劉有婷
在靶場(chǎng),當(dāng)慶功的煙花爆竹燃起時(shí),濃郁的硫磺味開始在空氣中彌漫,凡永華對(duì)身旁參加飛行試驗(yàn)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(dān)綱研制的飛行器幾乎飛遍了我國的各個(gè)靶場(chǎng)。四年成功完成15次發(fā)射任務(wù),凡永華帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)把西北工業(yè)大學(xué)(簡(jiǎn)稱“西工大”)的紅旗插在了祖國的靶場(chǎng)上,他們的故事也流傳在了祖國的靶場(chǎng)上空。研制的某型靶標(biāo)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(jì)及仿真、飛行器建模及控制技術(shù)研究。控制系統(tǒng)歷來都是飛行器的核心,擔(dān)負(fù)著飛行器性能實(shí)現(xiàn),決定著型號(hào)研制的成敗。隨著新型飛行器的性能不斷提升,高速、大機(jī)動(dòng)等指標(biāo)對(duì)控制系統(tǒng)提出了很高的要求。凡永華帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研制的高性能靶標(biāo)就是典型代表。
靶標(biāo)的研制不像以往科研模式那樣投入研發(fā)資金,靶標(biāo)從立項(xiàng)之初就面臨資金不足的現(xiàn)實(shí),凡永華帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)與國內(nèi)航空航天優(yōu)勢(shì)單位,組成聯(lián)合研制團(tuán)隊(duì),各家“自帶干糧”,通過“風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)、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(duì)西工大這一控制團(tuán)隊(duì)實(shí)力充分信任。
“資金不足只有靠過硬的技術(shù)來彌補(bǔ)?!狈灿廊A說,飛行器的研制氣動(dòng)建模是關(guān)鍵,同時(shí)也需要大量的經(jīng)費(fèi)進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn),但是由于沒有足夠的研制經(jīng)費(fèi),團(tuán)隊(duì)發(fā)揮學(xué)校的人才優(yōu)勢(shì),通過高水平的氣動(dòng)計(jì)算,提高氣動(dòng)建模的精度,然后,再通過少量的吹風(fēng)試驗(yàn)對(duì)計(jì)算的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。對(duì)模型的偏差,只好由控制系統(tǒng)來兜底,此時(shí),控制系統(tǒng)就成了整個(gè)型號(hào)的“守門員”。
如今,飛機(jī)外形設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜,這為高性能靶標(biāo)的研制提出了更多新要求。凡永華介紹:“外觀設(shè)計(jì)要逼真、控制要好、要飛得像,從動(dòng)力到總體控制還有對(duì)抗,要接近實(shí)際,這是對(duì)新一代靶標(biāo)提出的新要求?!?/p>
要實(shí)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(tuán)隊(duì)進(jìn)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(yàn)的成功。
經(jīng)過短短兩年的攻關(guān),凡永華及其團(tuán)隊(duì)研制的首款高性能靶標(biāo)終于到了向靶場(chǎng)“交卷”的時(shí)刻,為此,試驗(yàn)基地專門組織國內(nèi)相關(guān)專家召開了出廠評(píng)審會(huì),會(huì)上,一位專家聽完凡永華的匯報(bào)后,激動(dòng)地說:“凡永華教授團(tuán)隊(duì)在經(jīng)費(fèi)有限的情況下,不進(jìn)行任何前期摸底飛行試驗(yàn),直接進(jìn)行競(jìng)標(biāo)飛行,一方面反映了該團(tuán)隊(duì)過硬的技術(shù)實(shí)力,另一方面也給傳統(tǒng)的型號(hào)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(biāo)首飛試驗(yàn)取得了圓滿成功,首飛彈道之復(fù)雜、考核指標(biāo)之嚴(yán)格、機(jī)動(dòng)動(dòng)作難度之大實(shí)屬國內(nèi)首次,填補(bǔ)了國內(nèi)在這一領(lǐng)域的空白。2018年該靶標(biāo)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(duì)此進(jìn)行了專門報(bào)道。
2018年寒冬,在我國西北某地,凡永華帶領(lǐng)的飛控團(tuán)隊(duì)作為控制系統(tǒng)的負(fù)責(zé)人,承擔(dān)了某新型靶標(biāo)的研制任務(wù),此時(shí)萬事俱備,進(jìn)入到最后的飛行試驗(yàn)階段。然而在首飛試驗(yàn)中,靶標(biāo)起飛后不久,彈體在空中解體。此時(shí),整個(gè)試驗(yàn)隊(duì)彌漫著失敗的氣氛。凡永華從靶場(chǎng)回來后,把自己關(guān)在房間里,一點(diǎn)一點(diǎn)地認(rèn)真分析飛行試驗(yàn)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(diǎn)寫出了詳細(xì)的分析報(bào)告。當(dāng)天下午在試驗(yàn)隊(duì)的分析會(huì)上,面對(duì)大家的困惑,他用響亮有力的聲音說:“我來告訴大家,靶標(biāo)在天上發(fā)生了什么?!狈灿廊A詳細(xì)地講解了飛行器在每個(gè)時(shí)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(yàn)基地、總體單位以及各分系統(tǒng)的一致認(rèn)可,其中一位專家聽后激動(dòng)地說:“我參加過許多的歸零分析會(huì),只有凡老師把天上的事情講清楚了。”
發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)與學(xué)生合影
在后面的改進(jìn)措施討論中,許多專家按照“誰出問題誰負(fù)責(zé)整改”的原則,提出應(yīng)該由總體單位對(duì)“零秒”信號(hào)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。然而這至少需要半年時(shí)間,將會(huì)影響后續(xù)的定型試驗(yàn)。
就在此時(shí),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(duì)狀態(tài)進(jìn)行更改,大大節(jié)省了改進(jìn)周期。但是這樣一來,軟件的更改可能會(huì)給控制系統(tǒng)帶來風(fēng)險(xiǎn),凡永華通過反復(fù)驗(yàn)證方案可行,向試驗(yàn)隊(duì)立下“軍令狀”。短短幾天后,第二發(fā)靶標(biāo)再次進(jìn)入發(fā)射窗口,隨著指揮員的點(diǎn)火口令,靶標(biāo)呼嘯著拔地而起直沖藍(lán)天,在天空劃出了完美的弧線,飛行試驗(yàn)圓滿成功!所有人都被凡永華的這份擔(dān)當(dāng)和不計(jì)個(gè)人榮辱的精神所打動(dòng)。這充分體現(xiàn)了凡永華過硬的技術(shù)實(shí)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(chǎng)上,同時(shí),把西工大的紅旗也插在祖國的靶場(chǎng)上。
走進(jìn)飛行控制研究所榮譽(yù)室,看著墻上一面面獎(jiǎng)狀,與他們的交流中,讓人感受到強(qiáng)烈的責(zé)任感和榮譽(yù)感。
團(tuán)隊(duì)就這么幾位老師,不僅承擔(dān)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(duì)這個(gè)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(yàn)任務(wù),壓力非常大,與研究所不同,研究所是國家隊(duì),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(huì)動(dòng)搖決策者和合作者的信心,一旦失敗基本上沒有重來的機(jī)會(huì)。因此,團(tuán)隊(duì)所有成員都必須有很強(qiáng)烈的責(zé)任感和榮譽(yù)感,每次任務(wù)不但要對(duì)自己負(fù)責(zé),對(duì)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé),更是對(duì)國家負(fù)責(zé);同時(shí)在靶場(chǎng)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(duì)自己是一個(gè)重大損失,更會(huì)對(duì)學(xué)校的榮譽(yù)造成很大的影響。正是有這樣的意識(shí),團(tuán)隊(duì)中的每一個(gè)人每天都會(huì)被強(qiáng)烈的責(zé)任感和崇高的榮譽(yù)感所激勵(lì),保證了每次任務(wù)的圓滿成功。”
凡永華常用“難”字來形容當(dāng)時(shí)研制靶標(biāo)時(shí)的狀態(tài),但他說,自己是越難越興奮的那種人,正是這個(gè)“難”字激發(fā)起了他的斗志。相對(duì)其他的研究機(jī)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(chǎng)都無法滿足飛行試驗(yàn)的要求,為此,凡永華帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)親自建設(shè)靶場(chǎng),在戈壁灘中修簡(jiǎn)易公路、自建發(fā)射場(chǎng)坪,在課堂上儒雅睿智的教授們,在靶場(chǎng)上個(gè)個(gè)手拿肩扛,不怕日曬,不畏嚴(yán)寒。“在發(fā)射場(chǎng)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(tuán)隊(duì)的寫照”,凡永華說。在靶標(biāo)首飛成功后,凡永華激動(dòng)地填詞一首《滿江紅·賀云雀》,直抒胸臆:大漠蒼穹,云如雪,朔風(fēng)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?,甘陪戰(zhàn)鷹舞,為實(shí)戰(zhàn)。組團(tuán)隊(duì),聯(lián)合建,籌資金,克難關(guān),云雀留倩影,捷報(bào)再傳。校企攜手肩并肩,合作共贏譜新篇。盼云雀,助推強(qiáng)軍夢(mèng),磨利劍。
凡永華團(tuán)隊(duì)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(dān)任所長期間,把學(xué)生的培養(yǎng)放在第一位,在工程型號(hào)中大膽鍛煉,讓研究生在學(xué)生階段承擔(dān)重要分系統(tǒng)和設(shè)計(jì)師角色。在研究生培養(yǎng)上,凡永華帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)探索了一種“計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)-地面半實(shí)物仿真-靶場(chǎng)飛行試驗(yàn)”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(gè)靶場(chǎng)、參與一次飛行試驗(yàn)。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(shí)驗(yàn)室走上靶場(chǎng),從設(shè)計(jì)、飛行到飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,學(xué)生對(duì)整個(gè)過程都有了直觀認(rèn)識(shí),全程感受了知識(shí)的重要和攻克工程問題的喜悅,為今后的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)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(tuán)隊(duì)老師盡可能為學(xué)生創(chuàng)造學(xué)習(xí)交流的機(jī)會(huì),讓學(xué)生開闊眼界,給學(xué)生創(chuàng)造機(jī)會(huì)。“上大會(huì)作報(bào)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(tuán)隊(duì)學(xué)生常有的機(jī)遇。每次都抓住難得的飛行機(jī)會(huì),為學(xué)生們提供驗(yàn)證平臺(tái)。靶標(biāo)飛行試驗(yàn)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(yàn)機(jī)會(huì)難得,可以開展一些新技術(shù)、新方法的飛行試驗(yàn)驗(yàn)證,2016年12月在靶標(biāo)首飛試驗(yàn)中,團(tuán)隊(duì)在下降段成功地驗(yàn)證了能量管理控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)了靶標(biāo)的無動(dòng)力著陸回收。參與靶標(biāo)殘骸回收的基地工作人員評(píng)價(jià)說:“這是打了這么多次靶,殘骸回收最完整的一次?!蹦谴卧囼?yàn)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(yàn),凡永華帶領(lǐng)博士和碩士先后驗(yàn)證了在線航跡規(guī)劃、在線DUBINS技術(shù)、定點(diǎn)回收等多項(xiàng)技術(shù),讓學(xué)生從書本知識(shí)走到了工程應(yīng)用。
許多學(xué)生在研究生階段就亮劍靶場(chǎng),親身經(jīng)歷自己所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)圓滿完成飛行試驗(yàn)任務(wù),學(xué)生們?cè)诔晒Φ哪且豢桃粋€(gè)個(gè)都激動(dòng)得淚流滿面?!鞍袌?chǎng)上激動(dòng)的淚水,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(tái)上不斷成長提升,逐步得到研究院所的認(rèn)可。許多國防科研院所都對(duì)凡永華的學(xué)生稱贊有加,認(rèn)為這樣的學(xué)生不用經(jīng)過崗前培訓(xùn),可以直接進(jìn)入型號(hào)研制,甚至擔(dān)當(dāng)重任。2018年12月某型靶標(biāo)一天內(nèi)圓滿完成兩發(fā)靶標(biāo)驗(yàn)收試驗(yàn),看到學(xué)生們興奮喜悅的場(chǎng)景,凡永華賦詩一首:
《靶場(chǎng)感懷》
酷暑勵(lì)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