飛機結構強度試驗先驅張阿舟

辛文

“航空四君子”之一的張阿舟是我國著名的力學家、航空工程學家，中國飛機結構強度理論和試驗研究的開拓者之一。他因在新中國第一架飛機研制過程中做出的特殊貢獻而榮立特等功，他在南京航空航天大學領導的振動研究室不僅達到了一流的學術水準，而且為國家培養了數十名尖端人才。

艱難的求學生涯

1920 年4月14 日，張阿舟生于江蘇省丹陽縣（今丹陽市）云陽鎮的一個書香門第。少年時代，正值國難當頭，他逐漸樹立了科學報國、航空報國的思想。

1937年夏，盧溝橋事變后，中央大學正式開辦航空工程系，張阿舟以優異的成績成為該系的第一批學生，并獲得學校頒發的獎學金。報考時，中央大學尚在南京，入學時已遷至重慶。同年11月，張阿舟從家鄉趕到重慶入學，開始了四年的大學生活。1941年畢業后，張阿舟留校擔任航空工程系助教。

1944年5月，張阿舟到成都中央航空研究院工作。當時，航空研究院院長是國民政府空軍副總司令黃光銳，王助任副院長，是研究院的實際負責人。王助是中國早期著名飛機設計師，曾任波音公司第一任總工程師，他設計的C型水上飛機性能優異，獲得美國海軍不少訂單，為剛剛創立的波音公司掘得了“第一桶金”。在王助的領導下，張阿舟任設計科試造場佐理員，主要從事運輸滑翔機的研制工作。

該滑翔機利用四川竹子豐富的特點，采用獨特的層竹結構，其強度勝過層板。但未及該機設計制造工作完成，張阿舟便以全國總分第二的成績被選送到英國留學。1944年8月，他進入布里斯托大學攻讀研究生。

布里斯托大學創建于1876年，在航空研究領域具有很高的知名度。在濃厚的學術氛圍中，張阿舟如魚得水，發奮學習，鉆研航空科技的前沿課題。他的碩士論文題目是《薄壁尖削比機翼的扭轉》，主要用自制的明膠玻璃模型研究和驗證他創新的尖削機翼扭轉理論。

1947年8月，張阿舟獲得科學碩士學位，由導師推薦進入布里斯托飛機工廠研究與發展部任技術員。一年后，他再次到布里斯托大學攻讀博士學位，并于1949年12月順利畢業。

開強度試驗之先河

中華人民共和國成立的消息傳來，胸懷航空報國志向的張阿舟同大多數留英學生一樣極為振奮，盼望及早回國參加新中國的建設。

1950年1月，張阿舟在我國駐英人員的組織下，經香港順利回國。回國后，他先在重工業部學習和工作，后來被分配到南昌飛機制造廠。在新中國制造的第一架飛機初教5的靜力試驗中，張阿舟開創了我國飛機強度試驗的先河，奠定了我國飛機靜力試驗的基礎。

1954年6月18日，在南昌飛機制造廠，新中國制造的第一架飛機——初教5順利通過了全機靜力試驗。

初教5是根據蘇聯雅克-18飛機全套技術資料制造的雙座活塞式初級教練機，曾先后被命名為“一號機”、“紅專501”。雅克-18由雅克夫列夫設計局設計，1945年首飛。該機是中國早期從蘇聯進口的主要教練機，到1954年共進口了256架。1950年7月，蘇聯政府同意將雅克-18飛機及發動機制造權轉讓給中國。

初教5全機靜力試驗是新中國航空工業首次進行該項試驗，而且取得了圓滿成功！這項重大試驗的主持者是南昌飛機制造廠主任工程師、設計科代科長、年僅34歲的張阿舟。

為了做好試驗的準備工作，張阿舟組織技術人員首先消化了雅克-18成批生產的靜力試驗任務書和有關技術資料，然后按照資料準備了杠桿、試驗架、立柱和加載設備，并自己設計了測力計、夾具等輔助設備。在人員分配上，以設計科為主，從檢驗科、工藝科以及起重、搬運、警衛干部中挑選部分人員組成現場試驗隊伍，詳細規定了每個人的崗位責任，宣布嚴格的現場紀律和試驗人員守則，進行了多次模擬預試練兵，以保證試驗中不因突發事件而驚慌失措。從1954年4月5日至5月10日，完成了各項試驗準備工作。

5月12日，試驗正式開始。在進行全機破壞試驗時，張阿舟擔任現場總指揮。當時，場內的人們屏住呼吸，鴉雀無聲，張阿舟發出了加載指令，各加載點的試驗人員有條不紊地投入工作，加載、讀數、測量、記錄……當加載達到105%～110%時，試驗場上發出了一聲轟隆巨響，飛機的外翼前梁被破壞，完全符合設計要求。

這項試驗一直持續到6月18日，陸續完成了中翼、副翼等14個部件的靜力試驗。試驗結果表明，各部件均達到設計載荷，完全符合設計強度的要求。

當時，航空工業局副局長徐昌裕也在靜力試驗現場。多年后，他回憶說：“在搞雅克-18時，我對靜力試驗是什么都不知道，后來就蹲在廠里從頭到尾看。做試驗時，總顧問也去了。當加載到快要斷裂的時候，我感到很緊張，怕不合格。總顧問卻很有信心地說不要緊，可以過。結果的確合格了。”

7月3日，試飛員段祥祿駕駛初教5飛上藍天，新中國制造的第一架飛機誕生了！

經過國家試飛員試飛檢查，1954年7月20日，國家試飛委員會認為“飛機性能符合蘇聯資料及技術要求，可作為空軍航校教練機之用，可以進行成批生產。”8月26日，中央軍委予以批準。

1954年7月26日，由二機部趙爾陸部長主持，在南昌飛機制造廠舉行初教5首飛成功慶功大會，并向毛澤東主席發了報捷電。8月1日，毛主席簽發了給南昌飛機廠職工的嘉勉信，信中說：“祝賀你們試制第一架雅克-18飛機成功的勝利。這在建立我國的飛機制造業和增強國防力量上都是一個良好的開端。”

據了解，這是毛澤東在1954年向國防工業企業連發三封嘉勉信的第一封。9月28日，新華社以《我國自制飛機成功，首批自制飛機飛上了祖國的天空》為題，向全世界宣告：中國人從此有了自己制造的飛機。到當年年底，南昌飛機制造廠就生產了10架初教5飛機，第二年又交付部隊60架。到1958年10月停產時，初教5共交付了379架。由于在初教5研制過程中的突出貢獻，張阿舟榮立特等功。

創辦振動研究所

1955年，張阿舟調到南京航空工業專科學校（1956年升格為南京航空學院，1993年改名為南京航空航天大學）任教，先后擔任航空工程、力學和相關學科的教學工作，開設過飛機構造與強度、自動調節原理、薄壁結構力學、飛機強度計算、理論力學、直升機設計等多門課程。

張阿舟一邊教書育人，一邊繼續從事飛機結構強度的研究。從20世紀50年代后期到60年代初期，他先后發表了10多篇有關飛機靜強度的研究論文，提出了一系列強度計算的原則和方法。

此后，張阿舟轉向結構振動理論和應用研究。他的研究成果應用于殲7I、殲7E、強5、直8等飛機的結構設計和試驗中，為型號發展做出了重大貢獻。

張阿舟先后主持制訂和編審了飛機、直升機結構強度和振動方面的多種規范、標準和手冊，為我國順利過渡到自行設計飛機做了大量開創性基礎研究和技術儲備工作，共有10余項科技成果獲得國家和部、省級科技進步獎。

1983年，南航成立了振動研究室，張阿舟任主任。1985年，振動研究室升級為振動工程研究所，張阿舟擔任首任所長。該所擁有一支學科齊全、實力雄厚的師資隊伍，培養出大量的碩士和博士研究生，承擔著航空航天、核工業、車輛、機械、船舶、化工、冶金等多方面的科研課題，是我國頗具規模的振動研究中心。

教學科研雙豐收

張阿舟自20世紀60年代開始招收碩士研究生，并于1980年起招收博士研究生，是我國首批博士研究生導師之一。他的學生中，不少人成為科技骨干、學科帶頭人，如趙淳生、胡海巖先后當選為中科院院士。

張阿舟一直以極大的熱情關注著我國航空工業的發展，先后參加了運10和水轟5等飛機的振動分析和排故工作，多次為發展我國自己的干線客機奔走呼號。他還積極參加了我國航空航天工業發展戰略的論證和咨詢工作，先后對我國發展航天飛機和國產干線飛機等重大問題，向國家有關部門提出過多項重要意見和建議，受到國家和有關部門領導的高度重視。

1986年7月30日，張阿舟、沈元、季文美、胡溪濤聯名向中央上書——《千方百計盡早提供和使用國產干線飛機》，闡述了發展干線飛機的緊迫性，建議國家集中力量發展自己的干線飛機。

張阿舟畢生從事航空事業，科學研究成果豐碩，教書育人，桃李芬芳。胡海巖院士曾在一篇文章中說：“人生得一良師，不僅可以終身受益，甚或能夠改變命運。張阿舟教授于我而言，就是這樣一位良師。現在導師已經故去，但他的音容笑貌、他的精神信念、他的學術風范將永遠銘記于我的心中。”