1990年8月31日,中央军委刘华清副主席在省委、省军区和航空航天工业部等各级领导陪同下来所视察,因王所长出国,由刘俊波(注10)书记和我全程陪同。刘副主席先考察了高空台,又参观了高推预研成果展,由我全程向他做汇报和讲解。在接见全所中层以上干部和职工代表的大会上,刘副主席发表了热情洋溢的重要讲话,他说:“航空发动机预研非常重要,看了你们发动机预研成果展,感到很高兴,很满意,很有希望。党中央、国务院、中央军委非常关心航空工业发展问题,关心航空发动机的发展。中等推力涡扇发动机你们必须解决,5年解决不了,10年你们一定要解决。搞航空发动机,自力更生是根本,这是国策,是毛主席制定的。希望航空战线的同志们上下一股劲、一条心,以无私奉献的精神把航空发动机预研搞上去,把航空工业推向一个新阶段,攀登新高峰,取得很好的结果。”
刘副主席还说:“你们624所的同志,在这么艰苦的环境,为航空事业奉献了一辈子,很多人献了青春献终身,献了终身献子孙,你们对中国的飞机和航空事业做出了历史性的贡献,在中华人民共和国的史册上,在建立我们强大的国防科研试验力量,发展高科技的尖端武器,做出了历史性的贡献。应该给你们立一块碑,刻上你们的名字,你们这一代人是光荣的,子孙万代都会佩服你们这一辈人的奉献精神。你们获得了最高的价值,最有意义的价值,历史上最光荣的一页,包括你们的子孙。”
讲话结束时,刘副主席站起来向大家挥挥手,激动地说:“中推发动机一定要靠自力更生,靠你们624所把它搞出来!越快越好!”
此后,刘华清副主席一直关心中推发动机的研制工作,做了许多重要指示。给我们指明了前进的方向,让我们拥有了创新的动力。1995年4月,在624所成立30周年所庆的前夕,还给624所亲笔题词:加速中推研制,振兴航空工业。给624所全体职工以巨大的鼓舞。
1991年10月8日,空军林虎副司令员在葛文墉副参谋长和王昂副部长陪同下来所视察。他说:“中推我们太需要了,一般的飞机应该装两台发动机,这样要更安全一些,欧洲大部分都是中推发动机,只有美国和俄罗斯才搞大推力级的,一定要下决心把中推发动机搞出来。”后来,我与林虎副司令员就非常熟,成了好朋友,至今仍有往来。
领导的视察和重要讲活,给我们全所职工以巨大鼓舞,看到了所的前途和希望,同时也感受到巨大的历史责任,大家决心要用我们自己的双手,把中推发动机搞出来,去攀登中国航空发展历史上的新高峰!
全所沸腾了。所党委召开中推研制誓师动员大会,7月6日所党委代表全所职工向部党组发出《关于承担中推发动机高低压系统匹配技术预研的请战报告》。群众中蕴藏着的极大积极性被调动起来了,人人都有点儿热血沸腾的感觉。几位已经调走的科技人员又主动申请返回所内工作获领导批准,就连幼儿园的阿姨晚上也主动加班,并贴出“任务交给您,孩子交给我”的大幅标语;小车班司机随叫随到,保证行车安全;炊事班保证加班人员吃上可口的热菜热饭,人人都想为中推做一点儿力所能及的贡献。这种局面连我们几位所领导都没有想到会来得这么快速,这么猛烈!
一次冒风险的决策
七级高压压气机攻关,是三大高压性能部件的关键,也是中推核心机预研能否成功的关键。我国发动机行业研制的几个型号,都是因为高压压气机性能未达到设计指标而延误了研制进程。所以,高压压气机被认为是发动机研制中的第一大关键部件。
为了早日上台试验,林部长派刚从120厂调到部里准备当副总工程师的张洪飚同志(注11),在他尚未正式上任之前就先到624所连续“蹲点儿”70天,坐镇督战,现场指挥;又派全国知名的压气机专家、部科技委张池副主任来所指导设计工作约30天。洪飚同志不愧为工厂出来的老总,对生产组织非常内行。一天他从斯永华那里要去零级网络图,认真研究后约我去招待所面谈一次,提出我们的网络图中还有潜力可挖,进度还可以再快一点儿。第二天我们一起上观雾山,与工厂领导和工艺员共同讨论,采取几条并行工程的措施,将我们原来预留的一点点余地都“挤”了出来,最终结果是提前50天完成后三级的加工,并与前四级组装成一台七级高压压气机试验件。
七级高压压气机试验已成为部领导和全行业关注的焦点。初战必胜,只许成功,不许失败,否则就会动摇所有人的信心和决心,我们每个参试人员身上的担子和压力有多大就可想而知了。1990年9月23日晚上零点,我国第一台自行设计的七级高压压气机首次上台运转。所有的人都屏住呼吸,瞪大双眼“盯”着它,生怕出现一点点异常。结果还好,这个初生的“天之骄子”还比较争气,安全地运转到10500转/分,顺利地通过了“机械磨合”运转状态,停车检查一切正常,大家松了一口气儿,试验现场开始有人小声地有说有笑了,我到室外去放松一下情绪,呼吸一点儿新鲜空气。1小时后开始当晚的第二个状态点试验,大家似乎没有刚才那么紧张了。但推到80%设计转速(大约13500转/分)时,我们最担心的问题终于出现了,最高振动值瞬间达到13g,远超出安全规定值,只好将转速降下来,以保护试验件的安全。当晚试验就这样结束了,大家回去休息,只留下少数人进行检查和分析。经多次分析决定第三天继续进行试验,结果与第一天差不多,试验只好暂时停下来。
我们组织了一个攻关小组,由周拜豪同志负责,研究排除振动过大的措施,每次会议我都去参加。经过近2个月的种种努力,转子下台分解4次,仍未完全排除振动过大的故障。振动大是非常危险的,应力会成倍增长,搞不好转子会“飞”出去。
我记得是在北京亚运会开幕的时候,七级高压压气机就开始上台试验,亚运会结束时还没有达到最大转速状态。我们采用了多种方法,先是把原来的刚性支承改成采用挤压油膜轴承的弹性支承,后又改为用尼龙绳把两个盘固定的柔性连接方式。对台架设备也翻来覆去做了大量工作。但是很遗憾,多次试验都没有成功。
1990年11月23日晚上试验,洪飚老总和王所长亲自上台“督战”,第一遍开车下来还是不行,振动值还是偏大。我们就在现场开会研究怎么办?试验进行了两个月,各种办法都想到了,能上的措施都用了,但转速还是推不上去,试验遇到了“拦路虎”,大家都很焦急,讨论中提出多种不同的看法和建议,可以说百花齐放,众说纷纭。最后王所长说:“大响,你是总设计师,这件事你来下决心拿主意,你说怎么办就怎么办!”也就是说现场总指挥给我下达了指令,把这个难题交给我了。在讨论时我注意到有几位同志都提出这可能是“临界转速”问题,只要想办法冲过去就好了。我请搞振动测量的同志把所有振动数据分析一下,发现只要接近这个转速振动值就增大,偏离这个转速振动值就明显减小。说明转子的动平衡是合格的,唯一的办法就是快速通过“临界转速”,但这要冒非常大的风险,弄不好,整个转子可能会“飞”掉,设备也会被打坏。
那天晚上,我面临着我国第一台七级高压压气机“飞”出去的巨大风险。
这两个月的每次试验我几乎都参加了,我发现负责试验指挥的张富存同志非常小心谨慎。这位同志是一位中专生,但工作认真负责,搞试验很有经验,所里“破格”把他提拔为三室主管试验的副主任。因为1986年底在这个设备上,曾经发生过一次因振动值偏大而导致试验件“飞”出去并打坏了设备的大事故,所以他指挥这次试验十分“小心谨慎”是无可非议的。问题在于如果是“临界转速”的话,慢推油门就是很危险的。但要想快速冲过“临界转速”,风险又很大,一旦出事,必须有人来承担这个责任。
根据大家对数据的分析,我也判断振动大很可能是“临界转速”问题,这是发动机研制中经常碰到的头痛问题。“临界转速”试验最大的特点是转速不能停留在那个值上,一停留就可能出现重大事故。解决的办法,一个是把“临界转速”降到很低,在低转速时快速通过,危险性就会大大减小。再一个就是把“临界转速”提高到工作转速之上,在到达工作转速之前都不会出现二阶临界转速,压气机试验都会是很平稳的。但这些都需要在设计上做大量的结构修改工作,设计、加工和装配的周期会很长。
在这个基本判断的前提下,我提出采取一个冒险的办法,就是快推油门使转子快速通过“临界转速”,使振动值减下来,先将试验做下去,而且,判断这是不是“临界转速”也必须要做这个试验。而如何解决“临界转速”问题,只有在完成这个试验之后的结构设计修改中,再研究采取什么样的方案和措施。当时,我们大家都意识到快速通过“临界转速”一定要冒巨大的风险。如果不冒这个风险,七级压气机试验就很难有大的进展。
当时洪飚总师、王所长都在现场,他们两人表示同意我的判断,也同意冲一下看看。因为方案是我提出来的,我说:“如果出现了转子‘飞’掉的情况,我是第一责任人,但这是没有办法的办法。”他们两位领导当即表示:就按你提出的办法试验,如果出了问题,我们一起共同承担责任。
我对张富存同志说:“试验还是由你来指挥,但快接近振动值增大时要猛推操纵杆,快速通过。如果转子‘飞’了,由我承担责任。如果确实是‘临界转速’,我估计振动值就会马上掉下来。”
开始试车了,大家都很紧张,我当然最紧张了。随着转速的增加,我的心脏也在“嘣嘣”地加速跳动着。
当转速快到“临界转速”前而振动值尚未达到最大值时,我忍不住轻轻地喊了一声“快推”,操作员一下子就推了上去,这一推,振动值马上就掉到了3g。
振动值在5g以下试车是安全的,一下子掉到3g。哎哟!当时全场沸腾了,大家高兴得直鼓掌!我也很激动。说实在的,下指令快推油门的那一瞬间,我的“心”都快要跳到嗓子眼儿了,全身都在冒着冷汗。
1990年11月23日,是我前半生中为了航空发动机事业做出冒巨大风险决策的一天,一辈子都忘不了这一天的晚上。我相信洪飚老总、王所长和在场的所有同志,恐怕也是难以忘记的。
七级高压压气机终于推到100%设计转速值(16800转/分)。按照这种试验方法,到1991年底共进行了9次开车试验,累计运转13小时,共录取了5条压气机转速特性曲线。为了安全起见,那次没有安排录取喘振边界点的试验。
11月26日,林宗棠部长和部发动机总公司发来贺电,祝贺七级高压压气机试验成功,首战告捷!
此后,经过认真准备,从1991年2月7日开始七级高压压气机喘振边界测定试验,接着又陆续完成了设计安装角条件下的总性能试验、重复性试验、最佳安装角性能调整试验和低转速下的调整试验,累计开车37次,共运行435小时,其主要性能指标均达到当时美国F404和CFM56发动机高压压气机的先进水平。
1991年6月5日,陈浚总经理致函林宗棠部长,建议对中推七级高压压气机开展立功授奖活动。林部长批示:“这是一项重大突破,对发展我国涡扇发动机具有重要意义,应予特殊鼓励,部可发特别嘉奖令。”
1991年7月部发动机总公司在沈阳召开中推预研汇报会,林宗棠部长指出:“中推七级高压压气机的研究,完全是自力更生,依靠自己的力量,从理论计算到试验,取得了突破性的进展,说明中国人并不笨,只要认真地干,完全可以干出和国外差不多水平的事情。”
设计是龙头,人才是关键
在刘华清副主席的亲切关怀和国防科工委、航空航天工业部的直接领导下,三大高压性能部件和中推核心机都已完成了立项程序,并积极地开展研究工作。但是,如何才能保证又好又快地完成研制工作任务呢?我认为在发动机研制工作中,设计是龙头,是第一道关。设计搞好了才能得到好的三大高压部件,也才能完成先进的中推核心机研制任务。如果设计搞错了,后面的加工和试验也都错了,不但造成人力、物力和资金的巨大浪费,也会耽误整个研制周期。
设计工作要搞好,人才最关键,要有高水平的学科带头人和一批能打硬仗的人才队伍,并且要很好地有效地组织起来,沿着同一个目标,形成合力,才能奋勇向前。但624所原有的设计人员,不少人已经转去搞民品开发了,留下的也散落在各个试验研究室中,很难集中精力和组织协调,很难建立起技术责任制,也很难保证设计工作的高水平、高质量。因此,我向王所长提出尽快建立中推核心机设计室是当务之急,并建议取名为一室。实际上就是要恢复原来在甘溪的老一室。王所长当过老一室主任,他很理解和支持这一建议。当时我还向所长提出,组建这个室,人要我来点。有一些人已经是民品开发的骨干力量了,可能要把他们抽回来,不知所长能否同意?王所长说:“当然可以啊,我们必须尽快把一室组建起来。要什么人你就点吧,点完后我们再商量一起下决心,共同做好他们的思想工作。”