“30多年前 ， 我读研究生时就在编写飞机设计和分析软件 ， 当时我国的航空设计软件跟国外同时起步 ， 但是现在市场已经完全被国外掌控 。 ”说起飞机设计软件发展历程 ， 南京航空航天大学教授、NH40飞机总设计师姚卫星觉得不可思议 。
自上世纪80年代后 ， 世界航空业就迈入数字化设计的新阶段 ， 现在已经达到离开软件就无法设计的高度依赖 。 设计一架飞机至少需要十几种专业软件 ， 全是欧美国家产品 。 国内设计单位不仅要投入巨资购买软件 ， 而且头戴钢圈 ， 一旦被念“紧箍咒” ， 整个航空产业将陷入瘫痪 。
数字化“造”飞机更靠谱
飞机设计涉及到30多个学科专业 ， 每个专业都有自己的设计软件 ， 它们是飞机设计及性能评估不可缺少的工具 。
姚卫星告诉采访人员 ， 设计飞机全过程在CATIA为基础的平台上开展 。 首先要从气动外形开始 ， 主要用到的软件有Fluent、AAA等；然后是结构设计 ， 主要用到的软件有MSC
NASTRAN、Abques、Fatigue、Analsis等；同时开展系统设计 ， 包括操作系统、动力系统、控制系统和人机环境等 ， 主要用到的软件有ADMS、Simulink等；最后 ， 还要把设计好的部件在计算机中“组装”成飞机 ， 并输入各种参数模拟现实环境进行测试 。
飞机设计不仅流程繁琐 ， 而且零部件数量庞大 ， 加工制造容不得丝毫误差 。 在手工设计时期 ， 返工修改是飞机制造业最常见的通病 。 以我国飞豹飞机为例 ， 如用传统手工设计 ， 按常规考量估计有近6000张工程更改单 。 采用数字化设计的飞豹 ， 工程更改单仅有1041张 ， 工程量减少80％左右 。
据媒体报道 ， 设计歼-10飞机时 ， 主起落架主承力结构的整个金属部件是委托国外制造 。 但造完之后 ， 起落架的收放出现问题 ， 有5毫米的误差 ， 只好重新订货制造 。 仅仅是这一点点的误差 ， 影响了歼-10首飞推迟了八九个月 。 没有全数字化的软件支撑 ， 任何一点细微的误差 ， 都可能成为制造业的梦魇 。
采访人员查询公开报道得知 ， 飞豹有54000多个结构件 ， 43万个标准件；最新列装的运-20有近千万个零部件 。 如此复杂的产品 ， 没有全数字化设计 ， 几乎是不可想象的 。
发令枪响了30年还在原地走
上世纪80年代 ， 得益于计算机技术的兴起 ， 我国的航空设计软件与国外同时起步 。
“现在这些名气很大的软件 ， 起初都是航空公司或大学科研人员开发的 ， 比如CATIA软件 ， 功能很强大 ， 现在全球的飞机公司基本都用这个软件在设计 ， 就是法国达索公司一个设计室研发的；还有AAA软件 ， 是美国一个大学教授开发的 。 ”姚卫星说 ， 我国的航空设计软件起步阶段与国外差不多 ， 也是科研人员根据工作需要琢磨着编写出来的 。
例如 ， 中航集团623所上世纪80年代就开发出一款“航空结构分析软件（HIJF）” ， 主要功能与大名鼎鼎的美国NASTRAN软件相近 ， 但是现在鲜有人用 。
其差别就在于 ， 国外软件开发出来后 ， 会根据设计需要 ， 一步步升级改进 ， 目的是使软件好用易用、让更多的人使用；而国内的软件开发出来后 ， 只要计算结果正确 ， 谁也不会花精力去美化界面、增添功能 ， 软件的使用者也仅局限于本单位或本科室甚至是某几个人 ， 除此以外 ， 别人既看不懂也不会用 。
久而久之 ， 大家也就更乐于使用成熟、美观且好用的国外软件 。
但是 ， 使用国外软件的代价也是相当大的 。 “比如达索的CATIA ， 国内任何一个航空设计单位在这一个软件上花的钱都要上千万 。 ”姚卫星说 ， 航空设计软件少则几十万元 ， 多则近千万元 ， 每增加一个账号还要另付一笔费用 ， 过几年升级版本还要付费 。 如果要完整地设计一架飞机 ， 需要十几甚至几十个软件 ， 花费可想而知 。
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