歼10的诺亚方舟

刘灿萍

经过歼10弹射救生系统的研制，航宇核心产品弹射救生座椅一直保持着救生包线内100%的救生成功率。

1998年3月23日下午14时41分，成都温江机场。伴随着发动机的轰鸣，首次亮相的歼10飞机跃出地平线，刺向蓝天。飞行18分钟后，从空中划过一道弧线，平稳降落在跑道上。至此，第一架由我国完全自主设计研制的第三代先进战斗机歼10飞机首飞成功。然而，鲜为人知的是，作为歼10飞机弹射救生系统研制单位的航空工业航宇，为了保障歼10飞机的首飞成功，广大参研人员默默无闻地付出了多少心血与汗水……

艰难而漫长的研发之路

“弹射救生系统的性能好坏直接关系到飞行员的生命”“在飞机出现不可挽救的故障时，飞行员拉动弹射手柄后一瞬间便能决定生死……”，空军某试飞大队政委崔永胜一语道出了弹射救生系统的重要性。

歼10飞机弹射救生系统主要包括座椅结构、救生伞系统、弹射动力系统、稳定系统（出舱稳定装置和稳定减速伞）、电子程序系统、飞行员约束和高速气流防护系统、应急供氧系统、弹射通道清除系统、水上救生装置以及飞行员生存营救设备和食品等，是飞机的一个重要系统，也是部队特别关注的系统，飞行员形象地称之为“蓝天上的诺亚方舟”。

“研制出具有世界先进水平的飞机火箭弹射救生系统是几代航宇人的夙愿。但一路走来，可谓艰苦卓绝。”回首歼10飞機弹射救生座椅的研制过程，第二代主任设计师肖保良感慨地说。

20世纪80年代中期，由于我国已定型的火箭弹射座椅的性能技术指标与歼10飞机的设计要求存在较大的差距，为了满足飞机的安全救生要求，实现高起点技术平台，从1985年研制方案提出开始，到2003年设计定型为止，航空工业航宇歼10飞机弹射救生系统的研制前后经历了近20年的风雨历程，其中方案论证工作就历时近7年。

1989年3月，在研制方案正式确定后，航空工业航宇立即投入了样机的设计与制造，并于1990年12月交付了一台协调样机，这也是歼10飞机配套成品中唯一一台全金属的协调样机，受到主机单位的好评。1992年3月，方案完成论证转入初样设计阶段；1993年10月，进行了全尺寸座椅高速气流吹袭试验；1994年12月，顺利通过了初样阶段的试验；1995年3月，正式进入试样研制阶段。

然而，随着研制的深入，更多更为复杂的技术难关在新技术的应用中不断出现。为此，从1995年起，航空工业航宇的设计师系统用了近5年的时间，攻克了系统的高速稳定性技术难题。期间，又用了近一年半的时间解决了鉴定试验中暴露出来的系列问题。1999年4月，在成功通过了两发火箭滑轨高速弹射试验后，该系统全面完成了试样阶段的综合性能鉴定试验。2000年11月至2001年6月，该系统进行了弹射救生系统空中弹射试验。试验在平飞、俯冲、横滚、下沉、倒飞、平飞大速度六种机动飞行状态下进行，这是我国救生系统型号研制史中最恶劣的救生状态试验，试验获得圆满成功。2002年11月，弹射座椅进入设计定型，装机件研制前后共历经7年半时间。2004年1月，歼10飞机火箭弹射座椅通过设计定型。

与此同时，救生伞和稳定减速伞的研制工作大体同步进行。1986年10月，两伞开始方案论证。1990年1月，初步确定了伞系统结构方案。1992年3月，正式转入初样研制。1995年7月和8月，两伞分别进入试样研制阶段。1996年9月，该型救生伞第一次真人试跳试验圆满成功。同年11月，变透气量的单向弹性绸材料完成定型，填补我国空白。1999年4月，完成对救生伞和稳定减速伞攻关改进验证试验。2001年11月，完成稳定伞改进后的鉴定空投试验。2002年4月，两伞转入定型研制阶段。2003年7月，通过设计定型。

从“引进样机”到“立足自我”

弹射救生系统的技术性能，必须与歼10飞机的各种性能指标相匹配。特别是飞机的高速和低空高机动飞行，对配装的火箭弹射座椅的技术性能，提出了全新的更高要求。而当时，国内已定型的火箭弹射座椅根本无法达到新机的要求，要实现弹射救生系统高起点要求的技术途径只有两条：一是同国外先进的研发单位合作，引进样机，消化吸收；二是立足自我，探索创新。

是“引进样机”还是“立足自我”？针对新型弹射救生系统技术性能要求高、研制难度极大的特点，为确保首飞节点，1985年4月，航空工业部在北京召开了“十号工程防护救生系统研讨会”，确定了“引进样机、消化吸收、参照设计”的研制办法。会后，航空工业航宇立即启动了歼10飞机弹射救生装备方案论证工作。

1986年9月，航空工业航宇与美国斯坦泽尔公司接触，希望引进该公司的S4S火箭弹射座椅作为原准样机。但由于政治、经济等原因，引进样机迟迟不能如愿，严重影响了总体进度。而此时，火箭弹射座椅已成为歼10飞机各系统中唯一没有确定预研方案的成品项目，弹射救生系统的研制能否赶上型号进度，不仅成为航空工业航宇干部职工十分关注的大问题，而且也引起了主机单位和航空工业部主管领导的高度重视。航空工业部王昂总师在检查歼10飞机弹射座椅研制情况时，就明确指出：“关于歼10救生系统，要找出一个符合救生系统发展方向、花钱少、把握性大的过渡方案。”

1988年8月，航空工业航宇时任领导魏宽夫、陈一平等在认真回顾三年来的研制过程和听取科研人员各方面意见后，经慎重考虑，果断决定中止原方案，决心以我为主、自力更生，研制一款具有中国特色的可以满足主机性能要求，且接近世界先进水平的新型火箭弹射座椅，并决定由科技委主任徐世坤担任第一任主任设计师。

立足自我的研制抉择，促使航空工业航宇的科研人员倾向于在当时性能最好的HTY4型火箭弹射座椅上进行改进设计。1988年12月，在成都召开的“歼10飞机火箭弹射座椅装机方案讨论会”上，徐世坤代表航空工业航宇提出了五个方案。其中，三个以HTY4型弹射座椅为基础的改型方案：即小改、中改和大改。两个高起点的研制方案：一是参照S4S、MK14、ACES-Ⅱ、KM1等世界先进的火箭弹射座椅设计；二是参照S4S、MK14、ACES-Ⅱ、KM1等世界先进火箭弹射座椅的布局原理作适当调整，即前一方案的缩小方案。专家和领导经过充分讨论一致认为：歼10弹射座椅方案选型，经过了较长的论证，有关单位在国内外调研的基础上，进行了预先研究和试验。根据技术、经济综合分析后，确定座椅用已研制成功的HTY4改型是现实可行的。至此，歼10飞机火箭弹射座椅方案正式立项。

从“中改方案”到“大改方案”

由于航空工业部和空军机关领导十分关注弹射救生系统的研制方案，认为HTY4型“中改方案”还不能充分发挥歼10飞机的作战性能，也不能体现高起点的主导思想，必须提高歼10弹射座椅的技术平台。

1989年3月12日，航空航天部、空军司令部联合再次召开了歼10飞机弹射座椅方案确定会。会上，主任设计师徐世坤着重介绍了调整后的“大改方案”。该方案综合了$4S、MKl4、ACES一Ⅱ、KMl等世界先进火箭弹射座椅的特点，吸收了相关先进技术，在HTY4型火箭弹射座椅的基础上进行了13项改进，并将高速性能提高到1200km/h，大幅提高了低空不利姿态救生性能方案。围绕该方案与会专家经过充分讨论后认为：

“中改方案”虽然把握性大，但性能低；采用多项新技术的“大改方案”性能虽好，但难度大、风险大。会议从上午一直持续到晚上12点。与会人员经过反复磋商，最终取得了一致意见：在HTY4型“中改方案”基础上扩增改进项目，大胆地将高速性能提高到1200km/h。

1989年4月，航空工业航宇与主机所正式签订了技术经济合同，并按照技术经济协调的要求，开始了歼10火箭弹射座椅——HTY5火箭弹射座椅的研制工作。

说起来容易做起来难，尤其是HTY5火箭弹射座椅要在HTY4型火箭弹射座椅的基础上加装穿盖器、程序控制、救生伞、肩带锁、中央拉环、新稳定伞射伞枪、稳定伞双连接带、座椅连接、挡臂器、燃气作动系统、椅背火箭，对椅盆结构和一级动力设计进行重大改進。再加上电子程控技术、微爆穿盖技术、出舱稳定技术、椅背火箭技术、高速气流防护技术等均为国内首次使用，给研制工作带来了严峻挑战。为此，公司专门成立了攻关组开展方案论证，在充分研究国外相关资料、调研国内现有研制能力的基础上，提出了首先以解决“提高高速防护性能”和“提高使用维护性”为攻克点，以围绕解决“扩大安全救生包线范围至0-1100km/h”和“提高低空复杂姿态下的安全救生性能”两大技术难关为主线，大胆采用新技术、新思路；以提高座椅整体性能来解决“提高救生的可靠性”问题，从而使我国的弹射救生装备水平产生一个质的飞跃的总体思路。研制工作中，为了寻找解决问题的突破口，大家实行封闭式研究，除了吃饭、睡觉，几乎把全部时间都用在了工作上，每天从早上七点多开始工作，一直到夜里一点多钟，眼睛熬红了，就上点眼药水继续干，实在困极了，就揉揉眼睛或者在桌上趴上几分钟，醒来又接着干，没有假期和休息日，只有工作、工作、再工作……谈起那段不寻常的经历，参研人员心里都充满了无尽的感慨，“累，太累了！没日没夜地干，虽然辛苦，可心里觉得很充实……”

抓重点抓关键破解难题

“HTY5型火箭弹射座椅是我国最早自行研制的第三代火箭弹射座椅，研制起点之高、跨度之大、技术之难、周期之长均为国内首例。面对前所未有的困难，全体参研人员团结协作、坚忍不拔、顽强拼搏，用智慧和汗水，扫除了前进道路上的一道道障碍，成功研制出我国安全救生包线最宽、采用新技术最多、性能最先进的弹射救生系统，达到了国外发达国家现役飞机的第三代弹射救生装备的性能水平。2004年，该系统荣获国防科技进步一等奖，2005年又荣获国家科技进步二等奖，这是国家对航空工业航宇在技术创新工作方面给予的最好肯定。”航空工业航宇总经理周方自豪地说。

第三代弹射座椅装有椅载自身感受速度和高度的程序控制器，它可以根据弹射离机瞬间的飞机速度和高度，自动控制弹射的工作程序，以提高弹射座椅低空不利姿态下的救生能力。而当时，电子式程控器在我国还没有其他型号的座椅使用，在既无预研基础和资料参考，又缺乏椅载电子产品研制经验的困境下，为解决系统的电磁兼容和可靠性问题，主管设计师杨登仿勇挑重担，带领课题组在北航计算机实验室进行了“封闭式”技术攻关，先后完成了软、硬件的优化设计，样机装配和性能摸底试验，并在不断改进中通过了电磁兼容试验、环境应力筛选试验，确保了首飞的按时进行。电子程控器的成功研制，填补了计算机技术应用在我国救生技术领域的空白，为弹射座椅进一步智能化奠定了坚实的基础。

HTY5型火箭弹射座椅在国内首次采用了椅背火箭作为二级动力，因此，必须研制出一种高性能的推进剂。经过调研，课题组了解到014中心研制的一种丁羟推进剂燃速较高，与椅背火箭的要求比较接近，于是将某单位确定为推进剂研制单位，并要求1988年底完成配方研究并确定配方。然而，某单位经过近一年时间不断对配方进行了研究和调整，但与要求的指标仍有一定差距。怎么办？如果推进剂燃速这一关键技术问题久攻不克，椅背火箭的研制将陷入进退两难的境地，找到一种妥善的解决办法，既能使椅背火箭的设计要求得以实现，又可确保研制进度不受影响，还可以使方方面面的努力仍然能体现出其应有的价值。基于这样的考虑，经过多次反复的计算，研究员黄港溪提出了一个新的装药设计方案，即丁羟推进剂内孔燃烧七角星孔形装药方案，最终有效解决了椅背火箭装药设计难题，保证了火箭工作期间推力变化平稳。

人椅系统弹射离机后，如何有效控制其运动姿态，以较好的稳定性保证飞行员承受的载荷和转动角速度在人体的耐受范围内，并为人椅分离和救生伞的打开提供有利的姿态，防止人、椅、伞的干扰，是弹射救生领域十分关注的问题。尤其是救生伞和两点连接的稳定减速系统都是全新技术，缺少国外相关资料，因此从摸底试验开始，就出现了各种类型的故障。1998年7月，航空工业航宇在进行1100km/h高速综合鉴定弹射试验时，由于稳定减速伞没有正常开伞，造成试验失败。为此，航空工业航宇立即成立了以徐宏、李保军和王璐等为成员的技术攻关组，对伞衣套结构、鼓风袋大小、封口结构、伞系统包装约束捆扎绳强度、防止伞在伞衣套内堆积等专题进行研究，经过反复多次的风洞吹风、地面单项模拟试验验证，最终确定了稳定减速伞改进的技术状态，改进后的稳定减速伞经过风洞、空投和地面单向试验，于1999年3月，与座椅配套进行了补充验证弹射试验和补充鉴定弹射试验，试验结果表明，稳定减速伞的改进措施有效可行。

创新，是科技进步的源泉；创新，是不断推进型号研制的强大动力。面对新机研制中层出不穷的新问题，航空工业航宇广大参研人员不断学习新知识，掌握新技术，解决新问题，实现了一次又一次的创新。同时，也正是经过了这一场场硬仗的洗礼，航空工业航宇的科技人员迅速成长起来，新一代航空人才队伍逐渐形成，尤其是在经过了第三代战机研制的磨砺后，成为了一支能够适应未来高科技发展需要，肩负祖国航空救生事业未来和前途的优秀队伍！

“长风破浪会有时，直挂云帆济沧海”。如今，距歼10飞机首飞已过去了整整20年，航空工业航宇的防护救生装备研制水平已跻身世界先进行列，作为公司的核心产品，弹射救生座椅系统不仅实现了型号配套全覆盖，满足了航空武器装备的需求，并且一直保持着救生包线内100%的救生成功率。最新一代的产品在智能化、集成化、模块化上再次实现了跨代突破，在不利姿态下的控制技术更是达到世界先进水平。未来，航空工业航宇将继续秉承“航空报国，强军富民”的宗旨和“保障安全，满足防务；服务民生，共同发展”的使命，向着“致力于在防护救生/空降空投装备领域建立国际领先优势”的战略目标不断前行！