塑航空金屬品質 助戰機長空凌云

曾元松，中航工業制造所副所長、研究員，博士生導師。1971年5月生，1997年畢業于哈爾濱工業大學，獲工學博士學位；2002-2005年于法國南特中央理工大學完成博士后研究工作?，F為中航工業塑性加工技術首席技術專家，國家百千萬人才工程人選，全國勞動模范；長期從事飛機蒙皮和壁板成形技術、先進導管成形與連接技術、表面強化技術和鈑金零件數字化成形技術的研究開發。榮獲各類科技成果獎12項，其中國家科技進步獎二等獎1項、國防科學技術獎一等獎2項、航空科學技術獎一等獎3項；榮獲第8屆光華科技獎青年獎、第11屆中國青年科技獎、第11屆茅以升北京青年科技獎、第九屆中國航空學會青年科技獎、航空報國突出貢獻獎、首屆“中航工業十大杰出青年”、“國防科技工業優秀博士、碩士學位獲得者”稱號等。在國內外專業刊物發表論文70余篇，授權發明專利9項。

題記：伴隨著中國航空工業“井噴”式發展，曾元松在金屬塑性加工技術領域已奮斗了二十余載。從漫長的求知求學，到獨立承擔重點項目、再到帶領團隊解決重大關鍵技術問題……在這一步步的歷練中，他完成了從知識的積累到工程的實踐。伴隨中國航空工業一路前行，他在航空工業塑性加工技術領域取得了一系列技術突破，為我國航空工業的發展做出了重要貢獻，然而，現已經成長為中航工業首席技術專家的曾元松卻謙遜地說：“我只是在有限的目標中步步為營罷了。”

初露鋒芒 管件彎出世界水平

2000年前后，某飛機任務開始立項，其中小彎曲半徑管加工這項新技術成為了中國航空工業集團公司北京航空制造工程研究所（以下簡稱中航工業制造所）承擔的攻關任務之一。這時，年僅28歲的曾元松擔任了這項與俄羅斯合作任務的中方負責人，迎接他的是一場嚴峻的考驗。

小彎曲半徑管是飛機管路系統的關鍵零件，它的彎曲半徑小，特別適合飛機的復雜管路系統，但加工工藝復雜、成形條件苛刻，在研制過程中經常受阻。遇到這樣非常棘手的技術難題，不僅成形不成合格的零件，而且造價昂貴的球形芯軸不斷被壓壞。經過細心分析，大膽假設，曾元松提出調整芯軸位置、增大芯軸接觸面的建議，未曾想遭俄方專家斷然否定，認為絕對不可行。因為俄方專家不能承認，也不能接受中國人能攻克連自己都無法解決的技術難題。為了能使方案付諸實踐，執著的曾元松一頭扎進主機廠廠房和工人們反復分析、試驗，用準確的實驗數據和合格的零件對自己的方案進行了無可辯駁的論證，及時完成了小彎曲半徑壁管零件的研制，保證了系統試驗的順利進行。在攻關成功的基礎上，曾元松又苦心鉆研、不斷創新，研制了具有自主知識產權的小彎管成形設備和滾壓無擴口連接設備。這項技術填補了國內空白，并躋身國際先進水平。此后小彎曲半徑管成形技術還由加工鋁合金成功推廣到鈦合金、不銹鋼和高溫合金等難加工材料。

攻堅克難 為“翔鳳”翱翔添羽翼

有人說：“沒有民機制造的航空工業不是完整的航空工業，沒有自己民機工業的國家，更談不上航空強國?！睘榱俗孉RJ21飛機早日翱翔在祖國的藍天，曾元松帶領攻關組不辭辛苦、傾盡全力、放手一搏，創造了一個又一個奇跡。

如果把發動機稱作飛機的“心臟”，那么機翼就是飛機的“翅膀”，沒有一雙羽翼豐滿的翅膀，飛機就永遠飛不上藍天。ARJ21飛機研制成敗的關鍵在機翼，而機翼制造的關鍵在機翼整體壁板成形，它是ARJ21飛機在制造工藝上最大的“攔路虎”。當時，國內由于整體壁板數控噴丸成形技術起步晚、基礎薄弱、外加國外對我國技術封鎖，使課題正式立項后幾乎沒有任何參考資料，也沒有如何進行數控噴丸成形超臨界機翼整體壁板的概念和思路，同時也沒有先進的數控噴丸成形設備。然而，飛機設計總師系統要求ARJ21飛機超臨界機翼整體壁板只能采用噴丸成形的原則不容商量。

曾元松積極調動攻關組集體的聰明才智，經過深入調研分析、充分討論，創新性地提出了“施加彈性預應力，以預扭預彎為先導完成噴丸成形”的技術指導思想，隨后又從下中壁板中曲面最復雜的局部區域入手確定模擬件。終于，曾元松帶領團隊在成功模擬出單個彈坑直至7個彈坑的應力分布的基礎上，提出采用施加溫度場的方法模擬噴丸成形過程，并應用到平板件和結構件的變形模擬，最終形成了自己的噴丸成形數值模擬方法，為噴丸成形數值模擬技術在飛機研制上的應用打下了良好的基礎。在隨后的研究中，面對沒有前車之鑒、完全靠自己摸索的局面，曾元松帶領團隊又利用CAD數模分析方法和CAE仿真技術，實現噴丸軌跡的數字化設計和成形工藝參數的優化，并結合一系列基礎實驗，優選出一套切實可行的成形方案，降低了研制成本和風險，最終解決了ARJ21飛機超臨界機翼制造的重大關鍵技術問題，成功研制出了合格零件，同時建立起了國內先進的數控噴丸成形科研和生產體系，為該項技術進一步拓展和應用奠定了基礎。

再攀高峰 助大飛機展翅騰飛

能否成功研制大飛機標志著一個國家的工業制造能力與綜合國力。由于沒有自主研發的大飛機，在抗震救災中我們經常會看到國外運輸機的身影。航空人深感責任重大，希望能早日圓夢大飛機。

2006年，國家將大飛機項目列為國家重大專項，自此，航空人開啟了大飛機圓夢之路。作為大飛機重要零件的機翼壁板，具有尺寸大、結構復雜的特點，采用傳統的壓彎等方法不可行，而噴丸成形方法成為了設計的首選。歷史如此的相似，攻克機翼整體壁板成形技術難題的重任又一次交給了中航工業制造所，落到了曾元松的身上。

“既是航空人，就知責任重，既做新裝備，就得多辛苦。”有過ARJ21的攻關歷程，曾元松帶領團隊再一次啟航。他默默地告訴自己：“一定要努力為大飛機插上騰飛的翅膀”。然而，這條路走的無比艱辛。相比于ARJ21壁板，其外形結構、零件尺寸變化巨大，之前的經驗顯得蒼白無力。曾元松帶領團隊開展了大量基礎試驗件的噴丸試驗，從最基礎的數據開始積累摸索。最終經過團隊的不懈努力，全尺寸的零件接近成功。

然而，由于該飛機機翼壁板厚度變化明顯，噴丸之后的零件出現了外形尺寸畸變。前所未有的技術難題擺在了曾元松面前。在任務進度緊逼的情況下，他臨危不亂，對噴丸全過程進行了冷靜分析，對各個環節進行大量測量工作，分析找到了零件外形尺寸畸變的原因，并對成形和強化工藝過程進行了優化。功夫不負有心人，經過幾次試驗后，有效解決了零件尺寸畸變問題，成功制造出了國內尺寸最大、結構最復雜的整體壁板零件，解決了我國大飛機研制的一個關鍵技術難題。

扎實預研 時效成形填補國內空白

曾元松時刻把握專業發展的最前沿，為此申請多項預研課題，以求為金屬塑性加工領域拓寬道路。

蠕變時效成形技術在國外已經成功應用于A380客機的機翼上壁板，而在國內相關成果還是一片空白。曾元松抓住這個突破口，開始了“十一五”的蠕變時效成形研究工作。他帶領課題組先后開展并完成了典型外形和結構時效成形基礎試驗、時效成形過程的有限元模擬、時效成形對零件材料性能及組織的影響研究、成形工裝模具的設計制造以及典型整體壁板模擬件時效成形等試驗。

經過近五年的集智攻關，他們突破了時效成形過程中材料組織性能控制技術、壁板零件時效成形外形精度控制技術、模具結構設計和制造技術、大型壁板零件的真空熱壓和密封技術等關鍵技術。此外，基于蠕變時效成形工藝特點，他們建立了基于實際零件回彈量和變形傳遞函數的模具型面優化方法，建立了針對大型壁板的卡板式時效成形工裝的設計方法，并最終成功研制出大型的壁板零件，為我國時效成形技術工程化應用奠定了堅實的基礎。

不斷創新 蒙皮拉形創國際一流

創新是曾元松在科研事業上的執著追求。早在法國南特中央理工大學做博士后研究期間，曾元松在一次技術會議上捕捉到柔性多點模具的一些信息，憑借敏銳的技術專業視角，他相信如果將這項技術應用到我國航空蒙皮拉形上，將會提升我國蒙皮制造能力，為新型飛機的研制提供有利的技術儲備。為此，他馬上收集資料、開拓思路，并于2004年回國后先后成功申報了“十五”和“十一五”國防重點項目，在國內率先開展了柔性多點模具蒙皮拉形工藝的研究。

然而，研究工作并不一帆風順，拉形成形精度問題極大地困擾著課題組。曾元松和課題成員經過大量拉形試驗與分析，提出了改變墊層厚度和硬度的想法，并利用計算機軟件開發了“基于回彈補償的蒙皮拉形預測分析”方法。他帶領課題組在2006年和2009年分別成功研制出了柔性多點模具工藝驗證原型機和工程驗證機，首次實現了柔性多點模具蒙皮拉形工藝，完成了工程化驗證試驗，使得柔性多點蒙皮拉形技術達到世界一流水平。

結束語

“修身、齊家、治國，平天下”，學以致用，報效祖國，這是曾元松刻苦鉆研、嚴謹治學最根本的追求，這一追求催促他在科研的道路上漸行漸遠，戮心戮力，高歌前行。他用他的智慧報效祖國，報效航空，以“航空報國”的激情和“強軍富民”的責任，創造了一個又一個奇跡。

科研無止境，曾元松的探索也不停息。他并沒有抱著榮譽裹足不前，而是以更加飽滿的自信和熱情投身到新的科研工作中去。面對未來，他斗志昂揚，隨時準備迎接一個又一個挑戰，不斷攀登科學技術的新高峰，為航空制造技術翻開新的篇章，為中國航空工業全面振興，為祖國航空事業早日比肩歐美做出不懈努力。