“八二工程”终止后,上级部门要求在歼8Ⅱ02批飞机上配装阿斯派德空空导弹,当时分工由武器专业的潘凌阁副总师负责。
尽管事前已经有了充分的考虑,但是为歼8Ⅱ02批配装阿斯派德导弹的研制工作还是先后遇到了很多技术问题。以潘凌阁副总师为首的武器系统团队做了大量艰苦、细致的攻关工作,直到完成规定的靶试,为飞机设计定型做出了贡献。
李明在歼8Ⅱ02批的A弹攻关中,主要参与解决了两个难题。
1.误差圆晃动问题
经过各种设计分析与试验,A弹与歼8Ⅱ02批飞机的机械对接和气动对接都比较顺利,但是进入电气对接试飞时,出现了瞄准误差圆晃动问题,使飞行员无法有效执行瞄准攻击操作。在试飞现场分析了出现上述情况的各种可能原因,研究了多种处置方法,但效果不佳,问题一直得不到解决。
当时李明的主要精力放在“八三工程”上。但是,听了潘凌阁的汇报,特别是歼8Ⅱ02批的行政总指挥何文治副部长要求李明尽快抓一下这个问题,李明立即到试飞院,参与误差圆晃动问题的研究与攻关。到了试飞院,李明首先查看了发射A弹所用的火控工作模式,弄清了在座舱平显上建立瞄准误差圆的原理,发现平显火控计算机是根据输入的雷达天线跟踪目标的俯仰角和方位角,以及这两个角的变化率等数据进行瞄准点计算,进而建立误差圆并显示在平显上。
但是从当时试飞院拿到的测试记录数据来看,雷达天线的两个角速率信号品质极差,李明一追问才知道雷达天线的两个角速率信号是引自天线伺服回路的测速电机(这个测速电机的主要作用是为了改进伺服回路的动态性能),而测速电机是通过齿轮齿条传动的,由于存在间隙与摩擦导致非线性十分严重,所得到的两个角速率信号品质较差,采样得到的信号值跳动极大。误差圆晃动的根源并不是出在测速电机上,而是出在测速电机的这种传动方式上。
然而,歼8Ⅱ飞机上所用的208型雷达是由780厂研制的,该厂派驻试飞现场的负责人向总师系统表示,雷达已经先期设计定型,不好改了,如果进行改动,整个雷达系统还要进行全面的性能测试,那样需要的时间会比较长。这虽是一面之词,但要改硬件,周期肯定较长。
雷达天线的测速电机的驱动方式无法更改,只能再想别的办法。在这之前,李明得知613所在探讨与国外合作研制中距空空导弹的过程中,掌握了一个7点微分公式。他用随身带的计算器,在现场用这个公式计算了一下。结果表明,用这种算法引入的时间延迟不太大,在常用频率下,例如每秒一周的短周期,引起的相位移为6~7度,信号品质大大改善,应该是可以接受的。在故障分析讨论会上,李明提出了具体的排故方案,即取消由雷达测速电机提供火控计算机信号,改由计算机根据角位置信号经7点微分获得角速率信号。采用这种方案,通过试飞还可调节算法中的时间常数,以进一步改善信号的最终品质。
李明还对攻关中提出的其他问题一一做出了部署。其中,飞行员的操作培训安排在613所的飞行模拟器上进行,并提炼出操作方法要点;对于飞机短周期运动模态的影响问题,安排601所专人进行“大系统”稳定性研究,经过讨论,得到各方同意,在大家的努力下用上述方案终于突破了阿斯派德导弹电气对接这一关。
2.改进连续波照射器与进行空地系统的对比试飞
在解决了导弹与飞机的电气对接问题之后,试验工作队组织开展了射频对接测试,经过对结果的分析讨论,认为基本正常,于是,申请进行实弹靶试,导弹进入了靶试阶段。但是,按照批准的定型靶试大纲进行的第一发阿斯派德导弹靶试却没有成功。
试验工作队为此进行了大量分析与试验研究,又去空一基地作进一步排查,李明也去了基地现场。经过分析以及对比试验等,逐步将导弹失锁的原因集中到几种可能上,而最大的疑点则集中在连续波照射器的近载频噪声干扰上。
虽然当时觉得连续波照射器的疑点最大,但是这种连续波照射器曾经在生产阿斯派德导弹的意大利公司进行过检测,并认为基本符合要求,此外在“八二工程”中也在美国的西屋公司测试过,测试结果同样符合要求。但是上海航天局的钱飞鸿给了李明一份他们对调频信号的频谱分析结果,分析结果显示400赫[兹]电源频率及其多阶倍频已明显耦合进来了,不过这种现象带来影响的机理尚不清楚,不好下结论。
虽然不能确认就是连续波照射器的问题,但是李明还是找到607所的连续波照射器主管设计师陈先富,希望他能提出一些对连续波照射器的改进措施。陈先富说,可以给连续波照射器的电源变压器加个罩子实施屏蔽,也可以考虑加装电源滤波器,但由于是近载频噪声干扰,所以这样做的效果如何尚不可知。李明认为,从工程的角度研究问题,一下搞清楚并提出解决方案当然最好,但逐次逼近排除一些可能因素也是一种排故方法。因此,在行政指挥系统召开的会议上,李明建议607所先进行更改,创造对比试验研究的条件,并得到了607所领导的同意。会后,607所根据李明的建议,很快完成了改进,改进的连续波照射器在排故分析研究中起了重大作用。
潘凌阁副总师领导的靶试试验工作队也在研究采用新的试验方法,以找出导弹靶试失效的原因。一天,他找到李明讨论三机联试问题,这是“八二工程”中美国人提起过的一种方法。
讨论中李明提出,与其考虑三机联试,不如研究用上海航天局的地空型阿斯派德导弹系统,它也用连续波照射器,可以进行一次对比试验,以澄清与发现一些之前没有认识到的问题。李明的这个建议提醒了潘凌阁,他也觉得这是一个发现问题的有效方法,便迅速与上海航天局取得联系并向空军机关汇报。为了尽快完成对比试验,李明还找到了当时空军科研部的姜国强副部长,他当时受空军领导指派负责指导与配合这次导弹排故攻关工作。
听了李明的建议后,姜国强告诉李明,只要对排故有意义,他都会大力支持,并表示上海试验与动用的飞机都由他来调度和安排。随后进行的地空型导弹系统与空空型导弹系统针对同一目标的跟踪瞄准对比试验,证实了近载频调频噪声的确会对A弹产生不利影响。试验结束后,607所又对连续波照射器做了进一步改进,改进后的连续波照射器虽然仍不及地空系统的连续波照射器,但是对机载导弹靶试而言,已符合要求了。
在上海进行的对比试验中,潘凌阁等人还发现了另一个影响连续波照射器工作的问题,即机上的供电电源的影响。在歼8Ⅱ飞机上安装了两个6千伏安的交流发电机,分别由两台发动机带动,为雷达、连续波照射器等电子设备提供电能。在当时的飞机设计中有一个原则,即双发飞机的主要机载系统用电必须有100%的电源备份,根据这个原则,雷达、连续波照射器等电子系统的供电都由一边的发电机承担,另一边的发电机则用做备份。这种布置模式造成的结果就是,一旦机上的大功率电子系统都处于工作状态,就会导致机载电源特性呈现非线性,进而影响电子系统的正常工作。
从上海回到沈阳后,在沈飞公司再次进行的地面试验中,复现了机载电源系统的这种特性,当将雷达和连续波照射器的供电线路分开,分别由两台发电机供电时,试验结果非常理想,连续波照射器和雷达的工作状态一直都很稳定。根据这个试验结果,改进了歼8Ⅱ飞机电源系统和线路部分的方案,一边的电源只为一部分电子设备供电。随后的A弹靶试取得了圆满成功,歼8Ⅱ02批飞机也得以顺利定型。
歼8Ⅱ02批设计定型后,陈嵩禄副总师组织了申报国家科技进步奖的工作。经过评审,歼8Ⅱ02批被评为国家科技进步奖一等奖。601所只有4个名额,最初所里的排序是顾诵芬、李明、解思适、陈嵩禄。但在公示后,部机关的周洪鸣等向陈嵩禄副总提出:潘凌阁副总师在A弹靶试中做了很多工作,应加上,名额数量不能变,建议换下顾诵芬或解思适。于是,陈嵩禄找到李明问如何处理。李明认为,顾诵芬是歼8Ⅱ飞机的首任总设计师,又调往部科技委了,不能换下,而解思适已去世,换下也不合适,于是,主动提出让出。
歼8ⅡD受油机的几件事
1.关于受油机插头弱连接部位的加强
起源于20世纪40年代的空中加油技术,是一种能够有效增加飞机航程和续航时间的重要技术,并且为世界上许多国家的空军所采用。完整的空中加油系统,由加油机(软管式则包含加油吊舱)和受油机共同组成,前者一般由运输机或者轰炸机改装而成,而后者则是专门研制的受油机型或者是在现有平台上改进的受油机型。目前,进行空中加油主要有两种模式,一是插头/锥管式,也叫软管式,一种是伸缩杆式,也叫硬管式。中国从20世纪70年代末开始研究空中加油技术,采用的是软管式。
由601所负责研制的歼8ⅡD受油机,是以歼8Ⅱ02批为基础,通过加装一个可拆卸的固定式插头/锥管受油杆改进而成。在歼8ⅡD受油机的受油插头上有一个弱连接部位,其功能就是在故障/应急情况下可快速折断,以实现加油机与受油机的分离。
受油机完成原型机制造和系统地面联试后,在进行空中对接加油试飞的初期,数次发生受油插头折断的情况,影响了试飞的正常进行。负责歼8ⅡD受油机研制的常务副总师杨凤田和主管强度审核的施荣明找李明商量解决措施。
由于国内开展空中加油研究起步比较晚,并且预研基础薄弱,受油插头也没有自己的标准。歼8ⅡD受油机上安装的受油插头是参照英国空中加油公司设计的产品,而他们给出的规范中,只有受拉和受扭两种载荷状态。
为了弄清受油插头折断的真正原因,李明反复观看了试飞录像,发现受油插头还没有与加油吊舱放出的软管-锥套对接上时,在软管-锥套轻微摆动时插头就折断了。李明认识到受油插头上的弱连接虽能保证空中两机安全分离,但太弱了,反而影响了使用,于是他提出在不损伤加油杆和飞机结构的原则下,对弱连接部位略作加强。在工程实施中,就是将连接的铆钉直径由3毫米加大到3.5毫米,经试验后再次加大到4毫米。
除了对弱连接部位进行加强外,李明还建议跟飞的人员认真研究对接的飞行技术,掌握对接瞬间所需的速度差和消除速度差的操作要领,并以此来协调加油机吊舱软管的收放速度。在此后的大量试飞实践中,加强后的弱连接部位再未发生无意间折断的情况。
2.关于地面联试
空中加油系统的地面联试,是指空中加油机的输油系统和受油机的受油系统在地面进行空中加油全过程功能和性能的模拟试验。在这一试验中,通常应包括软管-锥套的放出、受油机加速对接、加油、加油中的响应以及结束加油过程、受油机减速脱离、软管-锥套的回收等过程,有的试验还要进行加油过程中应急处理模拟等。地面联试是空中加油系统研制过程中必不可少的环节。
在我国的空中加油系统研制过程中,当加油机、加油吊舱、受油机完成各自的研制任务后,进入试飞之前,空中加油办提出了是否进行三者地面联试问题,并要求在601所开会研究。
李明认为,加油机和受油机上天对接加油前必须完成这种试验。所以在601所开会并征询他的意见时,李明反问:“不做能行吗?怎么还用讨论做不做呢?”