靶场上的热血人生
——记西北工业大学航天学院飞行控制研究所所长凡永华

2020-10-14 05:21刘有婷
科学中国人 2020年17期
关键词:靶场靶标永华

刘有婷

在靶场,当庆功的烟花爆竹燃起时,浓郁的硫磺味开始在空气中弥漫,凡永华对身旁参加飞行试验的学生们说:“这就是成功的味道,你们好好感受一下!”从大漠戈壁到汪洋大海,从西北边陲到东部海滨,凡永华教授担纲研制的飞行器几乎飞遍了我国的各个靶场。四年成功完成15次发射任务,凡永华带领团队把西北工业大学(简称“西工大”)的红旗插在了祖国的靶场上,他们的故事也流传在了祖国的靶场上空。研制的某型靶标分别亮相2016年珠海航展和2019年莫斯科航展,引起了国内外媒体的广泛关注。

凡永华在珠海航展上

瞄准国家需求,勇攀技术高峰

凡永华主要从事飞行器制导控制系统设计及仿真、飞行器建模及控制技术研究。控制系统历来都是飞行器的核心,担负着飞行器性能实现,决定着型号研制的成败。随着新型飞行器的性能不断提升,高速、大机动等指标对控制系统提出了很高的要求。凡永华带领团队研制的高性能靶标就是典型代表。

靶标的研制不像以往科研模式那样投入研发资金,靶标从立项之初就面临资金不足的现实,凡永华带领团队与国内航空航天优势单位,组成联合研制团队,各家“自带干粮”,通过“风险共担、利益共享”的原则,自筹资金开展研制。各参研单位表示之所以愿意采取这种模式,就是对西工大这一控制团队实力充分信任。

“资金不足只有靠过硬的技术来弥补。”凡永华说,飞行器的研制气动建模是关键,同时也需要大量的经费进行风洞试验,但是由于没有足够的研制经费,团队发挥学校的人才优势,通过高水平的气动计算,提高气动建模的精度,然后,再通过少量的吹风试验对计算的数据进行校验。对模型的偏差,只好由控制系统来兜底,此时,控制系统就成了整个型号的“守门员”。

如今,飞机外形设计越来越复杂,这为高性能靶标的研制提出了更多新要求。凡永华介绍:“外观设计要逼真、控制要好、要飞得像,从动力到总体控制还有对抗,要接近实际,这是对新一代靶标提出的新要求。”

要实现这些功能就要拿出一些真招和一些非常规的技术来。凡永华亲自带领控制团队进行技术攻关,通过采用合理的飞行控制策略,巧妙地解决了很多关键问题,确保了飞行试验的成功。

经过短短两年的攻关,凡永华及其团队研制的首款高性能靶标终于到了向靶场“交卷”的时刻,为此,试验基地专门组织国内相关专家召开了出厂评审会,会上,一位专家听完凡永华的汇报后,激动地说:“凡永华教授团队在经费有限的情况下,不进行任何前期摸底飞行试验,直接进行竞标飞行,一方面反映了该团队过硬的技术实力,另一方面也给传统的型号研制,探索了一种新的科研模式。”2016年12月,随着凡永华在指控大厅中洪亮的口令,靶标首飞试验取得了圆满成功,首飞弹道之复杂、考核指标之严格、机动动作难度之大实属国内首次,填补了国内在这一领域的空白。2018年该靶标亮相珠海航展,受到了国内外媒体的广泛关注,央视军事频道、《兵工科技》等对此进行了专门报道。

以责任为重,不计个人得失

2018年寒冬,在我国西北某地,凡永华带领的飞控团队作为控制系统的负责人,承担了某新型靶标的研制任务,此时万事俱备,进入到最后的飞行试验阶段。然而在首飞试验中,靶标起飞后不久,弹体在空中解体。此时,整个试验队弥漫着失败的气氛。凡永华从靶场回来后,把自己关在房间里,一点一点地认真分析飞行试验数据,很快发现了问题的原因。凡永华连午饭都忘记了吃,加班加点写出了详细的分析报告。当天下午在试验队的分析会上,面对大家的困惑,他用响亮有力的声音说:“我来告诉大家,靶标在天上发生了什么。”凡永华详细地讲解了飞行器在每个时刻的飞行状态的变化,为大家分析了发生异常的原因。他的讲解得到了试验基地、总体单位以及各分系统的一致认可,其中一位专家听后激动地说:“我参加过许多的归零分析会,只有凡老师把天上的事情讲清楚了。”

发射现场与学生合影

在后面的改进措施讨论中,许多专家按照“谁出问题谁负责整改”的原则,提出应该由总体单位对“零秒”信号进行重新设计。然而这至少需要半年时间,将会影响后续的定型试验。

就在此时,凡永华再次挺身而出,提出通过软件判“零秒”的方案,在控制系统的软件中加入判断条件,这样可以不用对状态进行更改,大大节省了改进周期。但是这样一来,软件的更改可能会给控制系统带来风险,凡永华通过反复验证方案可行,向试验队立下“军令状”。短短几天后,第二发靶标再次进入发射窗口,随着指挥员的点火口令,靶标呼啸着拔地而起直冲蓝天,在天空划出了完美的弧线,飞行试验圆满成功!所有人都被凡永华的这份担当和不计个人荣辱的精神所打动。这充分体现了凡永华过硬的技术实力。

正是由于过硬的技术,凡永华也交出了4年成功飞行15发不同飞行器的答卷,把论文写在了祖国的靶场上,同时,把西工大的红旗也插在祖国的靶场上。

走进飞行控制研究所荣誉室,看着墙上一面面奖状,与他们的交流中,让人感受到强烈的责任感和荣誉感。

团队就这么几位老师,不仅承担了这么多大型任务,而且还能每次都一次性成功,是如何做到的?

针对这个问题,凡永华给出了答案:“在大学里组织大型科研,尤其是飞行试验任务,压力非常大,与研究所不同,研究所是国家队,出现问题可以归零,重新再来。而学校只能一次成功,如果出现问题则会动摇决策者和合作者的信心,一旦失败基本上没有重来的机会。因此,团队所有成员都必须有很强烈的责任感和荣誉感,每次任务不但要对自己负责,对团队负责,更是对国家负责;同时在靶场上合作单位众多,成败的展示度很高、影响很大,一旦失败,不仅对自己是一个重大损失,更会对学校的荣誉造成很大的影响。正是有这样的意识,团队中的每一个人每天都会被强烈的责任感和崇高的荣誉感所激励,保证了每次任务的圆满成功。”

凡永华常用“难”字来形容当时研制靶标时的状态,但他说,自己是越难越兴奋的那种人,正是这个“难”字激发起了他的斗志。相对其他的研究机构,大学不但在资金的筹措上比较困难,而且在人员和条件保障上也存在着很大困难。以前的靶场都无法满足飞行试验的要求,为此,凡永华带领团队亲自建设靶场,在戈壁滩中修简易公路、自建发射场坪,在课堂上儒雅睿智的教授们,在靶场上个个手拿肩扛,不怕日晒,不畏严寒。“在发射场中,铺设电缆的都是博士,操作设备的都是教授,这就是我们团队的写照”,凡永华说。在靶标首飞成功后,凡永华激动地填词一首《满江红·贺云雀》,直抒胸臆:大漠苍穹,云如雪,朔风劲烈。星光冷,晓月寒,弯弓已满。四载拼搏苦亦乐,两朝成功泪亦甜。看云雀,甘陪战鹰舞,为实战。组团队,联合建,筹资金,克难关,云雀留倩影,捷报再传。校企携手肩并肩,合作共赢谱新篇。盼云雀,助推强军梦,磨利剑。

科研育人,学以致用

凡永华团队不但在科研上屡创佳绩,在人才培养上也成果显著。在凡永华担任所长期间,把学生的培养放在第一位,在工程型号中大胆锻炼,让研究生在学生阶段承担重要分系统和设计师角色。在研究生培养上,凡永华带领团队探索了一种“计算机设计-地面半实物仿真-靶场飞行试验”全员参与、全过程培养的模式,要求研究生在校期间每人至少到过一个靶场、参与一次飞行试验。在这种创新模式下,许多任务都交给了学生,他们从实验室走上靶场,从设计、飞行到飞行试验数据分析,学生对整个过程都有了直观认识,全程感受了知识的重要和攻克工程问题的喜悦,为今后的发展打下了坚实基础,极大地提高了研究生的培养水平和科研能力。

飞控所团队老师尽可能为学生创造学习交流的机会,让学生开阔眼界,给学生创造机会。“上大会作报告、与总师一起讨论问题、与将军院士一起交流技术”,是该团队学生常有的机遇。每次都抓住难得的飞行机会,为学生们提供验证平台。靶标飞行试验弹道按照基地要求完成空中飞行后可直接落地,下降段将不再考核。但是凡永华考虑到大学组织一次飞行试验机会难得,可以开展一些新技术、新方法的飞行试验验证,2016年12月在靶标首飞试验中,团队在下降段成功地验证了能量管理控制技术,实现了靶标的无动力着陆回收。参与靶标残骸回收的基地工作人员评价说:“这是打了这么多次靶,残骸回收最完整的一次。”那次试验的回收残骸至今还收藏于航天六院11所的陈列室。近年来通过下降段的飞行试验,凡永华带领博士和硕士先后验证了在线航迹规划、在线DUBINS技术、定点回收等多项技术,让学生从书本知识走到了工程应用。

许多学生在研究生阶段就亮剑靶场,亲身经历自己所设计的控制系统圆满完成飞行试验任务,学生们在成功的那一刻一个个都激动得泪流满面。“靶场上激动的泪水,这就是老师送到学生们最好的礼物”,凡永华说。学生正是在这样大的平台上不断成长提升,逐步得到研究院所的认可。许多国防科研院所都对凡永华的学生称赞有加,认为这样的学生不用经过岗前培训,可以直接进入型号研制,甚至担当重任。2018年12月某型靶标一天内圆满完成两发靶标验收试验,看到学生们兴奋喜悦的场景,凡永华赋诗一首:

《靶场感怀》

酷暑励剑阿拉善,

隆冬弯弓渤海湾。

青春白首终无悔,

长箭凌空舞九天。

半世功名半世空,

一腔热血一腔情。

莫道前路多坎坷,

酒泉卫星发射中心与学生合影

猜你喜欢
靶场靶标永华
纳米载体可缓解农药对靶标作物的负作用
How To Get Along With Your Friends Better
Club Recruitment
网络靶场的建设现状、基本特点与发展思路
靶标评改,让习作评改有序更有效
贵阳建首个“大数据安全综合靶场”
新杀菌剂靶标和先导化合物的探索
基于单幅立方体图的摄像机内参数标定
夏威夷靶场