原標題：航空軟件困窘，國產飛機設計戴上“緊箍咒”

“30多年前,，我讀研究生時就在編寫飛機設計和分析軟件,，當時我國的航空設計軟件跟國外同時起步，但是現(xiàn)在市場已經完全被國外掌控,?！闭f起飛機設計軟件發(fā)展歷程，南京航空航天大學教授,、NH40飛機總設計師姚衛(wèi)星覺得不可思議,。

自上世紀80年代后，世界航空業(yè)就邁入數字化設計的新階段,，現(xiàn)在已經達到離開軟件就無法設計的高度依賴,。設計一架飛機至少需要十幾種專業(yè)軟件，全是歐美國家產品,。國內設計單位不僅要投入巨資購買軟件,，而且頭戴鋼圈,，一旦被念“緊箍咒”，整個航空產業(yè)將陷入癱瘓,。

數字化“造”飛機更靠譜

飛機設計涉及到30多個學科專業(yè),，每個專業(yè)都有自己的設計軟件，它們是飛機設計及性能評估不可缺少的工具,。

姚衛(wèi)星告訴記者，設計飛機全過程在CATIA為基礎的平臺上開展,。首先要從氣動外形開始,，主要用到的軟件有Fluent、AAA等,；然后是結構設計,，主要用到的軟件有MSCNASTRAN、Abques,、Fatigue,、Analsis等；同時開展系統(tǒng)設計,，包括操作系統(tǒng),、動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和人機環(huán)境等,，主要用到的軟件有ADMS,、Simulink等；最后,，還要把設計好的部件在計算機中“組裝”成飛機,，并輸入各種參數模擬現(xiàn)實環(huán)境進行測試。

飛機設計不僅流程繁瑣,，而且零部件數量龐大,，加工制造容不得絲毫誤差。在手工設計時期,，返工修改是飛機制造業(yè)最常見的通病,。以我國飛豹飛機為例，如用傳統(tǒng)手工設計,，按常規(guī)考量估計有近6000張工程更改單,。采用數字化設計的飛豹，工程更改單僅有1041張,，工程量減少80％左右,。

據媒體報道，設計殲-10飛機時,，主起落架主承力結構的整個金屬部件是委托國外制造,。但造完之后,，起落架的收放出現(xiàn)問題，有5毫米的誤差,，只好重新訂貨制造,。僅僅是這一點點的誤差，影響了殲-10首飛推遲了八九個月,。沒有全數字化的軟件支撐,，任何一點細微的誤差，都可能成為制造業(yè)的夢魘,。

記者查詢公開報道得知,，飛豹有54000多個結構件，43萬個標準件,；最新列裝的運-20有近千萬個零部件,。如此復雜的產品，沒有全數字化設計,，幾乎是不可想象的,。

發(fā)令槍響了30年還在原地走

上世紀80年代，得益于計算機技術的興起,，我國的航空設計軟件與國外同時起步,。

“現(xiàn)在這些名氣很大的軟件，起初都是航空公司或大學科研人員開發(fā)的,，比如CATIA軟件,，功能很強大，現(xiàn)在全球的飛機公司基本都用這個軟件在設計,，就是法國達索公司一個設計室研發(fā)的,；還有AAA軟件，是美國一個大學教授開發(fā)的,?！币πl(wèi)星說，我國的航空設計軟件起步階段與國外差不多,，也是科研人員根據工作需要琢磨著編寫出來的,。

例如，中航集團623所上世紀80年代就開發(fā)出一款“航空結構分析軟件（HIJF）”,，主要功能與大名鼎鼎的美國NASTRAN軟件相近,，但是現(xiàn)在鮮有人用,。

其差別就在于,，國外軟件開發(fā)出來后,，會根據設計需要，一步步升級改進,，目的是使軟件好用易用,、讓更多的人使用；而國內的軟件開發(fā)出來后,，只要計算結果正確，誰也不會花精力去美化界面,、增添功能，軟件的使用者也僅局限于本單位或本科室甚至是某幾個人,，除此以外，別人既看不懂也不會用,。

久而久之，大家也就更樂于使用成熟,、美觀且好用的國外軟件。

但是,，使用國外軟件的代價也是相當大的,。“比如達索的CATIA,，國內任何一個航空設計單位在這一個軟件上花的錢都要上千萬,?！币πl(wèi)星說,，航空設計軟件少則幾十萬元,，多則近千萬元，每增加一個賬號還要另付一筆費用,，過幾年升級版本還要付費,。如果要完整地設計一架飛機，需要十幾甚至幾十個軟件,，花費可想而知,。

航空設計軟件自給還需補足市場課

航空設計軟件起早趕晚集,，是缺人還是缺錢,？都不是。

我國信息產業(yè)已涌現(xiàn)出華為等知名企業(yè)，在某些應用領域甚至領先于發(fā)達國家,。

“航空設計軟件的程序代碼與普通軟件并沒有什么不同,，但是背后需要強大的理論支撐。比如用來設計結構強度的有限元軟件,，基本原理就來自我國馮康院士提出的‘有限元’理論?！?/p>

姚衛(wèi)星說，他根據自己的研究理論開發(fā)的結構疲勞分析軟件,，也是業(yè)內公認的“獨門秘籍”,，國內絕大多數飛機在設計時都請他去計算過結構疲勞強度，國外公司為了獲取“秘籍”邀請他當顧問,、高薪聘用他的學生,，但是都沒有開發(fā)出相似的軟件。

在我國航空設計單位中,，類似的現(xiàn)象還有不少,。可以說，我國并不缺少相應的人才和理論基礎,。近年來,，有關部門也組織科研單位集中力量開發(fā)相應軟件，但時至今日,，市場上也看不到哪個國產軟件在流通使用,。

“國有科研單位以型號為管理目標，導致軟件后續(xù)開發(fā)難以持續(xù),，而民營企業(yè)又沒有航空專業(yè)人才,。”姚衛(wèi)星說,，航空設計軟件想要與國外媲美,，必須有市場化思維。且這類軟件開發(fā)周期較長,、基礎理論要求高,，需要國有科研單位與民營軟件公司配合，理順上下游產業(yè)鏈,。

“沒有哪個軟件是完美的,，國家應多研究出臺政策，鼓勵國產軟件的開發(fā)和使用,?！币πl(wèi)星說，高校院所也應改進考核機制,，讓科研人員愿意投入幾年甚至更長時間開發(fā)一款航空設計軟件且不受評價機制的影響成為可能,。（記者張曄）

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