刘总在每周一次的“总师办公会”上,布置和落实中推三大部件的设计工作。他深知七级高压压气机是整个计划能否立项和实施的关键,决定在四级成功的基础上首先要尽快搞好后三级的设计工作,并亲自到附属工厂落实加工制造任务,帮助解决困难;他深入三室落实试验设备改造,并亲自参加压气机试验,冒着极大的危险帮助解决转子振动大的技术难题。同时还布置落实能与七级压气机相匹配的带气动雾化喷嘴的短环形燃烧室设计、加工和试验工作,他邀请北航金如山教授为总师顾问,多次来所讨论并帮助解决主燃烧室头部壁温偏高的问题,最终突破了技术难关。
“机会”总是给予那些有准备的人。1988年4月航空航天工业部成立,林宗棠出任部长,陈浚出任发动机总公司经理,他们的思想观念和领导作风较前有明显改变,承认发动机的落后现状,支持发动机自主发展,肯定预先研究在发动机自主发展中的重要地位与作用。
1988年8月部发动机总公司在北京召开“多级高压轴流压气机技术攻关”会议,刘总率詹寿楠、周拜豪等专家参会,方案顺利获得通过。
1989年,对624所是最重要的一年,好事连连,应接不暇。
1月,刘总应邀出席中央军委刘华清副主席召开的会议,在会上简要汇报了高推预研的进展情况和开展中等推力涡扇发动机三大高压部件、核心机和验证机研制的设想,得到刘华清副主席的肯定和支持,他当即指示:“中等推力发动机的研制工作应该开始论证了。”
4月初,部发动机总公司和空军科研部联合发文,按南北两片分别成立两个“专家论证小组”立即开展论证工作,中推从此正式纳入部发动机总公司的计划进行管理。
4月下旬,我随王所长和刘总奉命进京,参加由林宗棠部长亲自主持的“发动机预研工作汇报会”,刘总在会上做了汇报,并代表624所提出“在10年高推预研基础上开展三大高压部件、核心机和验证机研制”的设想和建议,得到林部长的肯定和支持,在会议总结时林部长强调指出:在搞三大高压性能部件的同时,就要开展中推核心机的预研,否则,等三大高压部件研制成功后再决策就晚了。林部长的讲话高屋建瓴,像一股春风吹到松花岭,使624所久旱逢甘雨,全所职工的革命热情和干劲一下子被激发了出来,一些已调走的科技骨干又纷纷要求回所工作。
6月12日,部发动机总公司下达《关于进行高性能推进系统三大核心性能试验部件研制的通知》,明确624所为该项目的技术负责单位和研制任务的具体承担单位。
7月20日,部发动机总公司任命所内担任三大高压性能试验部件研制项目指挥系统的负责人:王靖寰为常务副总指挥兼现场总指挥,刘大响为副总指挥兼总设计师。
7月28日—8月1日,部发动机总公司在624所召开“三大高压性能部件研制工作会议”,评审研制规划及技术方案。与会领导和专家听了刘总关于研制工作思路和有关专业组设计方案的汇报。专家们一致反映:“汇报得很好,真没想到方案做得这么细。”陈浚总经理最后表态:中推发动机三大高压性能部件,研制周期三年,投资3000万元。研制经费超过了我们向部机关申请的指标要求。
“山重水复疑无路,柳暗花明又一村。”“三大高压部件研制”的立项,使高推预研发生了根本转折,624所的科研工作由此走出困境,成为了新的起点。而这个结果是与刘总殚精竭虑的谋划和努力分不开的。
博采众长,完成总体方案设计
“三大高压部件研制”立项给624所以很大的鼓舞。刘总呕心沥血,反复协调,做过细的思想工作,精心组建设计队伍,不少已转入民品开发的技术骨干被抽调回来,为中推核心机总体方案设计创造了必要条件。机会来之不易,技术人员工作热情很高,自动加班加点。刘总除了听取汇报,还经常深入基层现场办公。有一天晚上,他约我一起去总体结构组看看。看见大图板铺上了中推发动机的顶层方案图,四周也挂起了各种参考发动机的总图,几位同志都在工作,大家汇聚过来与刘总交谈,讨论总体结构方案,从支承、界面划分,到气路、油路、轴向力、外部管路、附件布置等直到深夜。
为了提高设计质量,减少缺陷,刘总采取了精益求精、博采众长和“开放式”的态度。特别邀请了北航陈光教授、606所周镐和蒋福庆两位副老总和一些技术专家认真审查,严格把关。
从1989年7月立项,年底提前完成了七级高压压气机、短环形主燃烧室工程图设计,并开始加工制造。期间,林部长派张洪飚副总师到624所“坐镇”指挥70天,帮助落实加工,协调有关事宜;又派部科技委副主任张池前来指导七级高压压气机研制。至1991年,七级高压压气机和短环形主燃烧室试验性能全部达到设计指标,研制目标提前实现。给624所带来了难得的喜悦和鼓舞。
“三大高压部件”研制在刘总心目中只是“一小步”,更重要的在于“中推核心机研制”。
对核心机研制,刘总做了许多前瞻性的工作。在“三大高压部件”进入加工后,刘总就布置中推核心机立项论证并提前启动了中推验证机两个不同推力量级的方案设计,在此基础上采取将核心机从验证机中“脱出来”的方式开展核心机的设计工作,这样既加快了设计进度,又有利于与验证机的科学衔接。
1990年8月,时任中央军委副主席刘华清来624所视察指导工作,强调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!
在中推核心机方案设计阶段,刘总采取并行工程模式,将“设计、加工、试验”紧密地三结合,并突出了四大特点:一是紧扣未来验证机目标,确定合理的设计程序和原则;二是大胆吸收国内外的成功经验,采用一些必要的新材料、新工艺和新结构,以保证核心机的先进性;三是把消除临界转速的振动值过大作为重要目标,采用3种并行设计方案;四是大胆采用单元体结构设计,与现代国际先进技术接轨。
1991年9月,在部发动机总公司周晓青总师主持下,北航陈光教授担任专家组组长,对中推核心机的技术设计进行评审,认为设计合理、方案可行,可以转入工程设计阶段,又好又快地提前完成了中推核心机的设计工作。
科学求实,核心机地面试验一举成功
“核心机性能考核试验”,分为地面台和模拟风扇出口状态的高空台试验两个阶段。
在主承制单位430厂的积极努力下,凝聚了全行业智慧和心血的我国第一台中推核心机,沿着被称为“难于上青天”的蜀道,于1992年11月21日运抵624所试验现场。
刘总从整体、系统、全局出发,在核心机加工阶段,就开始了试车工艺文件、台架改造、测试系统的准备,从而确保了核心机一到所后就可上台安装。
新发动机试验的风险是很高的。国内外在新发动机试验中发生爆炸、燃烧、破坏的事例屡见不鲜。凭着刘总丰富的试车经验,对核心机的状况、对试车台和试车操作人员技能的了解,现场指挥部决定由他担任中推核心机试验现场总指挥,全权处理试验中的紧急情况和技术问题。
经过认真筹划,第一台核心机到所后只用了6天时间就上台准备就绪,于12月3日首次点火,一次成功。12月4日中推核心机连闯起动、点火、冷悬挂、一阶临界转速等难关,6次点火,次次成功,12月5日顺利达到规定转速,提前21天完成第一阶段试验任务,取得了“三个一次成功”。
12月9日又进行4次开车,达到11150转/分,距地面最高转速尚差约2500转/分。这时是继续试验还是下台分解,现场出现了两种截然不同的意见,必须做出一种选择。大家都把目光聚焦到刘总身上。
刘总从容不迫,仔细听取各种不同意见,检查了所有的参数记录,一切正常。于是他说:“按试验大纲规定,下台分解的意见是对的,但具体情况要具体分析,现在一切参数正常,涡轮后温度比设计值低100℃,振动值不到2g,滑油回油滤检查也很正常,如果下台分解,重新装配,不但会耽误很长时间,而且这次分解装配在所内是第一次进行,能否一次就达到430厂的装配质量还不好说,可能需要一段较长的时间。从试验监测参数来看,我判断继续试验不会有大的问题。因此,我的意见这次暂不下台分解,可以继续进行高转速试验。”
刘总在征得部发动机总公司周晓青总师和现场总指挥焦天佑所长的同意后,他冒着巨大的风险和责任,毅然做出了不下台分解、继续试验的决定。
12月12日,陈浚总经理代表林部长来所检查工作,观看核心机地面台高转速试验。结果安全顺利地推到了地面台上的最高转速13614转/分(换算转速为101.3%)。短短的14天时间,比原定计划提前3个月完成了地面台试验任务,为第二台核心机决策投入加工制造赢得了宝贵的3个月时间,极大地鼓舞了全体参试人员的士气。
12月29日,空军林虎副司令员受中央军委刘华清副主席委托,在林宗棠部长等多位领导陪同下来所视察检查工作。又在现场召开了中推核心机研制工作汇报会。林虎副司令员、林宗棠部长在会上做了激动人心的重要讲话,给全体参试人员以巨大鼓舞!
果断决策,顺利完成核心机高空台试验
第二台核心机高空台试验,进口压力和温度要模拟风扇出口状态,在100%设计转速下,其离心负荷和高温负荷都处于最高值,试验存在着很大风险,担任试验总指挥的刘总承受着更大的压力。因为第二台核心机某些关键零组件的加工质量仍不十分理想,且只有一台,试验只能成功,不许失败。
高空台各项试验准备工作有条不紊,试验中所发生的一些故障都得到了及时排除,但也出现一次十分严重的情况,使刘总又面临一次两难的抉择。
按试验大纲,在进口气流温度100℃的试验后,中推核心机应下台分解检查。但因为试验参数正常,进展十分顺利,根据地面台试车的经验,在试验分析会上,不少同志主张不下台分解,乘胜继续试验,以便早日将换算转速推到100%(物理转速为16800转/分)。但负责振动监控的同志报告,核心机振动监测基频正常,但2倍频瞬间冲高后又迅速回落,这一点蛛丝马迹引起了刘总的高度重视。
考虑到中推核心机高空台试验是第一次,下一步还要进行进口气流温度模拟163℃的试验,转速要推到16800转/分,其气动和热力负荷均达到最高值,必须确保试验万无一失;2倍频冲高不是好的征兆,可能会存在某种隐患,下台分解是必要的,虽然要耽误一些时间,但会使试验更加稳妥可靠。刘总并没有被地面台试验的胜利冲昏头脑,在征得周晓青和焦天佑等领导的同意后,他坚定不移地果断决定中推核心机下台分解。
1994年1月3日,中推核心机下台分解,在转子重新平衡时,发现不平衡量高达318克力·厘米,远远超过5克力·厘米的规定值,实际上避免了一次重大灾难性事故的发生。事后很多同志都说,如果当时不下台分解而继续做试验,其后果是不堪设想的。
1994年1月15日,经过重新平衡和装配后,中推核心机开始进入笫二阶段试验。通过加温炉和空气混合器依次将进气温度加到110℃,130℃,最后于16日凌晨7时24分提高到163℃、进口压力0.29兆帕,试验获得成功,转速和涡轮前燃气温度均达到设计值,核心机运转正常。在试验现场的陈浚等领导和专家都很高兴,在焦天佑所长陪同下来到试车操作间,向刘总和大家表示热烈祝贺。
后来许多同志都高度评价刘总在地面台和高空台上两次试验截然不同的决策,都夸他料事如神,具有大将风度。但刘总却仍然像往常一样,遇事沉着冷静,勤于思考,胆大心细,认真负责。他总是与群众打成一片,虚心听取群众意见,让大家讲话,关心下属,与他在一起,我们都感到很亲切,敢于讲真话,讲心里话,刘总以诚信平等待人的魅力,获得全所广大干部群众对他的信任、爱慕和拥护。
赞刘大响院士
姜胜久
黎明工学院党委书记