C919設計師趙峻峰︰如何實現飛機強度"極限挑戰"

來源︰光明日報作者︰顏維琦 曹繼軍責任編輯︰董
2018-07-06 15:09

C919飛機副主任設計師趙峻峰

如何實現C919強度“極限挑戰”

■光明日報記者 顏維琦 曹繼軍

在中國商飛浦東祝橋基地見到趙峻峰時,他正和中國大飛機“強度兄弟團”——C919大型客機強度試驗團隊的伙伴們在一起。算上這個夏天,70後趙峻峰已在民用飛機強度設計一線工作了近20年。

指著試驗廠房里的10001架機,身為C919飛機副主任設計師的趙峻峰告訴記者,不久前的6月6日,C919大型客機靜力試驗廠房內,C919飛機全尺寸驗證試驗項目中開展的首項極限載荷試驗——增壓艙增壓極限載荷驗證試驗順利完成,這也是歐洲航空安全局(EASA)關注的首個結構強度驗證試驗。隨著客艙壓力一點點增加,最終加到了120千帕,這相當于機艙外是1個大氣壓,機艙內有2.2個大氣壓,10001架機順利實現了又一次“極限挑戰”。

而在第一次做這項試驗的5月11日,當載荷施加到137%限制載荷時,問題不期而至︰後服務門上部密封件脫出形成縫隙過大,增壓艙無法繼續增壓……趙峻峰他們身上的壓力迅速增加。在不到一個月的時間里,一次次數據復查、試驗排故、理論分析和試驗數據對比分析,完成多輪故障排查、修改方案,問題最終順利解決。

漫漫征途中,這個中國大飛機的“強度兄弟團”對于強度有了自己的哲學︰強度不是一味的強,強而有度、剛柔相濟、動靜相宜,才是真正的強。什麼是弱?接口之處最薄弱,飛機如此,人和團隊亦如此。一支團結、擔當、拼搏的團隊,方能百煉成鋼,造就中國大飛機的“鋼筋鐵骨”。

有一種出發叫“2.5g”

時間回溯到一年多前,2017年5月5日,萬眾矚目的上海浦東機場,C919大型客機一飛沖天。那一刻,機場隔離網外的土坡上,在一群大飛機粉絲和發燒友中有一群大飛機“強度人”。趙峻峰也在其中,他是C919大飛機全機靜力試驗負責人。看著C919翱翔藍天的矯健身姿,趙峻峰覺得那一刻自己好像也長出了翅膀,心隨之馳騁。

1999年大學畢業,飛機設計專業的趙峻峰進入當時的上海飛機設計研究所(現上海飛機設計研究院)強度室工作。那時正是研究所最艱難的時期,也是中國民機事業最艱難的一段時光。沒有任何飛機項目可做,除了很少量的科研課題以外,很多人只能承接各類工程項目養活自己,趙峻峰一組4人只得幫一家企業編寫計算機程序。問他不著急嗎?趙峻峰坦言︰“當時是有些著急,不過我的老師曾經對我說︰‘中國經濟高速發展,一定會造自己的民用大飛機’,這句話我一直記在心里,也一直促使我堅信我們會有自己的飛機項目。”直到2000年初,我國首款自主研制的支線噴氣客機ARJ21新支線飛機項目啟動,趙峻峰和同事們摩拳擦掌,開始了全身心的投入。

趙峻峰至今清楚地記得一個日子︰2009年12月1日。ARJ21新支線飛機在進行全機穩定俯仰2.5g極限載荷試驗過程中,當載荷施加到87%載荷時,龍骨梁後延伸段結構遭遇破壞,結構無法繼續承載,試驗被迫中止。這就意味著,不僅後續20多項靜力試驗全部無法繼續開展,而且正在全面展開的試飛工作也不得不全線陷于停滯。這對已經面臨巨大進度壓力的新支線飛機項目來說,無異于晴天霹靂,使本已嚴峻的進度雪上加霜。

高大硬朗、面色黝黑的ARJ21靜力試驗現場負責人趙峻峰當時一下子蒙了。“那段時間非常痛苦,每個人背負的壓力都特別大。”回憶起那段時光,趙峻峰坦言,那是一段刻骨銘心的經歷,也是大飛機“脊梁”艱難長成的必經之路。

全機靜力試驗,意在驗證飛機在受到均勻或等速從起飛—爬升—巡航—下降—降落全過程中可能遇到的所有外力情況下是否具備安全飛行的強度、剛度。通俗地說,就是檢驗飛機的抗壓能力和承受極限。2.5g載荷試驗就是驗證飛機在2.5倍重力情況下的承壓載情況。

從此,“2.5g”成了這個以“為中國大飛機設計強健脊梁”為使命的年輕強度技術團隊最大的痛。然而,也有一種出發叫“2.5g”。2010年6月28日,經過7個月絕地攻堅,ARJ21新支線飛機2.5g極限載荷試驗圓滿通過。掌聲、歡呼聲、喜極而泣聲溢滿整個試驗現場。

“接口哲學”與“脊梁”的長成

“我們到底為什麼會犯這樣的錯?”在那之後,大家一直在反思,推動起一場全新的技術軟件和平台建設熱潮。趙峻峰和團隊不斷探入靜力試驗貼片和監控方式變革的“地下深層”,一個由團隊成員群策群力創建的三維數字貼片和監控模型誕生了……“其實當時ARJ21新支線飛機2.5g靜力試驗出問題的並不是龍骨梁合段,而是龍骨梁與機身里面的那部分連接;連接也只是有一塊區域中的一段連接出了問題。”趙峻峰說,“最關鍵、最脆弱的地方往往是界面,是連接處。主體之間的接口最值得關注、最值得思考。”

“接口哲學”更深層次地淬煉著、凝聚著這個大飛機強度技術團隊,成為中國大飛機“強度哲學”的重要組成部分。2016年11月8日,C919大型客機迎來“出生”以來第一次也是最嚴酷的一次“展翅”。“加載5%,以5%為一級,逐級加至20%,檢查設備”……“加載至50%。保載3秒”……“加載至85%。保載3秒”……隨著紅色數據不斷變化,一條曲線同時在兩側大屏幕上躍動。伴隨持續加壓載,機翼開始向上一點點翹起……終于,當荷載達到試驗規定的100%時,翼尖向上翹起近兩米!最終,C919大型客機順利通過全機2.5g靜力試驗,這表明它強健的骨骼與機體足以支撐它飛上藍天。

那一刻,監控室里,幾雙手緊緊相握,目光悄然相匯。“在鍛造大飛機鋼筋鐵骨的過程中,我們也磨煉出了一支強健、團結、能打硬仗的團隊。”趙峻峰說,最欣喜的是,大飛機的事業在一代代傳承,一大批80後、90後在迅速成長。團隊也由原來的三四十人壯大到220多人,由原來的“沒有型號任務不得不到處找飯吃”到如今的“型號任務忙得睡不上覺、吃不上飯”。

“從ARJ21首飛、適航取證到交付運營,再到C919首飛成功,整支團隊逐漸成熟,也越來越自信。”C919型號副總設計師周良道感慨,中國的民機事業,從無到有,步伐越來越扎實。中國民機事業的未來,扛在像趙峻峰這樣的青年人肩上。

(《光明日報》2018年07月02日 04版)

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