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他們專搞飛機“破壞”

2020-07-06 17:39:22
科學大觀園 2020年12期
關鍵詞:飛機結構

為了讓一款飛機擁有高品質的生命力,需要做一系列嚴謹、科學、細致的“破壞”。沒有這種“破壞”,就沒有飛機的鳳凰涅槃、浴火重生。

在中國飛機強度研究所(又稱航空工業強度所),有上千名“強度人”,他們每天的工作便是對新研制飛機進行強度驗證,并給出鑒定結論。強度試驗的方式多種多樣:模擬航空器在空中和地面使用中的受載情況;模擬航空器所處的極限氣候環境;模擬航空器可能遭遇的沖擊載荷,如飛機非正常著陸,甚至飛行時鳥類碰撞等特殊狀況。

從運20、C919到“鯤龍”AG600,每一架新型號試驗機都需通過萬般歷練之后才能取得通行證、允許投入飛行?!霸谛袠I里面,很多人稱我們的工作是搞飛機‘破壞的,但其實我們的這種‘破壞意義非常重大?!睆姸人L王彬文在接受專訪時稱,“為了讓一款飛機擁有高品質的生命力,讓它的潛力發揮到極致,我們做的是一系列嚴謹、科學、細致的‘破壞。沒有這種‘破壞,就沒有飛機的鳳凰涅槃、浴火重生?!?/p>

王彬文告訴記者,近年來,該團隊攻克了大型飛機結構墜撞、艦載機全機落震等世界性難題,使我國航空結構沖擊動力學專業躍升至國際一流;突破了復雜載荷動態疲勞評估、全速域地面顫振實驗等核心技術,有力支持了先進戰機結構動力學品質提升;攻克了特殊邊界與復雜載荷模擬、全機結構漸進式破壞分析等關鍵技術,首創全機強度物理與虛擬實驗并行融合新模式,化解了精準性、可靠性和安全性三大挑戰;創建了飛機氣候適應性、高超聲速飛行器多物理場耦合等國際前沿實驗能力,填補了國內空白,達到了國際先進水平;提出了數字孿生的廣義內涵和行業定義,構建了基于確認與校驗的全生命周期數字強度體系,主持了強度數字化、虛擬化、融合化和智能化的研究。研究成果成功應用于殲20、運20和 C919等重大飛行器研制中,發揮了重要的支撐性作用。

距離西安市中心50公里的陜西航空經開區,是我國首個國家級航空高技術產業基地和目前唯一以航空為產業特色的國家級經濟技術開發區。這里聚集了大量的航空產業上下游企業,強度所就坐落于此。

作為我國航空工業唯一的飛機強度研究中心與地面強度驗證試驗基地,強度所承擔的是飛機研制過程中的設計、制造、試驗、試飛四大環節中必不可少的“第三棒”。從飛機的元件、組件、部件,再到全機結構都需要在強度所經過相關專業的強度鑒定驗證。強度所的資深員工莊梁還透露,飛機上成千上萬個測試點的白色膠布帶的粘貼、載荷加載設備的連接也都需要“強度人”手工操作而成?!昂娇掌黧w型越龐大,結構越復雜,測試點也就越多?!鼻f梁為記者指了指“藏”在鋼架結構中的大型水陸兩棲飛機“鯤龍”AG600稱。“強度人”要伴隨試驗機走完很長一段艱苦的錘煉歷程,王彬文嚴肅地說:“我們確實是‘搞破壞的。為了讓一款飛機擁有高品質的生命力,讓它的潛力發揮到極致,我們做的是一系列嚴謹、科學、細致的‘破壞。沒有這種‘破壞,就沒有飛機的鳳凰涅槃、浴火重生?!?/p>

20世紀60年代,強度所創建于陜西耀縣的一個山溝溝里,成為我國航空工業當時唯一的飛機強度研究、驗證和鑒定中心。但早期的強度試驗技術不像現在如此先進,“包括像轟-6和運-8等飛機,由于沒有像現在的協調保護、加載、數字化控制技術,一切都是手動。做起‘破壞試驗來,簡直是地動山搖、摧枯拉朽,畫面非常震撼?!蓖醣蛭倪@樣形容。

歷經了53年的發展,強度所從渭北高原到古城西安,從古城西安到航空城閻良,再從關中腹地到浦東新區,如今更是即將延伸到珠?!獛状鷱姸热说淖詮姴幌ⅲ拍艹删腿绱?。如今做試驗,“強度人”更像是飛機的“體檢醫生”,需要將飛機潛在的“骨骼病”一一測出。他們給每一架飛機設定一套專屬的“體檢套餐”。如大型水陸兩棲飛機“鯤龍”AG600就多擁有一份區別于陸地起降飛機的水載荷靜力試驗項目。“‘強度人基本上都是在危險的邊緣試探?!蓖醣蛭男ΨQ,由于在破壞的過程中,難免還是會有結構碎片、鉚釘等飛濺的情況,除了擔心試驗能不能成功,試驗系統會不會出故障,讓人擔憂的還有技術人員的防護問題,“試驗關鍵時刻壓力很大,有時感覺心臟病都快犯了”。

如今在強度所內,像王高利這樣的“強度青年”不少,但在過去,強度試驗卻是航空領域里的“冷門活”。據王彬文介紹,過去的航空強度工業體系一直走的是“型號牽引”的路子——有新型號飛機,才有新的研制任務。由于早年我國飛機型號少、研仿多,沒有多少任務的“強度人”不得不到處“找飯吃”。

“現在我們走的是‘型號牽引和‘專業發展并舉的路子。目前來講,我們的飛機強度專業已經基本上涵蓋了全部的技術能力,還有一些新興的學科也在不斷地產生和發展?!薄皬姸热恕钡目蒲泻托吞柸蝿赵絹碓蕉啵@也意味著國產飛機的新型號研制和專業發展越來越全面。

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