日前,記者獲悉,由中國(guó)飛機(jī)強(qiáng)度研究所(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“強(qiáng)度所”)為主要完成單位的“大型飛機(jī)研制強(qiáng)度關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目,針對(duì)大型飛機(jī)研制過(guò)程中面臨的強(qiáng)度難題開(kāi)展技術(shù)研究和攻關(guān),取得的成果對(duì)于大型飛機(jī)研制起到了重要的支撐作用,突出反映了我國(guó)航空基礎(chǔ)技術(shù)的成果創(chuàng)新和顯著進(jìn)步。
責(zé)任重大 使命光榮
大飛機(jī)事業(yè)是建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家、提高我國(guó)自主創(chuàng)新能力和增強(qiáng)國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力的重大決策,習(xí)近平總書(shū)記表示“我們要做一個(gè)強(qiáng)國(guó),就一定要把裝備制造業(yè)搞上去,把大飛機(jī)搞上去,起帶動(dòng)作用、標(biāo)志性作用”。而“大型飛機(jī)研制強(qiáng)度關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目正是依托強(qiáng)度所的專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)了與我國(guó)大飛機(jī)事業(yè)的緊密聯(lián)系。
理論研究是科學(xué)體系的源頭,而基礎(chǔ)研究是科學(xué)體系的基石,源于力學(xué)的強(qiáng)度專(zhuān)業(yè)是航空裝備重量最輕與品質(zhì)最優(yōu)的博弈焦點(diǎn),是確保安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、舒適的核心技術(shù)。強(qiáng)度所做為我國(guó)唯一的航空強(qiáng)度研究、實(shí)驗(yàn)、與鑒定中心,主要為飛機(jī)研制和改型提供強(qiáng)度關(guān)鍵技術(shù)和進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)證工作,其承擔(dān)的大型飛機(jī)研制強(qiáng)度關(guān)鍵技術(shù)是大飛機(jī)能否成功飛上藍(lán)天的核心技術(shù)之一。
據(jù)項(xiàng)目主要完成人中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司強(qiáng)度專(zhuān)業(yè)首席技術(shù)專(zhuān)家、強(qiáng)度所王彬文研究員介紹,美歐大型飛機(jī)研制已歷經(jīng)60余年,相繼建立了完整的大型飛機(jī)強(qiáng)度技術(shù)體系和驗(yàn)證能力,有力地支撐了大型飛機(jī)的研制。而我國(guó)研制大型飛機(jī)意味著短期內(nèi)要實(shí)現(xiàn)最大起飛重量從60噸到200噸級(jí)的跨越式發(fā)展,強(qiáng)度技術(shù)面臨著極其嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),尤其是耐久安全長(zhǎng)壽命、輕質(zhì)結(jié)構(gòu)抗沖擊、全機(jī)實(shí)驗(yàn)低風(fēng)險(xiǎn)等三大強(qiáng)度難題,需要通過(guò)技術(shù)研究和攻關(guān),揭示若干機(jī)理、提出一批方法、突破技術(shù)難點(diǎn)和形成實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑸榇笮惋w機(jī)具有良好的安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性和舒適性提供堅(jiān)強(qiáng)的技術(shù)支撐。
潛心科研 創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)
強(qiáng)度所自1965年建所以來(lái),始終履行國(guó)家賦予的“四大”使命——強(qiáng)度理論的探索者、強(qiáng)度技術(shù)的創(chuàng)造者、強(qiáng)度工具的提供者、強(qiáng)度設(shè)計(jì)的驗(yàn)證者,聚焦三新、深挖廣拓、支撐了型號(hào)研制,促進(jìn)了專(zhuān)業(yè)發(fā)展。
作為大飛機(jī)研制重要的參研單位,強(qiáng)度所與中國(guó)商飛上飛院、中航通飛研究院等聯(lián)合組成的項(xiàng)目組歷時(shí)10年,通過(guò)20余個(gè)項(xiàng)目的深入研究,取得了豐碩的成果,尤其在創(chuàng)新方面更為顯著:
在耐久性與損傷容限技術(shù)方面:針對(duì)耐久期壽命不長(zhǎng)問(wèn)題,創(chuàng)建了全壽命域名義應(yīng)力模型,提出了疲勞特征值確定方法,研制了分析軟件,實(shí)現(xiàn)了高精度耐久性分析,成功應(yīng)用于新工藝性能參數(shù)確定和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。針對(duì)擴(kuò)展期壽命不長(zhǎng)問(wèn)題,揭示了力學(xué)和幾何參量對(duì)性能影響規(guī)律,突破了多參數(shù)損傷容限優(yōu)化技術(shù),提高了結(jié)構(gòu)的損傷容限性能,保障了結(jié)構(gòu)的安全性成功。針對(duì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證不精準(zhǔn)問(wèn)題,提出了以主承載結(jié)構(gòu)替代母體部件實(shí)驗(yàn)的方法,突破了多工況載荷解耦與超復(fù)雜邊界模擬技術(shù),構(gòu)建了積木式驗(yàn)證體系,研制了滿(mǎn)足多種載荷和多種工況要求的壁板結(jié)構(gòu)系列化實(shí)驗(yàn)裝置。
在大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)沖擊技術(shù)方面:針對(duì)大噸位飛機(jī)高效著陸緩沖難題,創(chuàng)建了起落架動(dòng)力學(xué)分析理論體系,研制的載荷優(yōu)化軟件實(shí)現(xiàn)著陸減載20%;研制的200噸級(jí)落震實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),支撐了多型起落架研制。針對(duì)高過(guò)載應(yīng)急墜撞吸能難題,建立了輕質(zhì)薄壁結(jié)構(gòu)大變形墜撞參數(shù)時(shí)變混合模型,揭示了破壞吸能規(guī)律,提出了國(guó)際首個(gè)基于加權(quán)指數(shù)模型的評(píng)估方法,攻克了適墜性分析與實(shí)驗(yàn)技術(shù)。針對(duì)鳥(niǎo)撞安全性評(píng)估難題,發(fā)明了人工鳥(niǎo),以標(biāo)準(zhǔn)件實(shí)驗(yàn)為依據(jù),準(zhǔn)確反演了鳥(niǎo)體本構(gòu)參數(shù),實(shí)現(xiàn)了高精度響應(yīng)預(yù)計(jì);研制了滿(mǎn)足適航要求的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),速度誤差小于2%,支撐了近二十個(gè)部件適航審定。
在全機(jī)強(qiáng)度虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)方面:針對(duì)大規(guī)模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)故障風(fēng)險(xiǎn),構(gòu)建了液壓、機(jī)械、測(cè)量系統(tǒng)數(shù)字模型,突破了多通道協(xié)調(diào)加載、海量測(cè)量最優(yōu)配制、多物理系統(tǒng)耦合仿真、加載過(guò)程智能預(yù)警等關(guān)鍵技術(shù),提升了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可靠性。針對(duì)超復(fù)雜結(jié)構(gòu)意外破壞風(fēng)險(xiǎn),確定了典型結(jié)構(gòu)破壞參數(shù),提出了失效準(zhǔn)則,突破了宏細(xì)觀(guān)跨尺度建模、多級(jí)邊界等效、非線(xiàn)性剛度衰減技術(shù),實(shí)現(xiàn)了漸進(jìn)式破壞虛擬。使剛度誤差小于3%,應(yīng)力誤差小于5%,保障了實(shí)驗(yàn)飛機(jī)安全性。針對(duì)單線(xiàn)程載荷響應(yīng)偏離風(fēng)險(xiǎn),開(kāi)創(chuàng)了虛擬與物理實(shí)驗(yàn)并行融合新模式,突破了危險(xiǎn)部位監(jiān)控、實(shí)驗(yàn)可靠性評(píng)估技術(shù),提出了一致性準(zhǔn)則,研制了虛擬實(shí)驗(yàn)軟件,縮短實(shí)驗(yàn)周期達(dá)30%。
碩果累累 成績(jī)斐然
2018年7月12日,在CAAC(中國(guó)民用航空局)、EASA(歐洲航空安全局)代表目擊下,強(qiáng)度所完成C919飛機(jī)全機(jī)靜力試驗(yàn)中機(jī)翼承載最嚴(yán)重的工況,同時(shí)也是適航取證必須要完成的項(xiàng)目。試驗(yàn)的圓滿(mǎn)完成不僅有力助推了C919飛機(jī)研制和適航取證進(jìn)程,也標(biāo)志著我國(guó)大飛機(jī)強(qiáng)度試驗(yàn)?zāi)芰脱芯克竭~上了更高的臺(tái)階。該試驗(yàn)的成功集中體現(xiàn)了“大型飛機(jī)研制強(qiáng)度關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目的成果價(jià)值。
王彬文研究員說(shuō)到:“大型飛機(jī)研制強(qiáng)度關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目已成功應(yīng)用于國(guó)產(chǎn)大型飛機(jī)研制中,為大型飛機(jī)三劍客翱翔藍(lán)天做出了突出貢獻(xiàn)。在三大強(qiáng)度技術(shù)難題方面:耐久安全長(zhǎng)壽命技術(shù)成功應(yīng)用于設(shè)計(jì)手冊(cè)編著和近二十個(gè)項(xiàng)目的評(píng)估,支撐了我國(guó)大飛機(jī)長(zhǎng)壽命結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)飛躍,保障了長(zhǎng)壽命指標(biāo)的實(shí)現(xiàn),達(dá)到歐美同類(lèi)水平。輕質(zhì)結(jié)構(gòu)抗沖擊技術(shù)成功應(yīng)用于二十余個(gè)項(xiàng)目的評(píng)估,解決了大噸位、高過(guò)載、強(qiáng)沖擊下安全和舒適的難題,達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。全機(jī)實(shí)驗(yàn)低風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)成功應(yīng)用于多個(gè)項(xiàng)目的全機(jī)靜力實(shí)驗(yàn),確保了一次成功、絕對(duì)安全和過(guò)程高效,構(gòu)建了全機(jī)實(shí)驗(yàn)低風(fēng)險(xiǎn)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了驗(yàn)證從物理到數(shù)字的跨躍,達(dá)到國(guó)際一流水平。
據(jù)悉,該項(xiàng)目已推廣應(yīng)用于國(guó)發(fā)、通航、民航等大航空領(lǐng)域多家單位的多型裝備研制中;衍生應(yīng)用于航天、兵器、船舶等大軍工領(lǐng)域多裝備研制中;輻射應(yīng)用于石油、高鐵、汽車(chē)等大工業(yè)領(lǐng)域,有力推動(dòng)了我國(guó)裝備研制能力提升和技術(shù)體系發(fā)展。成果在大航空、大軍工和大工業(yè)等十余個(gè)行業(yè),近二十個(gè)省份的百余家單位得到廣泛應(yīng)用,累計(jì)完成各類(lèi)應(yīng)用五百項(xiàng),近三年新增產(chǎn)值累計(jì)達(dá)到7億,間接經(jīng)濟(jì)效益近百億。
此外,項(xiàng)目形成了系列科研成果,獲國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)23項(xiàng),實(shí)用新型16項(xiàng),軟件著作權(quán)20項(xiàng),出版專(zhuān)著2部,發(fā)表SCI/EI及核心期刊論文52篇,獲2018年航空學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)成果一等獎(jiǎng),有力的推動(dòng)了強(qiáng)度專(zhuān)業(yè)技術(shù)的發(fā)展。
由于在大型飛機(jī)研制中的卓越創(chuàng)新,強(qiáng)度所被中共中央、國(guó)務(wù)院、中央軍委聯(lián)合授予裝備研制重大貢獻(xiàn)獎(jiǎng),被人力資源與社會(huì)保障部、國(guó)資委聯(lián)合授予中央企業(yè)先進(jìn)集體榮譽(yù)稱(chēng)號(hào),重大貢獻(xiàn)先后六次被中央電視臺(tái)國(guó)家記憶等重要欄目全面講述,在科技創(chuàng)新、裝備研制等領(lǐng)域產(chǎn)生廣泛而深遠(yuǎn)的影響力。
記者獲悉,該項(xiàng)目構(gòu)建了我國(guó)大型飛機(jī)強(qiáng)度專(zhuān)業(yè)技術(shù)體系,確保了跨越發(fā)展;形成了我國(guó)大型飛機(jī)強(qiáng)度分析實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ_(dá)到了國(guó)際先進(jìn);攻克了大型飛機(jī)研制三大強(qiáng)度關(guān)鍵技術(shù),彰顯了自主創(chuàng)新;實(shí)現(xiàn)了大飛機(jī)/大航空/大軍工/大工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,創(chuàng)造了顯著效益。
科技興則民族興,科技強(qiáng)則國(guó)家強(qiáng),科技成就“中國(guó)夢(mèng)。在建設(shè)世界科技強(qiáng)國(guó)的征程上,強(qiáng)度所表示,將繼續(xù)發(fā)揚(yáng)科學(xué)報(bào)國(guó)的光榮傳統(tǒng)和追求真理、勇攀高峰的科學(xué)精神,深入踐行“航空?qǐng)?bào)國(guó)、航空強(qiáng)國(guó)”的初心使命,只爭(zhēng)朝夕加油干、不負(fù)韶華再前行,持續(xù)提升強(qiáng)度研究和技術(shù)創(chuàng)新能力。要用汗水澆灌收獲、以實(shí)干篤定前行,著力實(shí)現(xiàn)原始創(chuàng)新重大突破,攻克關(guān)鍵核心技術(shù),破解創(chuàng)新發(fā)展難題,為實(shí)現(xiàn)“打造世界一流的航空強(qiáng)度研究與驗(yàn)證中心”的愿景,加快建設(shè)航空強(qiáng)國(guó)、科技強(qiáng)國(guó),實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)作出新的貢獻(xiàn)。(記者 馬愛(ài)平)
關(guān)鍵詞: 大型飛機(jī)研制強(qiáng)度關(guān)鍵技術(shù)