章俊傑:讓飛機遠離顫振
- 發佈時間:2015-11-20 04:29:47 來源:科技日報 責任編輯:羅伯特
■企業一線創新力量
11月2日,上海浦東中國商飛公司總裝製造中心,國産大飛機C919成功下線。那一刻,國人揚眉吐氣。看著自己的“孩子”呱呱墜地,章俊傑在微信中寫道:“飛機下線,吾心甚慰。”
其實,作為中國商飛上海飛機設計研究院強度設計研究部副主任設計師,章俊傑的工作就是讓飛機遠離顫振。他心裏明白,現在才是真正工作的開始。“只有下線後,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。”章俊傑説。
在氣動彈性力學中,顫振是彈性體在氣流中發生的不穩定振動現象。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,這是章俊傑從業33年的夢想,也是他工作的最終目標。
首次完成ARJ21飛機顫振試飛
2004年,對已是不惑之年的章俊傑來説意義非凡。這一年,他離開了從事20多年的軍機研發工作,作為亟須人才轉戰上海,開始從事ARJ21飛機和C919飛機的研製。
“雖然顫振的專業、理論、手段是相通的,但目標、依據不同,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。”此次轉型,讓章俊傑感到壓力很大。
ARJ21飛機顫振設計是章俊傑的開山之作,也是國內首款嚴格按照適航標準研製的先進民用飛機。對其顫振設計需要在什麼時間、用何種方法完成哪些內容的驗證才能表明條款的符合性,國內基本毫無經驗可供借鑒。“而國外這方面的成熟經驗是核心技術,根本不會與我們共用。”
“雖然困難很大,但就像戰士上戰場一樣,根本沒有退路。等靠都解決不了問題,橫下一條心,咬牙拼命幹吧。”説這些話時,章俊傑聲調明顯高了許多,一隻手也在胸前來回比劃著。
不知熬過多少個不眠之夜、不知調整過多少個設計參數,章俊傑和同事們終於突破了跨音速顫振分析、氣動伺服彈性分析、故障狀態顫振分析等一系列技術難題。
就這樣,他們迎來了顫振設計的期末大考。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構模態耦合試驗。中國民用航空局、美國聯邦航空管理局對此高度重視,全程現場目擊。為保證飛機按時首飛,章俊傑每天最多休息4小時,帶領團隊整天連續工作,21天后,飛機實驗驗證任務圓滿完成,而他卻因血壓高住進了醫院。
科研經費要用在刀刃上
“試驗設計一定要巧妙、省錢,科研經費要用在刀刃上,要花得物有所值。”採訪中,這是章俊傑經常説的一句話。
的確,一個新機型的研製需要做的實驗成千上萬。僅2013年,他們需要完成ARJ21型號任務659項,C919型號任務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,章俊傑和團隊人員反覆研究。
“其實也不只是省錢,如果不這麼做,科研技術也不會提高,創新更無從談起。”章俊傑笑了笑。
秉承這一理念,他們在工作中實現了一個又一個創新。新的顫振模型複式懸挂技術、自動氣壓顫振模型高速風洞試驗防護裝置、風動模型顫振抑制裝置……這些創新既能模擬飛機空中飛行情況,又能防止剛體運動發散,在高速風洞顫振模型試驗中可以獲得準確的顫振邊界,又可以自動保護模型不被損壞。“要知道一個模型就是成百上千萬。”章俊傑説。
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,節約成本一億三千萬元。
培養人才 樂此不疲
1982年,章俊傑大學畢業後到瀋陽601所工作。當時的小章只能跟在師傅身後做些換彈簧片、擰螺絲釘之類的小事,但他並不厭煩,每件事都用心觀察、用心思考。“做人一定要踏實、有責任心,飛機設計中永遠沒有猜測的事情。”他當時的領導、也是後來博導李明院士的話讓他印象深刻。
如今,已過知天命之年的章俊傑也成了別人的導師。在實踐中、結合項目培養學生是其獨到之處,而不變的同樣是責任心還有巧妙。
章俊傑清晰記得,2011年,ARJ21飛機顫振符合性工作接受適航審查。在現場,美國適航當局官員提出問題,“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?”當時有人説不必考慮這個問題。章俊傑認為沒那麼簡單,晚上他反覆思考,第二天,他回答説:“我們將減震支柱裏的氣體放掉,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果的正確性。”“年輕人要用心聽別人説話,不要覺得對方提問題就是刁難,要多思考,多動腦子。”章俊傑説,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後周健斌,現已成為C919大飛機顫振攻關隊的核心隊員,第一名碩士生范石磊在氣動伺服彈性方面表現優異,申請了多項專利。
“企業的成長離不開人才的成長,年輕的設計人員一天天成長起來,國人的大飛機夢真的就不遠了。”章俊傑的目光望向遠方。
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