40年前，它是國家科技十大成就No.1

1978年7月，在航空科學技術工作會議上通過的《1978—1985年航空科技發(fā)展規(guī)劃綱要》中明確提出：“要瞄準新一代戰(zhàn)斗機，組織開展以8個關鍵研究項目為中心的預先研究工作和10個專業(yè)共199個重大研究課題研究。”

而位列8個關鍵研究項目之一的“計算機輔助設計與制造”，是今天“挖寶”的主角。

1983年，航空工業(yè)在“六五”計劃中將計算機輔助設計/制造及管理（CAD/CAMM）列入了預研重點課題，航空工業(yè)計算所、一飛院、強度所、中航西飛和西北工業(yè)大學的上百位專家在時任強度所所長馮鐘越、時任一飛院總師陳一堅、西北工業(yè)大學教授楊彭基等的率領下，共同研制成功了當時國內集成度最高的7760計算機輔助飛機設計、制造及管理系統(tǒng)（7760CAD/CAMM）。

▲陳一堅

該系統(tǒng)成果后來被評為1986年國家科技十大成就之首，并榮獲國家科學技術進步獎二等獎。

7760CAD/CAMM首次在陳一堅擔任總設計師的“飛豹”飛機研制中得到實際應用，對“飛豹”的總體優(yōu)化、結構有限元非線性分析等發(fā)揮了十分顯著的效果。

艱難起步

“飛豹”飛機是國內最早開展計算機輔助設計的機型之一。

20世紀70年代末，計算機開始在國外大量使用，而國內還尚未普及。我國的導彈、飛機等高科技產品的設計，依然沒有擺脫趴圖板、拉計算尺的老路子，工作效率低、易出錯，工程技術人員的勞動強度也非常大。由于“飛豹”飛機的先進氣動力、強度、動強度等新技術的使用都離不開計算機設計、有限元分析等強力工具。陳一堅認為，既然設計規(guī)范發(fā)生改變，計算機應用就必須跟上。雖然當時硬件條件有限，但計算機輔助設計的新概念還是得以實施。

▲早期設計場景

“飛豹”開始研制的時候，改革開放剛剛起步。那時候一飛院只有一個X2機和DJS-7計算機，都是晶體管式的小機器，根本滿足不了“飛豹”研制的需要。1982年，被任命為“飛豹”飛機總設計師的陳一堅，立即向航空工業(yè)部反映“飛豹”研制急需大型計算機的情況。歷經40多天，他終于將當時最好的655計算機帶回閻良。

“勒緊褲腰帶”買計算機，現(xiàn)在看來絕對是一條正確的路！用了計算機以后，每個人的工作速度加快了幾百倍，質量大幅提高，精確度也顯著提升。

▲陳一堅匯報工作

以前飛機設計用的計算機都是手搖的。為了適應新的設計工具，設計人員就買了很多計算機方面的書籍、資料，自己先學，從頭學起，看不懂的，就向計算機水平高的同志請教。陳一堅就是自己學編程，編完之后打孔有錯的就在計算機上校正，上機有一大堆曲線再整理出來，就這樣一點一點干起來。

新增655計算機的時候，正值“飛豹”設計最為繁忙的階段，計算機在一飛院的應用得到全面普及。凡是有計算任務的專業(yè)，655計算機都有用武之地。

網絡集成

接下來，計算機輔助設計要面對的問題就是數(shù)據(jù)傳遞。載荷算完之后，要算強度和結構，每個人的結果都很快，但是這么多數(shù)據(jù)如何跟下游的工作聯(lián)系起來？將上游的計算結果輸出，再輸入到下游的計算機中，這樣效率很低，質量也不高。

有一次，陳一堅在一本美國雜志上看到了計算機“集成”的概念，里面的幾個框圖讓他頗受啟發(fā)——能不能將已經計算出的數(shù)據(jù)通過計算機連接直接傳給下游計算機？這樣就減少了數(shù)據(jù)下載上傳的過程，工作質量和效率可以大大提高。實際上，幾乎是在同一時期，美國人也遇到了同樣的問題，而且已經嘗試著做起了計算機網絡集成。

矢志攻堅

1980年3月，作為航空預研重點研究方向之一的計算機輔助設計/制造（CAD/CAM）項目，在航空研究院的組織下，由計算所等多個廠所與西北工業(yè)大學合作，在國內率先開展了CAD/CAM研究。1983年，航空工業(yè)在“六五”計劃中將計算機輔助設計/制造及管理（CAD/CAMM）列入了預研重點課題，西安地區(qū)的計算所、一飛院、強度所、西飛和西北工業(yè)大學的上百位專家在強度所所長馮鐘越、一飛院總師陳一堅、西工大教授楊彭基等的率領下，共同研制成功了當時國內集成度最高的7760CAD/CAMM系統(tǒng)。

項目最開始是在馮鐘越領導下做起來的。1982年10月，馮鐘越積勞成疾，不幸逝世。陳一堅接過重擔，繼續(xù)沖擊。

▲陳一堅和楊彭基教授交流

當時，一飛院只有萬次計算機，能力不夠。正好計算所引進了德國的7760計算機，是當時最好的設備。最終，研制團隊利用7760計算機完成了140多萬語句的軟件，做出了776OCAD/CAMM系統(tǒng)，使計算機輔助設計、制造及管理走在了全國各工業(yè)部門的前面。

到了1987年，研制團隊計算出160多萬條數(shù)據(jù)，最終獲得了1987年全國十大科技成就獎。

7760CAD/CAMM系統(tǒng)是以“飛豹”飛機研制為背景發(fā)展起來的，其中的總體優(yōu)化、結構有限元非線性分析、CAD/CAMM等先進的計算機技術都首先應用于“飛豹”飛機的研制，并取得了明顯效果。

在應力分析方法上，陳一堅提出了全面開發(fā)應用有限元法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的工程梁法，實現(xiàn)了從局部求解到全機求解的重大飛躍。在全機靜力試驗中，他提出了達到67%設計載荷即可首飛的決斷性意見，這是對以往達到100%設計載荷方能首飛的傳統(tǒng)做法的重大突破，大大縮短了研制周期。

7760系統(tǒng)之前，國內還沒有系統(tǒng)的計算機輔助設計、制造及管理系統(tǒng)，只有零散的計算機設計。這個項目是國內第一次，而且是真正應用在飛機設計上。此后，該系統(tǒng)被廣泛應用于航空工業(yè)多個飛機型號的設計、試制和制造與管理工作。這標志著航空工業(yè)在CAD/CAMM技術方面在國內處于領先地位。

致敬！

本文轉載自公眾微信號：中航工業(yè)

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