吳大觀
大定航空發動機製造廠對外的稱呼叫做「雲發機器製造公司」,對內則為「中國第一航空發動機製造廠」。
工廠籌建於1939年11月。國民政府航空委員會建廠的初衷,是為了改變一個令人相當難堪的被動局面:當時中國的航空發動機全部依賴進口,中國還造不出一臺自己的航空發動機。
工廠最初選址昆明附近的安寧,後來因為越南被日軍所佔,昆明又不斷遭到轟炸,遂於1941年元旦正式遷往貴州大定的羊場壩。
工廠的主要負責人和技術骨幹,都是留學歸國的專家,發動機的製造專利權、全部圖紙購自美國萊特航空發動機製造廠,相關生產設備也都花巨資購自美國。
1941年夏天,工廠從西南聯大和西遷貴州的浙江大學招募應屆畢業生20多名充當技術員。吳大觀屬於第二批招募的西南聯大應屆畢業生。
從1942年8月到1944年10月,吳大觀在羊場壩做了兩年多的技術員,完全熟悉了活塞式發動機的工藝流程:
「那裡有從美國運來的各種工具機,學習的條件很好。給我安排的工作在設計科,負責接收從美國來的資料———工藝規程、技術圖紙。有點像我們現在的技術資料室,我一個人主管。這個工作很好,在學校裡只接受了一些書本知識,在這裡可以接觸到大量的在實踐中有用的東西。雖然設計資料不很詳細,但工藝資料是全套的,可以學到很多東西。那時搞的都是活塞式發
動機,還沒有噴氣發動機呢!」
當時,大定航空發動機製造廠的設計規模是年產300臺賽克隆G105型1050馬力航空發動機。為實現這個目標,計劃分成三步走:
第一階段,購買美國生產好了的散件,在工廠裡先進行總裝,按美國提供的工藝規程自行裝配、測試;第二階段,購買美國生產的鍛件、毛坯,用進口的美國工具機,自己加工成合格的零件,再裝配成整機;第三階段,完全自己鑄造和加工零件進行總裝。
從1943年開始裝配,經過三年的試製,到1946年為止,大定航空發動機製造廠總共總裝出了32臺發動機,經過試車,被美國方面鑑定為合格。
這32臺航空發動機中,一半完全為第一階段產品,還有一半為不完全的第二階段產品———主要零件為散件,部分配件為工廠加工的來自美國的鑄件、鍛件。
這個中國歷史上的第一個航空發動機製造廠,事實上仍然是一個進口散件的組裝廠。
發動機產品的生產一般分為四類:自主創新,測繪仿製,技術轉讓,散件組裝。從散件組裝邁入技術轉讓階段時,首先要解決的是工藝關,其次還必須解決材料關。當時的歷史條件下,中國的工業基礎還不可能解決材料上的問題,即便如此,大定廠在工藝上的技術和經驗積累,仍然是史無前例的。
航空工業局1951年4月18日,航空工業局正式設立,辦公地址設在瀋陽。原籌備組的人員一分為二,吳大觀和徐舜壽等解放前參加革命的人去了瀋陽,原國民政府航空委員會的人員則繼續留在北京參加重工業部發起的「忠誠與老實」的學習運動,辦理脫離國民黨黨籍的手續。
從1951年7月開始,中國聘請的102名蘇聯專家陸續來到航空工業局。蘇聯專家認為解放前國民政府航空委員會留下來的爛攤子沒有什麼價值,主張重起爐灶,舊的技術人員一律不用。航空工業局不能不尊重蘇聯專家的意見,但又覺得把好不容易聚集起來的這些人遣散了實在可惜,就於9月在瀋陽召開了一個會議,決定在南京、北京、哈爾濱和漢口創辦四所航空工
業專科學校。
兩個月後,1951年的11月,王士倬和沈一龍被派去漢口的311廠,參加漢口航空工業學校的籌創工作。後來,鄭際睿、陳耀華等人去了南京。籌備組的其他成員也大多進了其他的學校。新中國的航空工業專科教育,由此奠定了堅實的基礎。
10月30日,中國和蘇聯籤署了《關於蘇維埃社會主義共和國聯盟給予中華人民共和國在組織修理飛機、發動機和組織飛機修理廠方面技術援助的協定》,蘇聯同意向中國派遣專家、顧問,援建6個修理廠及其所需的技術資料、設備、工具、材料和配套件。
這六大廠分別為瀋陽的112廠(飛機製造)、410廠(發動機製造),哈爾濱的120廠(發動機製造)、122廠(飛機製造),南昌的320廠(飛機製造),株洲的331廠(發動機製造)。瀋陽主攻戰鬥機及其發動機,哈爾濱主攻轟炸機及其發動機,南昌和株洲主攻教練機及其發動機。
最初的計劃,第一階段主要配合空軍,以修理為主,然後在規模發展到一定程度後,再轉向製造。事實上,這六大廠,將會在短短的幾年內,快速完成人民共和國航空工業由修理到仿製,再由仿製到研製的跨越式發展。
這種跨越式的發展,是通過直接引進技術和設備實現的,讓中國在很短的時間內就建立起了一個與當時國防需要相適應的航空工業體系。但由於這個體系並沒有相應厚實的基礎科研、技術積累和人才教育的全面支撐,也為將來進一步的發展埋下了眾多隱患。
第二設計室第二設計室在410廠成立後,虞光裕和吳大觀這兩個鎮江人再次戰鬥在了一起。此時,虞光裕已經身為410廠的技術科科長,剛剛參加完渦噴5發動機的仿製工程,對噴氣發動機的製造流程和工藝,已經了如指掌。這樣一個有著豐富生產經驗的人與吳大觀搭檔,即便在今天看來,也仍然是一種珠聯璧合的絕配。
不久前,瀋陽已有一座低速風洞,但最大風速只有每小時180公裡。如果自行設計超音速戰鬥機,必須要有空氣動力研究試驗的基本手段———超音速風洞。1957年3月5日,吳大觀和徐舜壽聯名向部、局領導提出書面報告,建議航空科學研究圍繞空氣動力這個重點,在「二五」期間建設一座口徑較大的低速風洞和較大的跨音速風洞,以適應新飛機研製的需要。
當時,中國還不能自行研製超音速風洞,圖紙還是從蘇聯引進的。1958年7月6日,空氣動力研究院在瀋陽飛機廠成立。因為建制沒有被上級正式批准,後來改名為112廠空氣動力研究室。研究院成立後,即開始建設超音速FL 1風洞。1960年2月20日,超音速風洞正式投入使用。這也是我國的第一座超音速風洞。
正因為如此,徐舜壽主持設計製造的中國第一種噴氣式飛機,時速超過了800公裡,其最後的風洞試驗,仍然是在蘇聯完成的。
風洞代表著一個國家在空氣動力學乃至航空航天方面的基礎水平,但風洞體系的建設不僅涉及技術的發展水平,還涉及經濟的發展水平。作為國家重器,風洞代表著一個國家的科研實力,一代風洞技術直接決定了一代飛行器研製水平的高度。
今天,中國已經研製和擁有了世界上第一座可復現飛行條件的高超聲速風洞———JF12,引領著國際先進風洞實驗技術的發展。
這種追趕和超越的背後,除了一代又一代奮鬥者的努力之外,還和一個國家綜合國力的提升,緊緊地聯繫在一起。
606所六院籌組期間,東風113終止前夕,中國與蘇聯之間又達成了一個重要的協議:
1961年3月30日,劉亞樓代表中方與蘇方籤訂了《關於給予中華人民共和國帶有К 13飛彈的米格21Ф型飛機的生產許可權、技術資料和關於生產帶有К 13飛彈的米格21Ф型飛機方面給予中華人民共和國技術援助的協定》。
這是在中蘇兩國已經產生重大分歧時,在曇花一現的蜜月窗口期出現的產物。
協議籤訂的同時,中國空軍還將直接購進12架米格21Ф 13型飛機。這款兩倍音速的戰鬥機裝備部隊後,被稱作「62式殲擊機」。這也是中國從蘇聯引進的最後一種米格殲擊機。
62式殲擊機後來被改稱「殲7」,其仿製生產的發動機則被稱作「渦噴7」。
由於米格21的引進,吳大觀等人的任務再次發生重大變化:「在二所成立初期,六院領導指示:為了貫徹做設計工作的準備,要執行『摸著石頭過河』的方針,即摸透米格21飛機、渦噴7發動機。並決定將0307基地的試驗建設的規模定為以試驗渦噴7發動機部件為主。全所的設計人員在此方針的指引下,設計技術得到一定的提高。但是,摸透工作進行不到一年,受到當時的『極左』思潮衝擊,又在並不具備設計所需條件的情況下,開始設計殲9飛機需要的大推力加力渦扇發動機———渦扇6發動機,代號『910』。」
從1964年10月開始,根據空軍的要求,601所就以米格21為原準機,提出了裝備兩臺渦噴7的漸改型方案———殲8,以及裝備910發動機的大改型方案———殲9。這兩個方案,後來得到了平行推進和實施。顯然,研製殲9的難度係數比殲8要高上許多。
為殲8配套的發動機定型後稱作「渦噴7甲」。
為殲9配套的「渦扇6」發動機,是中國第一次設計的大推力飛機發動機。這是一種雙軸內外涵混合加力式渦扇發動機,設計最大推力70.6千牛,加力推力121.5千牛,推重比為6。這在當時來說是一種性能十分先進的大推力發動機。
最後的渦扇---9早在1964年8月,跟吳大觀有兄弟之誼的徐舜壽就被調到西安,從事大型飛機的設計工作,但不幸於1968年1月6日去世。九年之後,1977年的年底,吳大觀也被調到了西安,在430廠當技術副廠長,投身於渦扇9發動機的研製。這款發動機後來被命名為「秦嶺」,成為「飛豹」——— 殲轟7的標配動力。
這也是吳大觀直接參與仿製的最後一款航空發動機。
渦扇9是中國根據引進的英國「斯貝」軍用航空發動機的專利仿製生產的。1975年12月13日,中英兩國籤訂合同,英國同意中國購買軍用斯貝發動機專利、發動機整機和發動機輔機。
對斯貝的仿製過程,幾乎跟當年引進美國和蘇聯航空發動機的流程完全相同。
意義最重大的地方在於:通過到英國對生產出來的發動機的試驗考核,中國工作組基本摸清了英國高空試車臺等試驗設備和試驗方法,對更好地促進我國航空發動機的科學試驗研究的發展,產生了巨大的影響。
可以說,沒有這次跟英國人的合作,中國在高空臺的建設上,還會走上一段更漫長的道路。而沒有一流的高空臺,要想研製出一流的大推力、高性能的航空發動機,則無異於痴人說夢。
吳大觀仿製過美國人的發動機,也仿製過蘇聯人的發動機,但在英國人的羅·羅公司,吳大觀說比他從蘇聯人那裡學到的東西還要多:
「我到430廠主要是跟英國專家搞裝配、試車,專門搞質量,製造我不管。發動機製造出來,要搞考核、驗收、持久試車。英國也先後派了六位專家來做考核工作,我們從英國專家那裡學到不少東西,一個新的發動機製造出來以後,怎樣進行長期試車? 有什麼要求? 經過什麼程序? 怎麼保證質量?資料比較多,學到不少西方的持久試車技術。」
「我們就是學,由於沒有新機研製經驗,很多不懂,學到不少東西。我們問了很多問題,他們也認真地教,可是關鍵的技術不告訴我們。但就是這樣子,也比蘇聯過去給我們的東西多得多。」
但再怎麼學,英國人還是嚴密封鎖自己的關鍵技術。吳大觀自己也心知肚明:
「不管怎麼樣,人家賣給我們的是製造權,而不是設計權。不能買蘋果,把蘋果樹都買回去了,這是羅· 羅公司的那位技術董事胡克先生講的。他說:『你們中國人真厲害啊! 買我們的蘋果,還想要連蘋果樹都買走。蘋果樹嘛,那是另一回事。』」
這讓吳大觀再一次深刻地明白:即便花了錢,高新關鍵技術也是難以買來的。
渦扇9發動機的製造成功,使中國在20世紀有了一臺推力適中的加力渦輪風扇發動機,填補了一項空缺。吳大觀為此在英國整整待了半年。
從英國回來,吳大觀除了意識到建設高空臺的重要性之外,還對預研和標準的重要性有了更深刻的理解。
後來,吳大觀在1989年2月專門寫了一篇文章……以渦扇9的技術消化為例,談到了研製與預研的辯證關係: 「由於對斯貝MK202發動機的性能、結構設計技術沒有消化吃透;對海軍提出的過高的性能要求,在發動機上不採取措施;對發動機研製缺乏經驗,對艦改設計工作的難點認識不足,把改進改型設計看得過於簡單,不做艱苦的研究試驗工作,光憑滿腔熱情。上馬以後,就是工廠全力以赴,由於預研工作這個大缺口,研製過程中必然要碰上『暗礁』,這也是必然規律。」
他進而對航空發動機的研製歷史進行了回顧,得出這樣的一個結論:「大量事實證明,30多年的航空發動機型號研製歷程所走的坎坷曲折的道路,主要是由於對發動機預先研究的重要性認識不足,致使型號研製工作遭到多次衝擊和幹擾。也可以說,30多年的發動機型號研製歷史,是一部忽視預先研究,在型號研製上吃了大苦頭的歷史……」
……吳大觀更深刻地總結說:「引進、仿製、發展是世界各國任何行業通用的方法,但是,這要有個前提,那就是要認清測繪仿製僅是過渡的手段,不能當作目的。唯有通過引進、消化、吸收進行仿製,然後結合自己的預先研究、技術儲備基礎、積累的研製經驗進行改進、改型,才有可能走上開發先進產品的道路。如果沒有自己的科研技術研究基礎,將會永遠跟在別人後面亦步亦趨地爬行,而不是什麼捷徑。」
痛定思痛,預研對航空發動機可持續研製的基礎性作用,被吳大觀上升到了一個戰略高度。
巧合的是,也許正是因為意識到了預研的重要性,從上個世紀90年代末開始,中國的航空事業開始進入了一個新的振興和崛起的歷史階段。
本文摘自《沖天》，作者：董鵬晨，江蘇人民出版社出版