江濱


8月的天津,悶熱,胡和平的短袖襯衣浸滿汗漬,坐在夜間的地鐵車上,他感覺到些許疲憊。經過近3個月的努力,他和同事們終于把試驗室建成了。就在這一天,他們開展了第一次“驅動器控制”試驗。車廂里的乘客越來越少,經過一個半小時,列車停在了空港車站,胡和平走出地鐵站,沒有回家,而是打車去了辦公室。
兩年前,他的工作地點從汀西景德鎮搬到了天津空港。新的工作環境,新的工作任務,不變的是他一如既往的工作干勁。
站位決定視野
新建的實驗室位于天津大學。2014年,航空工業直升機所與天津大學簽訂戰略合作協議,此后,雙方為深化戰略合作,成立了聯合創新實驗室。在研究所和大學有關部門的支持下,今年5月以來,實驗室添置了工作站。
他們要干的是一件大事,一件關系到直升機未來的水平。
胡和平是這個項目團隊的帶頭人,他是直升機所資深研究員、專業副總師,他所在的氣彈動力學組被所工會命名為“胡和平班組”。2016年他被評為航空工業“十大敬業標兵”,曾多次當選直升機所勞動模范。2017年,所工會以他所在班組為基礎,建立了“胡和平勞模創新工作室”。
最近這兩年,胡和平率領的團隊將技術攻關目標鎖定為“旋翼主動控制”。這項技術與“智能旋翼”有關。什么是“智能旋翼”?胡和平說,廣義的“智能旋翼”概念太寬泛,他傾向從狹義上界定要做的事情。他說,我們現在做的,就是旋翼主動控制技術。說得具體一些,就是基于后緣襟翼的智能旋翼控制系統,進行軟件開發、仿真計算和試驗調試,其中的重點是,壓電驅動器的機電耦合與遲滯特性的測試和試驗,這也是前期工作中的難點。在天津大學聯合實驗室的驅動器控制試驗工作僅僅是第一步,之后還要轉到景德鎮開展風洞試驗,完成壓電驅動器與槳葉的集成調試。
直升機依靠旋翼系統產生飛行所必需的升力、拉力和操縱力。旋翼運動是一個復雜的空氣動力學難題,也是使直升機產生較大振動和噪聲的主因。旋翼主動控制技術就是要讓旋翼由原先的被動適應環境,變為自適應,從而減小振動,降低噪聲。這是一種從振源著手降低直升機噪聲和減小其振動的治本之策,能夠顯著地提升飛行品質,因此成為國內外直升機新技術領域的研究熱點之一。
胡和平領銜的創新團隊,目前的攻關項目——旋翼主動控制技術,代表了常規直升機未來的發展方向。胡和平認為,第五代直升機應該用上這樣的新技術。
站位高,視野寬。胡和平的心中想著未來,對技術創新傾注了一腔熱情。唯創新者強,唯創新者勝,然而創新之路從不平坦,沒有堅韌的毅力和頑強的勇氣則無法抵達理想的彼岸。
攻堅不畏難
航空工業直升機所從“十一五”開始啟動智能旋翼技術研究,并同相關高校開展了密切合作。到“十二五”期間,完成了旋翼主動控制的懸停摸底試驗。進入“十三五”后,項目團隊瞄準若干關鍵技術開展攻關,2016年,他們開展了核心部件的摸底試驗,當前正處于成功前的關鍵階段。胡和平說,只有攻克關鍵技術,才能提高同產直升機的自主研發水平,引領未來直升機的發展。
過去十多年里,我國直升機技術進步顯著,型號研制獲得跨代發展,但在不少關鍵技術領域,與歐美發達國家同行仍然存在較大差距。以智能旋翼研究為例,波音公司研制了全尺寸SMART旋翼,旋翼面內噪聲水平、頻率振動載荷水平有明顯改善。法德合作研制的基于菱形驅動機構的ACF智能旋翼早已通過裝機飛行驗證,駕駛員位置的振動水平降低到0.05g以下。
胡和平分析,目前我們與歐美還有7、8年的差距,必須加倍努力,奮起直追。
工作是給予胡和平最大的快樂。在他眼里,直升機無異于一個精彩的大干世界,有無數的奧秘值得去探索。這兩年,他還是那個為我們熟悉的老專家,形容消瘦、滿頭白發、穿著樸素、說話謙和,滿腦子都是技術問題。工作地點變換到天津,生活與上班不再是一墻之隔,但他的工作狀態依然踩著早出晚歸的節拍,白天與同事們交流工作,在辦公室、試驗室之間來回運轉。晚上端坐電腦前伏案思考,在國內外的學術資料中流連忘返。
不善言辭的胡和平一旦說到與直升機或者旋翼相關的話題,話匣子便有點關不住,眼鏡片后面的雙眸真誠地看著你,為了讓你理解他所說的意思,偶爾會打個比方。他說,好比做手機,我們不僅要做出整機,還要掌握其中的關鍵技術。
胡和平和團隊成員對準了旋翼智能化方向,他們企望從智能材料上獲得突破。這種智能材料叫作“壓電陶瓷材料”,通電之后能夠產生機械運動,按照一定的控制規律驅動槳葉的控制面,對振動和噪聲進行主動控制。
他們在工作中遇到的最大難點是一個關鍵部件,即“壓電作動器”的研制。這個用于實現旋翼主動控制的驅動器很不簡單,精度達到了微納米級別。胡和平說,過去一些可以忽略不計的微小因素,在微納米狀態下都要考慮在內,對計算的要求大大提高了。
驅動器體積雖小,但必須產生大功率,并且要保證它的工程化應用壽命。團隊為此開展了大量特性研究,對特性還要反復進行試驗。這對研究人員的專業知識面提出了新的要求,團隊要由跨專業人員組成,形成機電、控制和結構三者結合的理想搭配。另外要為研究工作搭建良好的試驗環境,這次在天津大學建立的實驗室,為團隊進一步推進工作創造了優越條件。
在“十二五”的研究中發現,壓電作動器在旋轉槳葉這種嚴苛的工作環境下可能出現壓電堆扭轉、電擊穿等問題。胡和平以他多年積累的豐富經驗,針對這些問題提出了兩條技術路線,一是借鑒同外成熟經驗,一是苦修內功,走國產化研制道路。最近兩年里,他帶領項目團隊開展了壓電作動器的機電耦合仿真分析與機理模型的理論分析,克服機電耦合、預應力裝配等種種困難,一方面進行支撐槳葉一作動器一小翼裝置的詳細設計,一方面開展基于設計要求的正向研究。胡和平說,這東西看似簡單,其實非常復雜,我們花費了2年時間,努力吃透原理,不斷進行試驗分析。他露出滿面笑容,滿懷信心地表示,雖然困難比預想的多,但我們的兩條技術路線都走對了,核心技術攻關已顯露曙光。
有一種魅力叫堅持,有一種從容叫執著。初心不忘,使命無悔的胡和平就像一粒點燃夢想的燧石,一顆萌動春泥的種子,照亮了一個團隊,蓬勃了一種希望。
奮斗永遠在路上,技術攻關永無止境。攻克“驅動器”技術難關之后,胡和平和團隊成員將投入更加艱巨的“闖關”工作之中,全面掌握智能旋翼設計、分析、制造、控制等方面的關鍵技術,搭建一套適合于旋翼主動控制算法迭代與驗證的軟件與硬件平臺,踏上直升機旋翼智能化發展新征程。
樂為他人梯
胡和平介紹,他們的工作得到了直升機所各相關專業研究室以及天大等高校的支持,日常工作中,團隊成員的交流是一種常態,甚至爭論也是一種常態。
在團隊成員的協同工作中,相互之間不免產生不同意見。遇到觀點不一致的時候,胡和平并不急于把自己的意見強加于人。這時候,他總是轉化為循循善誘的師長。胡和平認為,不同意見的交鋒是好事情,在真理面前一律平等,思想碰撞可以幫助彼此提高認識。一些青年技術員原先習慣于單純從理論角度看問題,但在工程實踐中會發生很多不確定因素,隨著認識的提高,他們逐漸學會了將理論與實踐結合起來。胡和平的管理經驗是,發揮每個人的長處,充分交流,集思廣益,實現1+1大于2的跨專業效應。
他被許多青年技術員尊稱為“胡老師”,經常受邀到專業班組去講課,同大家分享自己的技術心得和工作經驗。
“胡和平勞模創新工作室”成立之后,所工會領導同胡和平商量后,確定以“無軸承旋翼技術應用于某型在研無人直升機”為載體,樹立技術創新標桿,傳承勞模的工作思路和工作方法。
為確保無軸承旋翼能夠順利裝機應用,今年以來,胡和平同某型機參研人員開展了8次專題交流,他還經常到旋翼生產和試驗現場同大家一起討論型號研制中的各種問題。他特別強調一個觀點,面對問題不能只看到本專業,要想想左鄰右舍,運用系統思維分析處理問題,專業發展也不能畫地為牢,要從全機角度把握思考。
今年9月,某型安裝了無軸承旋翼系統的直升機實現首飛。從研究、試驗、生產,到應用于型號,我國自主研制的無軸承旋翼終于成為直升機翱翔藍天的飛翼。
胡和平說,某型機的成功首飛標志著直升機所在推動新技術向工程轉化方面取得了重要成果。
直升機以及直升機的未來,一直是裝在胡和平心中的夢想。胡和平說,鳥兒在天空的飛行是多么自由,仿生學是我們的靈感來源,將來會發生顛覆性技術創新,出現沒有旋翼的直升機。
這一天,胡和平剛剛從一間會議室走出來,又急匆匆趕往高鐵車站去參加某省舉辦的創新研討會。他說,我去學習學習。
一代代航空人為探索飛行,薪火相傳,接續奮斗。新時代是創新的時代,為實現創新夢想,廣大航空人的腳步從未放松,從不停歇。