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他,亮劍靶場!

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瀰漫,西北工業大學航天學院飛行控制研究所所長凡永華對身旁參加飛行試驗的學生們說:“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,凡永華教授擔綱研製的飛行器幾乎飛遍了我國的各個靶場。四年成功完成15次發射任務,凡永華帶領團隊把西北工業大學(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。研製的某型靶標分別亮相2016年珠海航展和2019年莫斯科航展,引起了國內外媒體的廣泛關注。

他,亮劍靶場!

瞄準國家需求,勇攀技術高峰

凡永華主要從事飛行器制導控制系統設計及模擬、飛行器建模及控制技術研究。控制系統歷來都是飛行器的核心,擔負著飛行器效能實現,決定著型號研製的成敗。隨著新型飛行器的效能不斷提升,高速、大機動等指標對控制系統提出了很高的要求。凡永華帶領團隊研製的高效能靶標就是典型代表。

靶標的研製不像以往科研模式那樣投入研發資金,靶標從立項之初就面臨資金不足的現實,凡永華帶領團隊與國內航空航天優勢單位,組成聯合研製團隊,各家“自帶乾糧”,透過“風險共擔、利益共享”的原則,自籌資金開展研製。各參研單位表示之所以願意採取這種模式,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來彌補。”凡永華說,飛行器的研製氣動建模是關鍵,同時也需要大量的經費進行風洞試驗,但是由於沒有足夠的研製經費,團隊發揮學校的人才優勢,透過高水平的氣動計算,提高氣動建模的精度,然後,再透過少量的吹風試驗對計算的資料進行校驗。對模型的偏差,只好由控制系統來兜底,此時,控制系統就成了整個型號的“守門員”。

如今,飛機外形設計越來越複雜,這為高效能靶標的研製提出了更多新要求。凡永華介紹:“外觀設計要逼真、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。”

要實現這些功能就要拿出一些真招和一些非常規的技術來。凡永華親自帶領控制團隊進行技術攻關,透過採用合理的飛行控制策略,巧妙地解決了很多關鍵問題,確保了飛行試驗的成功。

經過短短兩年的攻關,凡永華及其團隊研製的首款高效能靶標終於到了向靶場“交卷”的時刻,為此,試驗基地專門組織國內相關專家召開了出廠評審會,會上,一位專家聽完凡永華的彙報後,激動地說:“凡永華教授團隊在經費有限的情況下,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實力,另一方面也給傳統的型號研製,探索了一種新的科研模式。”2016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,首飛彈道之複雜、考核指標之嚴格、機動動作難度之大實屬國內首次,填補了國內在這一領域的空白。2018年該靶標亮相珠海航展,受到了國內外媒體的廣泛關注,央視軍事頻道、《兵工科技》等對此進行了專門報道。

以責任為重,不計個人得失

2018年寒冬,在我國西北某地,凡永華帶領的飛控團隊作為控制系統的負責人,承擔了某新型靶標的研製任務,此時萬事俱備,進入到最後的飛行試驗階段。然而在首飛試驗中,靶標起飛後不久,彈體在空中解體。此時,整個試驗隊瀰漫著失敗的氣氛。

凡永華從靶場回來後,把自己關在房間裡,一點一點地認真分析飛行試驗資料,很快發現了問題的原因。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,靶標在天上發生了什麼。”凡永華詳細地講解了飛行器在每個時刻的飛行狀態的變化,為大家分析了發生異常的原因。

他的講解得到了試驗基地、總體單位以及各分系統的一致認可,其中一位專家聽後激動地說:“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。”

他,亮劍靶場!

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發射現場與學生合影

在後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,提出應該由總體單位對“零秒”訊號進行重新設計。然而這至少需要半年時間,將會影響後續的定型試驗。就在此時,凡永華再次挺身而出,提出透過軟體判“零秒”的方案,在控制系統的軟體中加入判斷條件,這樣可以不用對狀態進行更改,大大節省了改進週期。但是這樣一來,軟體的更改可能會給控制系統帶來風險,凡永華透過反覆驗證方案可行,向試驗隊立下“軍令狀”。短短几天后,第二發靶標再次進入發射視窗,隨著指揮員的點火口令,靶標呼嘯著拔地而起直衝藍天,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。這充分體現了凡永華過硬的技術實力。

正是由於過硬的技術,凡永華也交出了4年成功飛行15發不同飛行器的答卷,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,看著牆上一面面獎狀,與他們的交流中,讓人感受到強烈的責任感和榮譽感。

團隊就這麼幾位老師,不僅承擔了這麼多大型任務,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:“在大學裡組織大型科研,尤其是飛行試驗任務,壓力非常大,與研究所不同,研究所是國家隊,出現問題可以歸零,重新再來。而學校只能一次成功,如果出現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,保證了每次任務的圓滿成功。”

凡永華常用“難”字來形容當時研製靶標時的狀態,但他說,自己是越難越興奮的那種人,正是這個“難”字激發起了他的鬥志。相對其他的研究機構,大學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,凡永華帶領團隊親自建設靶場,在戈壁灘中修簡易公路、自建發射場坪,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。“在發射場中,鋪設電纜的都是博士,操作裝置的都是教授,這就是我們團隊的寫照”,凡永華說。在靶標首飛成功後,凡永華激動地填詞一首《滿江紅·賀雲雀》,直抒胸臆:大漠蒼穹,雲如雪,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。看雲雀,甘陪戰鷹舞,為實戰。組團隊,聯合建,籌資金,克難關,雲雀留倩影,捷報再傳。校企攜手肩並肩,合作共贏譜新篇。盼雲雀,助推強軍夢,磨利劍。

科研育人,學以致用

凡永華團隊不但在科研上屢創佳績,在人才培養上也成果顯著。在凡永華擔任所長期間,把學生的培養放在第一位,在工程型號中大膽鍛鍊,讓研究生在學生階段承擔重要分系統和設計師角色。在研究生培養上,凡永華帶領團隊探索了一種“計算機設計-地面半實物模擬-靶場飛行試驗”全員參與、全過程培養的模式,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。在這種創新模式下,許多工都交給了學生,他們從實驗室走上靶場,從設計、飛行到飛行試驗資料分析,學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,為今後的發展打下了堅實基礎,極大地提高了研究生的培養水平和科研能力。

飛控所團隊老師儘可能為學生創造學習交流的機會,讓學生開闊眼界,給學生創造機會。“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”,是該團隊學生常有的機遇。每次都抓住難得的飛行機會,為學生們提供驗證平臺。靶標飛行試驗彈道按照基地要求完成空中飛行後可直接落地,下降段將不再考核。但是凡永華考慮到大學組織一次飛行試驗機會難得,可以開展一些新技術、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,實現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:“這是打了這麼多次靶,殘骸回收最完整的一次。”那次試驗的回收殘骸至今還收藏於航天六院11所的陳列室。近年來透過下降段的飛行試驗,凡永華帶領博士和碩士先後驗證了線上航跡規劃、線上DUBINS技術、定點回收等多項技術,讓學生從書本知識走到了工程應用。

許多學生在研究生階段就亮劍靶場,親身經歷自己所設計的控制系統圓滿完成飛行試驗任務,學生們在成功的那一刻一個個都激動得淚流滿面。“靶場上激動的淚水,這就是老師送到學生們最好的禮物”,凡永華說。學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生稱讚有加,認為這樣的學生不用經過崗前培訓,可以直接進入型號研製,甚至擔當重任。2018年12月某型靶標一天內圓滿完成兩發靶標驗收試驗,看到學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,

回首桃李已參天。

他,亮劍靶場!

酒泉衛星發射中心與學生合影