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章俊杰:讓飛機遠(yuǎn)離顫振

  • 發(fā)布時間:2015-11-20 04:29:47  來源:科技日報  作者:佚名  責(zé)任編輯:羅伯特

  ■企業(yè)一線創(chuàng)新力量

  11月2日,上海浦東中國商飛公司總裝制造中心,國產(chǎn)大飛機C919成功下線。那一刻,國人揚眉吐氣??粗约旱摹昂⒆印边蛇蓧嫷?,章俊杰在微信中寫道:“飛機下線,吾心甚慰?!?/p>

  其實,作為中國商飛上海飛機設(shè)計研究院強度設(shè)計研究部副主任設(shè)計師,章俊杰的工作就是讓飛機遠(yuǎn)離顫振。他心里明白,現(xiàn)在才是真正工作的開始?!爸挥邢戮€后,才能以飛機為對象做全機地面共振及顫振飛行試驗,從而驗證是否達到適航要求?!闭驴〗苷f。

  在氣動彈性力學(xué)中,顫振是彈性體在氣流中發(fā)生的不穩(wěn)定振動現(xiàn)象。歷史上,顫振曾多次造成飛機墜落,許多飛行員因此喪生。

  消除顫振、讓飛機安全飛行,這是章俊杰從業(yè)33年的夢想,也是他工作的最終目標(biāo)。

  首次完成ARJ21飛機顫振試飛

  2004年,對已是不惑之年的章俊杰來說意義非凡。這一年,他離開了從事20多年的軍機研發(fā)工作,作為亟須人才轉(zhuǎn)戰(zhàn)上海,開始從事ARJ21飛機和C919飛機的研制。

  “雖然顫振的專業(yè)、理論、手段是相通的,但目標(biāo)、依據(jù)不同,相對來講,民用飛機對顫振的要求更為苛刻,其可靠性、安全性及壽命要求更高?!贝舜无D(zhuǎn)型,讓章俊杰感到壓力很大。

  ARJ21飛機顫振設(shè)計是章俊杰的開山之作,也是國內(nèi)首款嚴(yán)格按照適航標(biāo)準(zhǔn)研制的先進民用飛機。對其顫振設(shè)計需要在什么時間、用何種方法完成哪些內(nèi)容的驗證才能表明條款的符合性,國內(nèi)基本毫無經(jīng)驗可供借鑒。“而國外這方面的成熟經(jīng)驗是核心技術(shù),根本不會與我們共享。”

  “雖然困難很大,但就像戰(zhàn)士上戰(zhàn)場一樣,根本沒有退路。等靠都解決不了問題,橫下一條心,咬牙拼命干吧?!闭f這些話時,章俊杰聲調(diào)明顯高了許多,一只手也在胸前來回比劃著。

  不知熬過多少個不眠之夜、不知調(diào)整過多少個設(shè)計參數(shù),章俊杰和同事們終于突破了跨音速顫振分析、氣動伺服彈性分析、故障狀態(tài)顫振分析等一系列技術(shù)難題。

  就這樣,他們迎來了顫振設(shè)計的期末大考。在ARJ21飛機首飛前,必須完成全機地面振動試驗和全機地面結(jié)構(gòu)模態(tài)耦合試驗。中國民用航空局、美國聯(lián)邦航空管理局對此高度重視,全程現(xiàn)場目擊。為保證飛機按時首飛,章俊杰每天最多休息4小時,帶領(lǐng)團隊整天連續(xù)工作,21天后,飛機實驗驗證任務(wù)圓滿完成,而他卻因血壓高住進了醫(yī)院。

  科研經(jīng)費要用在刀刃上

  “試驗設(shè)計一定要巧妙、省錢,科研經(jīng)費要用在刀刃上,要花得物有所值?!辈稍L中,這是章俊杰經(jīng)常說的一句話。

  的確,一個新機型的研制需要做的實驗成千上萬。僅2013年,他們需要完成ARJ21型號任務(wù)659項,C919型號任務(wù)3539項,其中僅靜力、疲勞分析報告就有600余份,計劃進行的試驗達100多項。

  哪些試驗必須做、哪些試驗可以不做,章俊杰和團隊人員反復(fù)研究。

  “其實也不只是省錢,如果不這么做,科研技術(shù)也不會提高,創(chuàng)新更無從談起?!闭驴〗苄α诵?。

  秉承這一理念,他們在工作中實現(xiàn)了一個又一個創(chuàng)新。新的顫振模型復(fù)式懸掛技術(shù)、自動氣壓顫振模型高速風(fēng)洞試驗防護裝置、風(fēng)動模型顫振抑制裝置……這些創(chuàng)新既能模擬飛機空中飛行情況,又能防止剛體運動發(fā)散,在高速風(fēng)洞顫振模型試驗中可以獲得準(zhǔn)確的顫振邊界,又可以自動保護模型不被損壞?!耙酪粋€模型就是成百上千萬?!闭驴〗苷f。

  有人為他算了一筆賬,以ARJ21-700飛機為例,在表明其條款符合性的同時,節(jié)約成本一億三千萬元。

  培養(yǎng)人才 樂此不疲

  1982年,章俊杰大學(xué)畢業(yè)后到沈陽601所工作。當(dāng)時的小章只能跟在師傅身后做些換彈簧片、擰螺絲釘之類的小事,但他并不厭煩,每件事都用心觀察、用心思考?!白鋈艘欢ㄒ?、有責(zé)任心,飛機設(shè)計中永遠(yuǎn)沒有猜測的事情?!彼?dāng)時的領(lǐng)導(dǎo)、也是后來博導(dǎo)李明院士的話讓他印象深刻。

  如今,已過知天命之年的章俊杰也成了別人的導(dǎo)師。在實踐中、結(jié)合項目培養(yǎng)學(xué)生是其獨到之處,而不變的同樣是責(zé)任心還有巧妙。

  章俊杰清晰記得,2011年,ARJ21飛機顫振符合性工作接受適航審查。在現(xiàn)場,美國適航當(dāng)局官員提出問題,“在做地面振動試驗時,對起落架做了怎樣的處理,需不需要給減震支柱加油?”當(dāng)時有人說不必考慮這個問題。章俊杰認(rèn)為沒那么簡單,晚上他反復(fù)思考,第二天,他回答說:“我們將減震支柱里的氣體放掉,再加滿油,這樣就能夠消除起落架的剛度非線性,從而使其不會影響試驗結(jié)果的正確性?!薄澳贻p人要用心聽別人說話,不要覺得對方提問題就是刁難,要多思考,多動腦子?!闭驴〗苷f,事實證明,這正是波音客機之前遇到的問題。

  令他欣慰的是,他帶的商飛第一名博士后周健斌,現(xiàn)已成為C919大飛機顫振攻關(guān)隊的核心隊員,第一名碩士生范石磊在氣動伺服彈性方面表現(xiàn)優(yōu)異,申請了多項專利。

  “企業(yè)的成長離不開人才的成長,年輕的設(shè)計人員一天天成長起來,國人的大飛機夢真的就不遠(yuǎn)了?!闭驴〗艿哪抗馔蜻h(yuǎn)方。

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