原標(biāo)題：航空軟件困窘，國產(chǎn)飛機(jī)設(shè)計(jì)戴上“緊箍咒”

“30多年前，我讀研究生時(shí)就在編寫飛機(jī)設(shè)計(jì)和分析軟件,，當(dāng)時(shí)我國的航空設(shè)計(jì)軟件跟國外同時(shí)起步,，但是現(xiàn)在市場已經(jīng)完全被國外掌控?！闭f起飛機(jī)設(shè)計(jì)軟件發(fā)展歷程,，南京航空航天大學(xué)教授,、NH40飛機(jī)總設(shè)計(jì)師姚衛(wèi)星覺得不可思議,。

自上世紀(jì)80年代后，世界航空業(yè)就邁入數(shù)字化設(shè)計(jì)的新階段,，現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到離開軟件就無法設(shè)計(jì)的高度依賴,。設(shè)計(jì)一架飛機(jī)至少需要十幾種專業(yè)軟件,，全是歐美國家產(chǎn)品。國內(nèi)設(shè)計(jì)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(gè)航空產(chǎn)業(yè)將陷入癱瘓,。

數(shù)字化“造”飛機(jī)更靠譜

飛機(jī)設(shè)計(jì)涉及到30多個(gè)學(xué)科專業(yè),，每個(gè)專業(yè)都有自己的設(shè)計(jì)軟件，它們是飛機(jī)設(shè)計(jì)及性能評估不可缺少的工具,。

姚衛(wèi)星告訴記者,，設(shè)計(jì)飛機(jī)全過程在CATIA為基礎(chǔ)的平臺上開展。首先要從氣動(dòng)外形開始,，主要用到的軟件有Fluent,、AAA等；然后是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),，主要用到的軟件有MSCNASTRAN、Abques,、Fatigue,、Analsis等；同時(shí)開展系統(tǒng)設(shè)計(jì),，包括操作系統(tǒng),、動(dòng)力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和人機(jī)環(huán)境等,，主要用到的軟件有ADMS,、Simulink等；最后,，還要把設(shè)計(jì)好的部件在計(jì)算機(jī)中“組裝”成飛機(jī),，并輸入各種參數(shù)模擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境進(jìn)行測試。

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

據(jù)媒體報(bào)道,，設(shè)計(jì)殲-10飛機(jī)時(shí)，主起落架主承力結(jié)構(gòu)的整個(gè)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(diǎn)點(diǎn)的誤差，影響了殲-10首飛推遲了八九個(gè)月,。沒有全數(shù)字化的軟件支撐,，任何一點(diǎn)細(xì)微的誤差，都可能成為制造業(yè)的夢魘,。

記者查詢公開報(bào)道得知,，飛豹有54000多個(gè)結(jié)構(gòu)件，43萬個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件,；最新列裝的運(yùn)-20有近千萬個(gè)零部件,。如此復(fù)雜的產(chǎn)品，沒有全數(shù)字化設(shè)計(jì),，幾乎是不可想象的,。

發(fā)令槍響了30年還在原地走

上世紀(jì)80年代，得益于計(jì)算機(jī)技術(shù)的興起,，我國的航空設(shè)計(jì)軟件與國外同時(shí)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(xué)科研人員開發(fā)的,，比如CATIA軟件,，功能很強(qiáng)大，現(xiàn)在全球的飛機(jī)公司基本都用這個(gè)軟件在設(shè)計(jì),，就是法國達(dá)索公司一個(gè)設(shè)計(jì)室研發(fā)的,；還有AAA軟件，是美國一個(gè)大學(xué)教授開發(fā)的?！币πl(wèi)星說,，我國的航空設(shè)計(jì)軟件起步階段與國外差不多，也是科研人員根據(jù)工作需要琢磨著編寫出來的,。

例如,，中航集團(tuán)623所上世紀(jì)80年代就開發(fā)出一款“航空結(jié)構(gòu)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(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)需要,，一步步升級改進(jìn)，目的是使軟件好用易用,、讓更多的人使用,；而國內(nèi)的軟件開發(fā)出來后，只要計(jì)算結(jié)果正確,，誰也不會(huì)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(gè)人,，除此以外,，別人既看不懂也不會(huì)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(jià)也是相當(dāng)大的,。“比如達(dá)索的CATIA,，國內(nèi)任何一個(gè)航空設(shè)計(jì)單位在這一個(gè)軟件上花的錢都要上千萬,。”姚衛(wèi)星說,，航空設(shè)計(jì)軟件少則幾十萬元，多則近千萬元,，每增加一個(gè)賬號還要另付一筆費(fèi)用,，過幾年升級版本還要付費(fèi)。如果要完整地設(shè)計(jì)一架飛機(jī),，需要十幾甚至幾十個(gè)軟件,，花費(fèi)可想而知。

航空設(shè)計(jì)軟件自給還需補(bǔ)足市場課

航空設(shè)計(jì)軟件起早趕晚集，是缺人還是缺錢,？都不是,。

我國信息產(chǎn)業(yè)已涌現(xiàn)出華為等知名企業(yè)，在某些應(yīng)用領(lǐng)域甚至領(lǐng)先于發(fā)達(dá)國家,。

“航空設(shè)計(jì)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(qiáng)大的理論支撐。比如用來設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)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,。”

姚衛(wèi)星說,，他根據(jù)自己的研究理論開發(fā)的結(jié)構(gòu)疲勞分析軟件,，也是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的“獨(dú)門秘籍”，國內(nèi)絕大多數(shù)飛機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)都請他去計(jì)算過結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度,，國外公司為了獲取“秘籍”邀請他當(dāng)顧問,、高薪聘用他的學(xué)生，但是都沒有開發(fā)出相似的軟件,。

在我國航空設(shè)計(jì)單位中,，類似的現(xiàn)象還有不少?？梢哉f,，我國并不缺少相應(yīng)的人才和理論基礎(chǔ)。近年來,，有關(guān)部門也組織科研單位集中力量開發(fā)相應(yīng)軟件,，但時(shí)至今日，市場上也看不到哪個(gè)國產(chǎn)軟件在流通使用,。

“國有科研單位以型號為管理目標(biāo),，導(dǎo)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,?！币πl(wèi)星說，航空設(shè)計(jì)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(chǔ)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(chǎn)業(yè)鏈。

“沒有哪個(gè)軟件是完美的,，國家應(yīng)多研究出臺政策,，鼓勵(lì)國產(chǎn)軟件的開發(fā)和使用,。”姚衛(wèi)星說,，高校院所也應(yīng)改進(jìn)考核機(jī)制,，讓科研人員愿意投入幾年甚至更長時(shí)間開發(fā)一款航空設(shè)計(jì)軟件且不受評價(jià)機(jī)制的影響成為可能。（記者張曄）

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