劉有婷
在靶場,當慶功的煙花爆竹燃起時,濃郁的硫磺味開始在空氣中彌漫,凡永華對身旁參加飛行試驗的學(xué)生們說:“這就是成功的味道,你們好好感受一下!”從大漠戈壁到汪洋大海,從西北邊陲到東部海濱,凡永華教授擔綱研制的飛行器幾乎飛遍了我國的各個靶場。四年成功完成15次發(fā)射任務(wù),凡永華帶領(lǐng)團隊把西北工業(yè)大學(xué)(簡稱“西工大”)的紅旗插在了祖國的靶場上,他們的故事也流傳在了祖國的靶場上空。研制的某型靶標分別亮相2016年珠海航展和2019年莫斯科航展,引起了國內(nèi)外媒體的廣泛關(guān)注。
凡永華在珠海航展上
凡永華主要從事飛行器制導(dǎo)控制系統(tǒng)設(shè)計及仿真、飛行器建模及控制技術(shù)研究??刂葡到y(tǒng)歷來都是飛行器的核心,擔負著飛行器性能實現(xiàn),決定著型號研制的成敗。隨著新型飛行器的性能不斷提升,高速、大機動等指標對控制系統(tǒng)提出了很高的要求。凡永華帶領(lǐng)團隊研制的高性能靶標就是典型代表。
靶標的研制不像以往科研模式那樣投入研發(fā)資金,靶標從立項之初就面臨資金不足的現(xiàn)實,凡永華帶領(lǐng)團隊與國內(nèi)航空航天優(yōu)勢單位,組成聯(lián)合研制團隊,各家“自帶干糧”,通過“風險共擔、利益共享”的原則,自籌資金開展研制。各參研單位表示之所以愿意采取這種模式,就是對西工大這一控制團隊實力充分信任。
“資金不足只有靠過硬的技術(shù)來彌補。”凡永華說,飛行器的研制氣動建模是關(guān)鍵,同時也需要大量的經(jīng)費進行風洞試驗,但是由于沒有足夠的研制經(jīng)費,團隊發(fā)揮學(xué)校的人才優(yōu)勢,通過高水平的氣動計算,提高氣動建模的精度,然后,再通過少量的吹風試驗對計算的數(shù)據(jù)進行校驗。對模型的偏差,只好由控制系統(tǒng)來兜底,此時,控制系統(tǒng)就成了整個型號的“守門員”。
如今,飛機外形設(shè)計越來越復(fù)雜,這為高性能靶標的研制提出了更多新要求。凡永華介紹:“外觀設(shè)計要逼真、控制要好、要飛得像,從動力到總體控制還有對抗,要接近實際,這是對新一代靶標提出的新要求?!?/p>
要實現(xiàn)這些功能就要拿出一些真招和一些非常規(guī)的技術(shù)來。凡永華親自帶領(lǐng)控制團隊進行技術(shù)攻關(guān),通過采用合理的飛行控制策略,巧妙地解決了很多關(guān)鍵問題,確保了飛行試驗的成功。
經(jīng)過短短兩年的攻關(guān),凡永華及其團隊研制的首款高性能靶標終于到了向靶場“交卷”的時刻,為此,試驗基地專門組織國內(nèi)相關(guān)專家召開了出廠評審會,會上,一位專家聽完凡永華的匯報后,激動地說:“凡永華教授團隊在經(jīng)費有限的情況下,不進行任何前期摸底飛行試驗,直接進行競標飛行,一方面反映了該團隊過硬的技術(shù)實力,另一方面也給傳統(tǒng)的型號研制,探索了一種新的科研模式?!?016年12月,隨著凡永華在指控大廳中洪亮的口令,靶標首飛試驗取得了圓滿成功,首飛彈道之復(fù)雜、考核指標之嚴格、機動動作難度之大實屬國內(nèi)首次,填補了國內(nèi)在這一領(lǐng)域的空白。2018年該靶標亮相珠海航展,受到了國內(nèi)外媒體的廣泛關(guān)注,央視軍事頻道、《兵工科技》等對此進行了專門報道。
2018年寒冬,在我國西北某地,凡永華帶領(lǐng)的飛控團隊作為控制系統(tǒng)的負責人,承擔了某新型靶標的研制任務(wù),此時萬事俱備,進入到最后的飛行試驗階段。然而在首飛試驗中,靶標起飛后不久,彈體在空中解體。此時,整個試驗隊彌漫著失敗的氣氛。凡永華從靶場回來后,把自己關(guān)在房間里,一點一點地認真分析飛行試驗數(shù)據(jù),很快發(fā)現(xiàn)了問題的原因。凡永華連午飯都忘記了吃,加班加點寫出了詳細的分析報告。當天下午在試驗隊的分析會上,面對大家的困惑,他用響亮有力的聲音說:“我來告訴大家,靶標在天上發(fā)生了什么?!狈灿廊A詳細地講解了飛行器在每個時刻的飛行狀態(tài)的變化,為大家分析了發(fā)生異常的原因。他的講解得到了試驗基地、總體單位以及各分系統(tǒng)的一致認可,其中一位專家聽后激動地說:“我參加過許多的歸零分析會,只有凡老師把天上的事情講清楚了?!?/p>
發(fā)射現(xiàn)場與學(xué)生合影
在后面的改進措施討論中,許多專家按照“誰出問題誰負責整改”的原則,提出應(yīng)該由總體單位對“零秒”信號進行重新設(shè)計。然而這至少需要半年時間,將會影響后續(xù)的定型試驗。
就在此時,凡永華再次挺身而出,提出通過軟件判“零秒”的方案,在控制系統(tǒng)的軟件中加入判斷條件,這樣可以不用對狀態(tài)進行更改,大大節(jié)省了改進周期。但是這樣一來,軟件的更改可能會給控制系統(tǒng)帶來風險,凡永華通過反復(fù)驗證方案可行,向試驗隊立下“軍令狀”。短短幾天后,第二發(fā)靶標再次進入發(fā)射窗口,隨著指揮員的點火口令,靶標呼嘯著拔地而起直沖藍天,在天空劃出了完美的弧線,飛行試驗圓滿成功!所有人都被凡永華的這份擔當和不計個人榮辱的精神所打動。這充分體現(xiàn)了凡永華過硬的技術(shù)實力。
正是由于過硬的技術(shù),凡永華也交出了4年成功飛行15發(fā)不同飛行器的答卷,把論文寫在了祖國的靶場上,同時,把西工大的紅旗也插在祖國的靶場上。
走進飛行控制研究所榮譽室,看著墻上一面面獎狀,與他們的交流中,讓人感受到強烈的責任感和榮譽感。
團隊就這么幾位老師,不僅承擔了這么多大型任務(wù),而且還能每次都一次性成功,是如何做到的?
針對這個問題,凡永華給出了答案:“在大學(xué)里組織大型科研,尤其是飛行試驗任務(wù),壓力非常大,與研究所不同,研究所是國家隊,出現(xiàn)問題可以歸零,重新再來。而學(xué)校只能一次成功,如果出現(xiàn)問題則會動搖決策者和合作者的信心,一旦失敗基本上沒有重來的機會。因此,團隊所有成員都必須有很強烈的責任感和榮譽感,每次任務(wù)不但要對自己負責,對團隊負責,更是對國家負責;同時在靶場上合作單位眾多,成敗的展示度很高、影響很大,一旦失敗,不僅對自己是一個重大損失,更會對學(xué)校的榮譽造成很大的影響。正是有這樣的意識,團隊中的每一個人每天都會被強烈的責任感和崇高的榮譽感所激勵,保證了每次任務(wù)的圓滿成功。”
凡永華常用“難”字來形容當時研制靶標時的狀態(tài),但他說,自己是越難越興奮的那種人,正是這個“難”字激發(fā)起了他的斗志。相對其他的研究機構(gòu),大學(xué)不但在資金的籌措上比較困難,而且在人員和條件保障上也存在著很大困難。以前的靶場都無法滿足飛行試驗的要求,為此,凡永華帶領(lǐng)團隊親自建設(shè)靶場,在戈壁灘中修簡易公路、自建發(fā)射場坪,在課堂上儒雅睿智的教授們,在靶場上個個手拿肩扛,不怕日曬,不畏嚴寒?!霸诎l(fā)射場中,鋪設(shè)電纜的都是博士,操作設(shè)備的都是教授,這就是我們團隊的寫照”,凡永華說。在靶標首飛成功后,凡永華激動地填詞一首《滿江紅·賀云雀》,直抒胸臆:大漠蒼穹,云如雪,朔風勁烈。星光冷,曉月寒,彎弓已滿。四載拼搏苦亦樂,兩朝成功淚亦甜??丛迫福逝銘?zhàn)鷹舞,為實戰(zhàn)。組團隊,聯(lián)合建,籌資金,克難關(guān),云雀留倩影,捷報再傳。校企攜手肩并肩,合作共贏譜新篇。盼云雀,助推強軍夢,磨利劍。
凡永華團隊不但在科研上屢創(chuàng)佳績,在人才培養(yǎng)上也成果顯著。在凡永華擔任所長期間,把學(xué)生的培養(yǎng)放在第一位,在工程型號中大膽鍛煉,讓研究生在學(xué)生階段承擔重要分系統(tǒng)和設(shè)計師角色。在研究生培養(yǎng)上,凡永華帶領(lǐng)團隊探索了一種“計算機設(shè)計-地面半實物仿真-靶場飛行試驗”全員參與、全過程培養(yǎng)的模式,要求研究生在校期間每人至少到過一個靶場、參與一次飛行試驗。在這種創(chuàng)新模式下,許多任務(wù)都交給了學(xué)生,他們從實驗室走上靶場,從設(shè)計、飛行到飛行試驗數(shù)據(jù)分析,學(xué)生對整個過程都有了直觀認識,全程感受了知識的重要和攻克工程問題的喜悅,為今后的發(fā)展打下了堅實基礎(chǔ),極大地提高了研究生的培養(yǎng)水平和科研能力。
飛控所團隊老師盡可能為學(xué)生創(chuàng)造學(xué)習(xí)交流的機會,讓學(xué)生開闊眼界,給學(xué)生創(chuàng)造機會。“上大會作報告、與總師一起討論問題、與將軍院士一起交流技術(shù)”,是該團隊學(xué)生常有的機遇。每次都抓住難得的飛行機會,為學(xué)生們提供驗證平臺。靶標飛行試驗彈道按照基地要求完成空中飛行后可直接落地,下降段將不再考核。但是凡永華考慮到大學(xué)組織一次飛行試驗機會難得,可以開展一些新技術(shù)、新方法的飛行試驗驗證,2016年12月在靶標首飛試驗中,團隊在下降段成功地驗證了能量管理控制技術(shù),實現(xiàn)了靶標的無動力著陸回收。參與靶標殘骸回收的基地工作人員評價說:“這是打了這么多次靶,殘骸回收最完整的一次。”那次試驗的回收殘骸至今還收藏于航天六院11所的陳列室。近年來通過下降段的飛行試驗,凡永華帶領(lǐng)博士和碩士先后驗證了在線航跡規(guī)劃、在線DUBINS技術(shù)、定點回收等多項技術(shù),讓學(xué)生從書本知識走到了工程應(yīng)用。
許多學(xué)生在研究生階段就亮劍靶場,親身經(jīng)歷自己所設(shè)計的控制系統(tǒng)圓滿完成飛行試驗任務(wù),學(xué)生們在成功的那一刻一個個都激動得淚流滿面?!鞍袌錾霞拥臏I水,這就是老師送到學(xué)生們最好的禮物”,凡永華說。學(xué)生正是在這樣大的平臺上不斷成長提升,逐步得到研究院所的認可。許多國防科研院所都對凡永華的學(xué)生稱贊有加,認為這樣的學(xué)生不用經(jīng)過崗前培訓(xùn),可以直接進入型號研制,甚至擔當重任。2018年12月某型靶標一天內(nèi)圓滿完成兩發(fā)靶標驗收試驗,看到學(xué)生們興奮喜悅的場景,凡永華賦詩一首:
《靶場感懷》
酷暑勵劍阿拉善,
隆冬彎弓渤海灣。
青春白首終無悔,
長箭凌空舞九天。
半世功名半世空,
一腔熱血一腔情。
莫道前路多坎坷,
酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心與學(xué)生合影