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强度锤炼 大客凌云——纪念C919大型客机首飞成功2周年

文章来源:   发布时间:2019-05-06 02:50:00   点击量:0

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图1

  2017年5月5日,承载数代国人大飞机梦想的C919大型客机在上海浦东国际机场腾空而起,穿越云层翱翔在东海之滨,这历史性的时刻揭开了我国民用飞机发展史上崭新的一页。

  中国飞机强度研究所作为C919大型客机研制重要的参研单位勇挑重担、奋勇拼搏,完成了一系列试验任务,攻克了多项技术难关,谱写了一曲“航空报国、航空强国”的华美篇章,为大飞机翱翔蓝天做出了重要贡献。值此C919大型客机首飞成功2周年之际,让我们共同回顾强度所助力大飞机研制的这一段不平凡历程!

未雨绸缪  积极介入前期研制工作

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图2

  强度所是我国唯一的航空强度研究与验证中心,肩负着国家强度专业研究的神圣使命,具有代表国家对新研与改型飞机给出强度结论的职能,能够参与C919大型客机研制深感责任重大,使命光荣。自C919大型客机立项之日起,强度所就全面融入到了型号研制中。

  2013年3月29日,根据C919大型客机研制需求,本着靠前服务的思想,强度所积极谋划主动作为,在 上海开始建设分部,主要承担C919大型客机全机静力/疲劳试验,同时兼顾C919大型客机改进型和双通道宽体客机未来需求。历时两年半时间艰苦卓绝的建设,2015年9月29日强度所上海分部正式运营,一座国内规模最大、试验设施国际一流的全机静力/疲劳试验室屹立在东海之滨,对推进C919飞机研制发挥了重要作用。

  同时,强度所上海分部的建设也进一步完善了上海市大型客机设计-制造-试验-试飞-服务这一产业链,为未来民机研制工作搭建了基础性结构强度验证平台,逐步形成了我国民机结构强度验证体系。

  此外,C919大型客机研制技术难度超乎想象,强度所充分发挥了专业所的优势和条件,在前期就与上海飞机设计研究院密切沟通,充分借鉴了在ARJ21-700项目和大运研制中积累下的宝贵经验,针对性地进行了技术攻关。强度所经过研究突破了一大批关键技术,形成了一大批研究成果,诸如开创性的提出了“虚实结合,创新高效打造地面强度试验新模式”的试验方法;设计的“大型客机整机强度试验平台”达到了国际先进水平;大型客机双层地板双向静定加载技术等多项核心技术达到了国际先进水平,有力支撑了我国大型客机的研制。

强度验证 让国产大飞机百炼成钢

  强度验证能够为飞机的安全可靠、经济舒适提供有效保障与支撑,在飞机研制过程中具有十分重要的意义。

  在C919大型客机的研制过程中,强度所依靠多年试验经验,以积木式验证方式对C919飞机进行了体系化试验支撑,承担了包括材料元件、结构部件和全机等三个层面的大量强度试验任务,主要包括材料力学性能表征、座椅、鸟撞、全机静力、全机疲劳、全机地面振动等项目,还承担了全机虚拟试验和各种结构优化,以及试验关键技术攻关等工作。尤其首飞前全机强度试验是飞机必须发放的第一张通行证。

  面对困难,强度所全体参试人员把大飞机事业扛在肩上,围绕一个中心(确保首飞),紧抓两条主线(物理试验和虚拟试验),贯彻三个一切(一切为了首飞、一切围绕首飞、一切服务首飞),弘扬四种精神(奉献、拼搏、创新、协作的强度精神),系统谋划、科学统筹、攻坚克难、持续创新,有序推进了首飞前的试验进程:

  2016年4月12日,C919飞机静力试验机交付强度所;2016年5月13日,强度所完成首飞前全机静力首项增压舱增压试验;2016年11月8日,强度所完成全机2.5g机动平衡工况限制载荷静力试验这一C919飞机静力试验中工况最复杂、加载点最多的一项试验;2017年2月15日,强度所完成最后一项首飞前全机静力试验。

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图3

  此外,强度所还于2017年1月26日,完成了飞机首飞前全机地面振动试验。

  作为大客研制战线的排头兵和急先锋,强度所全体参试人员科学筹划、精心组织、顽强拼搏,他们远离故乡、做到了全年无休。2017年春节期间,因为型号研制需求,试验团队放弃休假,坚守一线,加班加点抢回了许多宝贵的时间,攻克了一个又一个的难关,兑现了决不让强度试验拖首飞后腿的承诺,做到了“后墙不倒”,为C919大型客机研制做出了突出贡献。

  首飞成功后,强度所又立即投入到首飞后的各项强度试验中,持续推进型号进程。尤其值得一提的是2018年7月12日,在CAAC(中国民用航空局)、EASA(欧洲航空安全局)代表目击下,强度所完成C919飞机全机2.5g机动平衡工况极限载荷静力试验。该试验是C919飞机全机静力试验中最严酷的工况,同时也是适航取证必须要完成的项目,试验的圆满完成有力助推了C919飞机研制和适航取证进程。

  C919大型客机强度试验的捷报频传,有力推进了型号研制进程,为C919大型客机的研制奠定了坚实的基础,强度所不断开拓创新,研究了许多新技术,使我国大飞机强度试验能力迈上了更高的台阶。

强度研究  提升航空强度技术水平

  强度所始终履行国家赋予的“四大”使命——强度理论的探索者、强度技术的创造者、强度工具的提供者、强度设计的验证者,着力促进专业发展、支撑型号研制。强度所针对C919飞机材料、工艺以及结构特点,编制了机体结构静强度分析手册和复合材料结构强度分析手册,这两本具有自主知识产权的手册,填补了我国民机结构设计长期依赖国外手册的空白,为C919飞机强度设计与分析提供了重要参考。

  强度所针对C919飞机结构首次选用铝锂合金、铝镁钪合金等新材料,在没有基本性能数据的情况下,结合国外公司材料及其制造工艺研发的进度,规划了设计性能试验矩阵和试验标准,并完成了大量的材料力学性能测试,获得了第一手的性能数据,对新材料工艺状态的确定与结构设计提供了有力支撑。

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图4

  强度所针对C919飞机机翼、机身等部件所采用的新结构形式,进行了结构选型试验规划与试验件设计,详细分析了结构的传力特性与强度性能,结合所开展的验证试验,协助设计方最终确定了综合考虑结构强度、重量代价、工艺难度等因素的最优结构形式,使C919飞机结构的每一克重量都带来更多的收益。此外,通过一系列的结构验证试验,如中央翼盒段、后机身段、翼身组合体等强度试验,验证了结构是否满足设计要求。

  此外,在全机地面共振试验、鸟撞试验、无损检测等技术研究中,强度所也突破了多项关键技术,取得了一系列研究成果,支撑了C919研制,有力提升了我国民机强度研究水平。

任重道远 接续奋斗助力大飞机梦

  持续优质推进C919大型客机强度研究与验证工作是强度所冬战严寒、夏斗酷暑的结果,更是强度精神的又一次精彩展现。全体人员经历了试验前期准备阶段的千辛万苦,经历了试验过程中的惊心动魄,也享受到了试验成功后的万分喜悦。他们以“黄沙百战穿金甲,不破楼兰终不还”的气魄,克服一切困难,为大飞机的腾飞贡献了力量,也为强度所可持续发展提供了强力支撑,更为我国的民机静强度验证试验水平达到国际先进水平做出了重要贡献。

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图5

  C919大型客机首飞前各项试验圆满完成后,强度所的干部职工放下成功的喜悦,又迈向了新的征程,启程首飞后的各项试验。针对首飞后高载试验载荷严酷、技术复杂、风险高等特点,C919大型客机首飞后静力试验重点开展了试验详细设计和风险防范工作,运用了起落架随动加载/支持和全机静力试验飞机姿态精确控制等多项关键技术,极大提高了试验技术水平。同时,强度所已经开展了C919飞机全机疲劳试验、全机气候试验的相关工作,将持续助力推动C919飞机的型号研制。

  不忘初心方能砥砺前行、牢记使命才会行稳致远,强度所将继续深刻认识大飞机研制的重要意义,贯彻落实航空工业“一心、两融、三力、五化”的新时代发展战略,以更加开放的思维、务实的作风顺利推进C919大型客机后续强度工作,为C919大型客机研制再立新功,在奋斗追梦中创造无愧于伟大新时代的新辉煌!