《北航校友通訊》(總第十八期)報道:
給戰鷹一顆強健的“中國心”
——記中國工程院院士、空軍某研究院總工程師甘曉華
薛洪濤
人物小傳 甘曉華,男,1957年1月生,江西進賢人。1974年上山下鄉,1978年考入南京航空航天大學航空發動機系,1989年畢業于beat365英国官网网站航空發動機系,獲博士學位。1989年起,先後任空軍第一研究所發動機室高級工程師、副主任、主任,研究所科技處處長、副所長;2004年至今,任空軍某研究院總工程師、科技委主任。他長期從事航空發動機研制工作,是我國航空發動機研制領域的領軍人物之一。榮獲國家科技進步二等獎4項和科技進步一、二等獎各4項,發明專利5項,榮立一等功1次、二等功5次、三等功2次,被評為“全國傑出專業技術人才”,獲政府特殊津貼和中國科協“求是”傑出青年實用工程獎,2011年當選為中國工程院院士,2012年被評為“全國優秀科技工作者”。現為beat365英国官网网站、南京航空航天大學和中國科學院兼職教授、博士生導師,廈門大學兼職教授,中國航空學會浮空器分委員會主任委員等,第十、十一、十二屆全國政協委員。
翻開世界航空史,能獨立研制飛機的國家有20多個,而能獨立研制航空發動機的國家寥寥無幾。中國是繼美、英、俄、法之後,第5個能自主研制航空發動機的國家。
随着大飛機研制、殲—20試飛成功,我國航空工業、特别是發動機研制水平又向前邁進一步。這是一代代“航空人”披荊斬棘、奮發圖強的結果。一生緻力于發動機技術研究的甘曉華,就是其中的傑出代表。
為報國強軍,他十載寒窗後走進綠色軍營
甘曉華出生在江西省進賢縣一個普通農民家庭,他在家中排名老五。當時的家庭條件非常艱苦,但他的父親還是堅持供他上學。從小學到中學,甘曉華的成績一直名列前茅,艱苦的環境造就了他吃苦耐勞的品質。
1974年,17歲的甘曉華聽從國家“上山下鄉”的安排到農村勞動。鄉間勞作的生活繁忙而辛苦,但甘曉華卻一刻也沒有放松學習。這在當時深受“文革”沖擊、普遍輕視知識學習的大環境下,顯得難能可貴。每當回想起這段經曆,甘曉華總是不無感慨地說:“國家任何時候都需要人才。隻有不斷學習,做好準備,才能真正做點事情。”
1978年,甘曉華參加高考并取得了不錯的成績。填報志願時,甘曉華恰巧在報紙上看到一則有關南航的信息,聯想到航空與軍工、部隊有關系,他毫不猶豫地報考了南航。看似無意,其實有心。正是對航空事業和富國強軍前景的向往,才使得甘曉華在機緣巧合下進入南航,開啟了他助飛藍天的人生夢想。
剛進入航空發動機專業學習時,甘曉華由于一時不能适應,感覺學得比較吃力。但他沒有退縮,而是加倍努力,用勤奮彌補不足。大學期間,他經常自習到深夜,遇到疑難問題及時記錄下來,并利用課餘時間主動找老師答疑。上世紀70年代末,物質生活比較艱苦,甘曉華除了必要的開銷外,把省下來的錢全部用來買書。讀書成為了甘曉華生活中不可缺少的一部分。他不僅愛看與發動機專業相關的書,對文學、曆史、哲學、管理學等方面的書籍也頗感興趣。愛好讀書、渴求知識的良好習慣,也是從那時起逐漸養成的,這讓他在後來從事科研工作時獲益良多。
通過在南航四年勤奮刻苦的學習,甘曉華打下了堅實的專業基礎。畢業後,他繼續求學深造,并順利考取了beat365英国官网网站的碩士研究生,所學專業依舊是航空發動機。
在北航期間,甘曉華一如既往保持了勤學刻苦的作風,孜孜以求,刻苦鑽研,學業水平不斷提升。他回憶,當年在校學習時,為了晚上能夠加班學習,曾經違反“校規”,熄燈後偷偷從一樓窗戶翻進實驗室繼續學習,被夜巡的保安以為“有賊”而“現場抓獲”。此外,他還非常重視為集體、他人服務和培養自身綜合素質,讀研期間他擔任了北航研究生院團委書記,個人能力得到了多方面的鍛煉。
由于專業成績優異、綜合能力出衆,畢業後學校決定将甘曉華留校任教。
任教期間一次偶然的機會,空軍第一研究所的兩位領導到北航聽課。甘曉華紮實的專業功底、敏捷的思維和準确的表達,給這兩位領導留下了深刻印象,當即決定要調甘曉華到研究所工作。與此同時,空軍第一研究所的相關型号科研工作也引起了甘曉華極大的興趣。巧合的是,此時學校也決定派甘曉華參加德語培訓,準備到國外學習交流。是繼續留在高校從事教學科研和出國深造,還是到部隊科研院所一線從事具體的型号研究,一時間成為了甘曉華必須做出的選擇。
通過多年來在航空發動機專業的系統學習,甘曉華了解到航空動力方面的科研成果固然很多,但真正能夠應用到實際中,轉化為現實生産力、戰鬥力的卻特别少。留在高校從事理論研究的機會大一些,去部隊院所從事具體工程項目的機會更大一些。甘曉華這樣回憶總結當年的選擇:“選擇事業方向其實也是正确認識自身的一個過程。我還是喜歡做一些具體的研究,幹一些應用性、實用性更強的工作。事實證明這樣的工作也的确更适合我。”就這樣,甘曉華結束了高校短暫的教學生涯,來到空軍第一研究所發動機室工作,正式走上了航空發動機工程研究之路。
工作一年多之後,甘曉華帶着科研一線的實踐和問題,再次回到北航攻讀博士學位。這期間,他着重研究航空發動機的噴霧燃燒問題,提出并驗證的噴嘴内“液膜不穩定性破碎”空氣霧化機理,糾正了美國“流體力學大百科全書”有關霧化機理的論述,受到國際同行專家的肯定。該成果被編入美國教材。
為打破國外制裁,他讓“癱瘓”戰鷹涅磐重生飛出世界水平
1998年11月,成都某機場,薄霧低垂。
一架架墨綠色戰鷹在機場盤旋之後,呼嘯起航重上雪域高原,标志着某引進型飛機發動機國内自主修複成功。這一刻,來之殊為不易。
這是我國上世紀80年代引進的某型先進戰機。因長期在高原惡劣環境使用,發動機未到設計壽期便被迫停飛,導緻高原斷航。當時受國外制裁,該機所有部件被禁運拒修。因無技術資料、修理備件,要自主修複世界先進戰機,國内軍工企業紛紛搖頭,沒有一家敢接。
此時的甘曉華已經擔任發動機研究室主任。眼看重金引進的關鍵戰機就要成為一堆廢鐵,一直跟蹤研究該型飛機的他心急如焚,決心攬下這塊“燙手山芋”。不少人勸他不要冒這個險,弄不好會身敗名裂,帶來巨大損失。
“這是一項打破國外制裁的‘争氣工程’,再苦再難軍人也要往前沖!”甘曉華沒有絲毫猶豫。他憑借解體維修過該發動機的經驗,說服主管部門,主動承接了這項艱巨任務。
就這樣,甘曉華帶領一個隻有30人的研究室,發揚軍人勇往直前的戰鬥精神,向世界技術難題發起了沖擊。他們按照甘曉華提出的“單機視情修複”方案,開始找資料、改設備、建試車台……
1997年5月,甘曉華坐飛機上高原親自測試故障參數。為摸準發動機故障機理,飛機在極限飛行狀态下幾次差點發生意外。可他并未在意,反倒為測得第一手寶貴資料而津津樂道。
經過一個個不眠之夜、一次次失敗成功,他們終于修出了第一台發動機,并自主研制出與之配套的試車台。“争氣工程”進入調試階段。正當大家企盼奇迹之時,卻迎來“當頭一棒”:發動機扭距高度不穩定,調試失敗。一天、兩天、一個月……問題仍未找到。直到第三個月,他們才查出功率測試設備問題。
為搶回耽擱的時間,甘曉華帶着李喜發工程師等同志,乘飛機、坐輪船、搭汽車,24小時内連跑4個省市,渴了喝口礦泉水,餓了吃點方便面,困了靠着打個盹兒,連夜考察設備、簽完合同後,又争分奪秒地趕回北京實驗室。
翌年“五一”,修複的第一台發動機再次試車。試車組完成冷開車、熱開車、低狀态運轉、高轉速運轉測試後,開足馬力進行最關鍵的全功率運轉測試。
當時,現場氣氛異常緊張,大家屏息凝氣盯着設備。“成功了!”甘曉華迫不急待宣布結果,試車台一片沸騰,艱難攻關一年的科研人員此時相擁而泣……
經鑒定,該型發動機經維修後使用性能達到技術标準,功率平均提高10%,自主修建的試車台系統精度接近國際先進水平。專家認為,這是打破國外制裁、揚我國威軍威的重大科研項目,技術上有重大創新。這一成果,使停飛的戰鷹重上高原,并為國家節省經費約7.8億元,獲國家科技進步二等獎。
甘曉華沒有停止前進的步伐。在對該型發動機關鍵技術升級研究中,他帶領項目組運用先進數控技術,使升級發動機達到國外新機性能,大幅提升作戰性能。權威部門表示,該研究成果不僅達到世界水平,而且将促使我國相關發動機研制目标提升半代、研制水平提高近10年。
為攻克戰機“心髒病”,他用忠誠無畏扛起如鼎使命
“航空發動機是設計出來的,也是試驗和使用出來的!”甘曉華和他的團隊在攻克發動機關鍵技術的背後,是舍棄和奉獻,更是收獲和創新。
1996年4月,江南某機場。部隊和現場保障專家提出,擔負戰備值班任務的首批引進三代戰機,發現發動機燃油噴嘴爆裂重大故障,必須全部停飛!
消息一出,猶如晴天霹靂,震驚了軍委、總部,并引起黨和國家領導人的高度重視。上級迅即組織全國70多名權威專家集體會診。讨論中,有的認為是個别質量問題,有的說可能是外方蓄意設難破壞,有的建議全部送往外國檢修。專家組反複研究,難作定論。
甘曉華經慎重分析後大膽提出:“這不是爆裂而是積碳,飛機可以繼續使用!”
一時,現場像沸騰的油鍋炸開了花,不少專家在為這位年輕人捏把汗。甘曉華從容走上講台,結合症狀特點和維修經驗,進行了嚴密的分析和推算。專家組最終同意按照甘曉華的方法再次考察和檢測。結果證實了甘曉華的推斷正确,從而避免了一起不必要的外交糾紛,停飛的戰鷹又恢複了昔日的戰備雄姿。
2005年,我國某型高教機采用的引進發動機,到壽後出現大量嚴重故障,外方拒絕大修,我軍航校面臨停課。
甘曉華深知,按照傳統“機群定壽法”,有批次性故障的發動機是不能延壽的。為打破這一“魔咒”,他改傳統的“工作小時”為“使用載荷”作為定壽技術依據,創造性提出“單機定壽”方法,挖掘了發動機壽命潛力;首次建立和推行“單機狀态監控技術”,使故障發動機能夠延壽安全使用,保證了航校正常的教學訓練。據監測,該型發動機平均延壽33%。由此,我國航空發動機定壽技術達到國際先進水平。
2007年,某型發動機因二級渦輪葉片斷裂,導緻6起飛行事故。地方工業部門進行了13次全壽命試車都未能再現故障,改進工作一籌莫展。甘曉華的團隊采用自創“使用載荷譜”整機試驗方法,僅一次試驗就再現故障并找到了原因,促使研制部門痛下決心更換葉片材料,讓停飛兩年的海空軍數百架飛機、近千台發動機重新恢複活力。
為破解世界性難題,他在堅守精神高地中勇攀科技高峰
特招入伍20年後,甘曉華走上了空軍某研究院總工程師崗位。雖是專業技術少将的他,仍然心無旁骛,攻關不辍,孜孜求索。名氣大了,職務高了,可甘曉華沒有絲毫變化——他依舊穿梭在辦公室與實驗室之間,依舊和同事一起加班加點……
為滿足某工程配套要求,那一年,甘曉華受領研發高超聲速風洞燃燒系統。業界公認,馬赫數大于10的大型高超聲速風洞燃燒系統是個世界性難題,要掌握其核心技術,必須解決高溫、高壓、高速條件下的加熱關鍵技術難題。
“要幹,就要瞄準世界一流!”甘曉華懷着這樣的使命和擔當,帶領科研團隊向新的科技制高點發起沖鋒。多少個不眠之夜,他們沉浸在實驗室忘記疲倦;多少個本該阖家團圓的日子,他們卻奔波在天南海北采集數據……
為确保工程萬無一失,甘曉華和同事們論證、研制、施工、測試“一條龍”全自己幹。在一次施工中,地方一位新領導誤把他們當成民工訓斥了一通。對此,甘曉華隻是會意一笑……
正是憑着這種堅忍不拔的精神,他們成功地找到某種蓄熱介質,研究掌握其蓄熱與放熱特性,實現了140個氣壓大流量氣流無污染加熱至1200攝氏度的新跨越。設計的燃燒室獲3項發明專利,其中研發的“防積碳控制方法”攻克了燃燒液體燃料全過程防積碳的技術壁壘,突破了國際上類似加熱系統隻能燃燒氣體燃料的限制。
“他永遠都是一團熱情的火焰,關心、溫暖着身邊的每個人”,夏愛國高工說,“甘總從不高高在上,總是給年輕人更多的包容、鼓勵和鍛煉。”當時,夏愛國還是剛來研究室的新同志,在參與甘總領銜的一項課題研究中,他沒按甘總提出的算法去做,而是另辟蹊徑按自己的想法做。盡管最後證明甘總的算法是正确的,但甘總并未因别人的否定而懊惱,而是鼓勵夏愛國等年輕同志大膽地去試,最大限度地保護科研人員創新的激情和銳氣。
不管取得多麼驕人的成績,甘曉華從不居功自傲。在采訪中,他反複強調:“一個人不可能什麼都會,具體工作都是大家幹的,功勞千萬不能算在我一人頭上。”
隻有堅守精神高地,方能攀登科技高峰。甘曉華在主持某項目燃油噴嘴關鍵技術研究中發明的雙模霧化噴嘴,批量設備多型發動機,平均降低油耗3.2%,解決了發動機噴嘴積碳的世界性難題,大幅提高了使用壽命。
28年來,甘曉華先後主持完成了20多項國家級重大課題。為表彰其對國家建設作出的特殊貢獻,2010年12月17日,時任國家和軍委領導人的胡錦濤主席簽署通令,給甘曉華記一等功。
為推動航空發動機戰略發展,他将人生航迹融入萬裡雲天
航空發動機是飛機的“心髒”,是衡量一個國家軍事水平、科技工業實力和綜合國力的标志,被譽為世界工業王冠上的明珠。
“與西方國家相比,我國航空發動機技術差距仍十分明顯,技術及産業基礎仍然薄弱,與我國大國地位和核心競争能力要求明顯不相适應。”為縮短與發達國家的差距,突破我國航空發動機技術瓶頸,身為全國政協委員的甘曉華,積極呼籲調動企業和社會各方力量,加速推動航空産業發展。
慶幸的是,2011年甘曉華的《關于将航空發動機列為國家重大科技專項發展的提案》,引起了黨和國家領導人的高度重視,為推動航空發動機發展戰略決策起到了重要的促進作用。
國之重器,使命在肩。甘曉華日常除了完成國家重大課題研究外,還參與航空發展戰略研究和型号發展論證,并擔任國務院大飛機重大專項等多項國家工程專家組成員。
随着科學技術的進步,世界航空強國都在加強開展軍機适航性工作研究。為從設計源頭促進飛機的安全性,2010年6月,空軍航空器适航技術研究中心正式在空軍某研究院挂牌成立,甘曉華任中心主任。
軍機适航是個巨大工程,工作千頭萬緒,涉及飛機總體、發動機、機載設備和模拟器等,涵蓋型号論證研制、技術管理以及設計定型、生産、使用、維護等各個環節。
為當好這個“大管家”,甘曉華又開始了新的“馬拉松”。他從建強機構入手,設立了飛機總體、軟件工程、結構強度、動力裝置、飛控系統、航電系統等11個專業組,并與多方合作,初步建立了适航技術标準體系。很快,該中心高效運轉。截止目前,适航共審查出某型飛機問題300多項、某型發動機問題100多項,有效提高了軍機的安全性。
“給戰鷹一顆強健的‘中國心’,是我們畢生的使命和追求!”眺望藍天,尋夢藍天,甘曉華依舊沖鋒在追趕世界一流、國際領先的征程上。