所人将不忘初心,牢记使命,努力在新的时代征程中续写更加灿烂的篇章。

责任编辑:实习编辑