宋文芳+++田曉東

講理想 攻關不怕難
“顫振設計專業是飛機研制的重要專業之一,具有高風險和大難度的特點。飛機在飛行過程中一旦發生顫振就會在幾秒鐘內機毀人亡,后果極其嚴重。顫振設計涉及彈性力、氣動力、慣性力、控制系統等內容,數學、力學關系極復雜。ARJ21-700飛機的顫振設計遇到了許多困難,要想攻關,就不能怕難,而攻關不怕難,就一定要講理想。”
中國商用飛機有限責任公司、上海飛機設計研究院研究員章俊杰在接受本刊記者采訪時,語言簡潔,直接切入主題。
章俊杰告訴記者,在ARJ21-700飛機的顫振設計上,我們遇到了很多困難。例如,民用飛機,沒有原型機可以參考,適航符合性驗證難度大、風險高;超臨界機翼和T型尾翼構型的顫振符合性驗證極其復雜,比如操縱面的防顫振設計、操縱面間隙的設計技術、T 型尾翼的跨音速比例模型風洞試驗技術、飛機的GVT試驗、地面構模態耦合試驗以及模型風洞試驗都具有相當的難度;顫振飛行試驗風險最大、技術要求最高,是顫振設計的期末考試;既要接受適航當局(CAAC、FAA)的嚴密監控、嚴格按照適航當局批準的飛行試驗大綱飛出飛機的顫振邊界、表明飛機的條款符合性,又要保證飛機和飛行員的安全。一旦出現顫振問題就會機毀人亡、整個型號工程就會面臨失敗、國家的損失則會難以估量。正因為面臨的困難很大,所以我們明白沒有退路,就像戰士上戰場一樣,我和同事們不等不靠,知難而上,橫下一條心,咬牙拼命也要保證飛機不發生顫振。
“ARJ21飛機作為中國首架具有自主知識產權的民用飛機,其所有顫振符合性工作須同時接受并通過CAAC和FAA的適航審查,適航驗證方面面臨著巨大難度和風險。適航當局會在不同的階段提出一些問題,并將其作為批準適航符合性驗證文件的前提條件要求申請方回答,如果回答得不完善就認為申請人不具備顫振設計能力,后續工作就會無法有效開展,而顫振適航符合性卻是取得型號檢查核準書(TIA)的前提條件?!?/p>
章俊杰坦言,在過去的那段科技攻關日子里,自己與同事們一起,不知熬過了多少個不眠之夜、不知調整過多少設計參數,才終于突破了跨音速顫振分析、氣動伺服彈性分析、故障狀態顫振分析、舵面防顫振分析、操縱面間隙的顫振特性分析等一系列分析技術,先后完成了ARJ21飛機全機顫振設計、部件顫振設計、操縱面防顫振設計、氣動伺服彈性設計、全機和部件顫振模型共振試驗和風洞試驗、全機地面共振試驗、全機結構模態耦合試驗和顫振/ASE飛行試驗等工作,全面驗證了ARJ21飛機的條款符合性。事后,CAAC和FAA認可該驗證體系和驗證技術均對此給與了充分的肯定。
比貢獻 創新要多思
“顫振設計的生命力在于不斷創新,創新可以節約時間、節約研制成本,而這正是我們比奉獻、圓‘3F夢想的最好途徑?!?/p>
章俊杰為探索出一套先進的顫振工程設計方法,拼命也要保證飛機按時首飛,他在創新上所做的思考非常深。
章俊杰告訴記者,2006年12月,自己帶領同事們第一次完成了ARJ21飛機的尾段低速顫振模型風洞試驗,并在此基礎上,成功地完成了所有適航規定的模型試驗任務,并取得了一系列的技術突破和技術發明。
在探索先進的顫振工程設計方法上,章俊杰考慮到,ARJ21-700飛機的設計特點,決定了他們只有采用先進、高效的工程設計方法來進行顫振設計。在顫振設計上,章俊杰與他的同事從四個方面進行了創新。一是采用基于N-S方程、能計及飛機機翼翼型、跨聲速激波、飛行迎角、靜變形的先進氣動彈性數值模擬方法計算超臨界機翼非定常氣動特性以及顫振特性;二是采用工程修正的方法確定超臨界機翼的跨聲速顫振特性和跨聲速壓縮性修正系數,對亞音速線性理論非定常力結果進行修正,以計及跨聲速流動特征的影響,首次通過理論分析獲得了ARJ21飛機的跨聲速壓縮性修正系數;三是在國內首次建立了符合適航驗證要求的民機氣動伺服彈性穩定性分析及修正方法,開發了基于地面試驗結果和試飛結果修正氣動伺服彈性分析數學模型的技術;四是采用附加非定常氣動力方法計及T型尾翼牽連運動和靜氣動力對顫振特性的影響。
另外,在ARJ21飛機首飛前,必須完成全機地面振動試驗和全機地面結構模態耦合試驗,一定要得到飛機的固有特性和ASE穩定性裕度,以確保首飛過程飛機不發生顫振現象。試驗工作得到了FAA、CAAC的批準,并對此高度重視,全程現場目擊。為保證飛機按時首飛,章俊杰帶領全體參試人員制定了嚴密的試驗計劃、技術手段與安全措施,采用24小時連續工作的方法,堅持高效工作21天后,終于按時保質保量完成試驗驗證任務,保證了飛機按時首飛。試驗期間,章俊杰每天最多只休息4小時,由于血壓過高,章俊杰住院了,在最短的時間出院后,他與同事們又戰斗在了一起。正是有了這種拼命精神,章俊杰與他的同事,最終確保了飛機的按時首飛。事后,公司領導高度評價章俊杰的付出,章俊杰也榮立了ARJ21飛機首飛一等功。
“看著自己的努力與飛機優美的飛行身姿融合在一起,我感到無比幸福?!?/p>
聽到章俊杰的這番話,記者由衷地心生敬意。
譜新篇 圓夢在明天
“我的的夢想就是,讓飛機安全飛行和不發生顫振。FREE FROM FLUTTER,這個‘3F夢想,就是我們上海飛機設計研究院顫振專業的共識,是我和同事們的共同追求和夢想?!?/p>
從事軍機研制30余年的章俊杰告訴記者:從工作到現在,差不多5年左右,他就會得一個獎。國家每五年都會有一個科技創新的獎項,他獲得過國家科技進步二等獎等諸多獎項。
“因為得的獎多了,有時會有一種已經習慣了得獎的感覺?!?/p>
面對記者的提問,章俊杰的回答給人的感覺是質樸而真實。
記者注意到,也許是因為站在時代前沿的緣故,章俊杰的眼界非常開闊。
談到“3F”夢與“講理想,比貢獻”,章俊杰見解不凡,并顯示出了他的內在學識與專業水準。
章俊杰告訴記者,開展“講理想,比貢獻”活動以來,已經走過了20余個春秋,這項活動的開展,在推動企業及個人在創新上,發揮的作用非常大。對章俊杰而言,從本職工作入手,通過踏實的努力,提升飛機的安全性,多為國家做貢獻,這就是自己的心愿。
2014年5月23日,對章俊杰來說,無疑是一個終生難忘的重大日子。因為他說自己作為一個最基層的設計人員,見到了習近平總書記,近距離聆聽了總書記的重要講話,而這是自己做夢也沒有想到的事。
“總書記和藹可親,語言平實,字字句句都強烈震撼我的心靈,我第一次覺得平凡的設計工作也是有重大意義的。我們的理想、我們的辛苦和委屈、我們的奉獻總書記知道,總書記寄厚望于我們這支隊伍?!?/p>
章俊杰坦言,當時自己的內心十分激動,能否對得起總書記的厚望,對自己來說是一份沉甸甸的擔當。因此自己要振奮精神、努力工作,盡量提升自己的專業能力和水平,把自己的綿薄之力全部用在科技創新中,“講理想,比貢獻”,以技術進步為生命,以科技創新為核心,以講理想比貢獻為動力,去譜寫新的事業篇章。
圓夢在明天,章俊杰的未來值得人期待!