他们专搞飞机“破坏”

2020-07-06 17:39
科学大观园 2020年12期
关键词:破坏航空器载荷

为了让一款飞机拥有高品质的生命力,需要做一系列严谨、科学、细致的“破坏”。没有这种“破坏”,就没有飞机的凤凰涅槃、浴火重生。

在中国飞机强度研究所(又称航空工业强度所),有上千名“强度人”,他们每天的工作便是对新研制飞机进行强度验证,并给出鉴定结论。强度试验的方式多种多样:模拟航空器在空中和地面使用中的受载情况;模拟航空器所处的极限气候环境;模拟航空器可能遭遇的冲击载荷,如飞机非正常着陆,甚至飞行时鸟类碰撞等特殊状况。

从运20、C919到“鲲龙”AG600,每一架新型号试验机都需通过万般历练之后才能取得通行证、允许投入飞行。“在行业里面,很多人称我们的工作是搞飞机‘破坏的,但其实我们的这种‘破坏意义非常重大。”强度所所长王彬文在接受专访时称,“为了让一款飞机拥有高品质的生命力,让它的潜力发挥到极致,我们做的是一系列严谨、科学、细致的‘破坏。没有这种‘破坏,就没有飞机的凤凰涅槃、浴火重生。”

王彬文告诉记者,近年来,该团队攻克了大型飞机结构坠撞、舰载机全机落震等世界性难题,使我国航空结构冲击动力学专业跃升至国际一流;突破了復杂载荷动态疲劳评估、全速域地面颤振实验等核心技术,有力支持了先进战机结构动力学品质提升;攻克了特殊边界与复杂载荷模拟、全机结构渐进式破坏分析等关键技术,首创全机强度物理与虚拟实验并行融合新模式,化解了精准性、可靠性和安全性三大挑战;创建了飞机气候适应性、高超声速飞行器多物理场耦合等国际前沿实验能力,填补了国内空白,达到了国际先进水平;提出了数字孪生的广义内涵和行业定义,构建了基于确认与校验的全生命周期数字强度体系,主持了强度数字化、虚拟化、融合化和智能化的研究。研究成果成功应用于歼20、运20和 C919等重大飞行器研制中,发挥了重要的支撑性作用。

距离西安市中心50公里的陕西航空经开区,是我国首个国家级航空高技术产业基地和目前唯一以航空为产业特色的国家级经济技术开发区。这里聚集了大量的航空产业上下游企业,强度所就坐落于此。

作为我国航空工业唯一的飞机强度研究中心与地面强度验证试验基地,强度所承担的是飞机研制过程中的设计、制造、试验、试飞四大环节中必不可少的“第三棒”。从飞机的元件、组件、部件,再到全机结构都需要在强度所经过相关专业的强度鉴定验证。强度所的资深员工庄梁还透露,飞机上成千上万个测试点的白色胶布带的粘贴、载荷加载设备的连接也都需要“强度人”手工操作而成。“航空器体型越庞大,结构越复杂,测试点也就越多。”庄梁为记者指了指“藏”在钢架结构中的大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600称。“强度人”要伴随试验机走完很长一段艰苦的锤炼历程,王彬文严肃地说:“我们确实是‘搞破坏的。为了让一款飞机拥有高品质的生命力,让它的潜力发挥到极致,我们做的是一系列严谨、科学、细致的‘破坏。没有这种‘破坏,就没有飞机的凤凰涅槃、浴火重生。”

20世纪60年代,强度所创建于陕西耀县的一个山沟沟里,成为我国航空工业当时唯一的飞机强度研究、验证和鉴定中心。但早期的强度试验技术不像现在如此先进,“包括像轰-6和运-8等飞机,由于没有像现在的协调保护、加载、数字化控制技术,一切都是手动。做起‘破坏试验来,简直是地动山摇、摧枯拉朽,画面非常震撼。”王彬文这样形容。

历经了53年的发展,强度所从渭北高原到古城西安,从古城西安到航空城阎良,再从关中腹地到浦东新区,如今更是即将延伸到珠海——几代强度人的自强不息,才能成就如此。如今做试验,“强度人”更像是飞机的“体检医生”,需要将飞机潜在的“骨骼病”一一测出。他们给每一架飞机设定一套专属的“体检套餐”。如大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600就多拥有一份区别于陆地起降飞机的水载荷静力试验项目。“‘强度人基本上都是在危险的边缘试探。”王彬文笑称,由于在破坏的过程中,难免还是会有结构碎片、铆钉等飞溅的情况,除了担心试验能不能成功,试验系统会不会出故障,让人担忧的还有技术人员的防护问题,“试验关键时刻压力很大,有时感觉心脏病都快犯了”。

如今在强度所内,像王高利这样的“强度青年”不少,但在过去,强度试验却是航空领域里的“冷门活”。据王彬文介绍,过去的航空强度工业体系一直走的是“型号牵引”的路子——有新型号飞机,才有新的研制任务。由于早年我国飞机型号少、研仿多,没有多少任务的“强度人”不得不到处“找饭吃”。

“现在我们走的是‘型号牵引和‘专业发展并举的路子。目前来讲,我们的飞机强度专业已经基本上涵盖了全部的技术能力,还有一些新兴的学科也在不断地产生和发展。”“强度人”的科研和型号任务越来越多,这也意味着国产飞机的新型号研制和专业发展越来越全面。

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