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C919副主任设计师:如何实现C919强度"极限挑战"

121 人阅读 | 时间:2018年07月02日 15:24

在中国商飞浦东祝桥基地见到赵峻峰时,他正和中国大飞机“强度兄弟团”——C919大型客机强度试验团队的伙伴们在一起。算上这个夏天,70后赵峻峰已在民用飞机强度设计一线工作了近20年。

指着试验厂房里的10001架机,身为C919飞机副主任设计师的赵峻峰告诉记者,不久前的6月6日,C919大型客机静力试验厂房内,C919飞机全尺寸验证试验项目中开展的首项极限载荷试验——增压舱增压极限载荷验证试验顺利完成,这也是欧洲航空安全局(EASA)关注的首个结构强度验证试验。随着客舱压力一点点增加,最终加到了120千帕,这相当于机舱外是1个大气压,机舱内有2.2个大气压,10001架机顺利实现了又一次“极限挑战”。

而在第一次做这项试验的5月11日,当载荷施加到137%限制载荷时,问题不期而至:后服务门上部密封件脱出形成缝隙过大,增压舱无法继续增压……赵峻峰他们身上的压力迅速增加。在不到一个月的时间里,一次次数据复查、试验排故、理论分析和试验数据对比分析,完成多轮故障排查、修改方案,问题最终顺利解决。

漫漫征途中,这个中国大飞机的“强度兄弟团”对于强度有了自己的哲学:强度不是一味的强,强而有度、刚柔相济、动静相宜,才是真正的强。什么是弱?接口之处最薄弱,飞机如此,人和团队亦如此。一支团结、担当、拼搏的团队,方能百炼成钢,造就中国大飞机的“钢筋铁骨”。

有一种出发叫“2.5g”

时间回溯到一年多前,2017年5月5日,万众瞩目的上海浦东机场,C919大型客机一飞冲天。那一刻,机场隔离网外的土坡上,在一群大飞机粉丝和发烧友中有一群大飞机“强度人”。赵峻峰也在其中,他是C919大飞机全机静力试验负责人。看着C919翱翔蓝天的矫健身姿,赵峻峰觉得那一刻自己好像也长出了翅膀,心随之驰骋。

1999年大学毕业,飞机设计专业的赵峻峰进入当时的上海飞机设计研究所(现上海飞机设计研究院)强度室工作。那时正是研究所最艰难的时期,也是中国民机事业最艰难的一段时光。没有任何飞机项目可做,除了很少量的科研课题以外,很多人只能承接各类工程项目养活自己,赵峻峰一组4人只得帮一家企业编写计算机程序。问他不着急吗?赵峻峰坦言:“当时是有些着急,不过我的老师曾经对我说:‘中国经济高速发展,一定会造自己的民用大飞机’,这句话我一直记在心里,也一直促使我坚信我们会有自己的飞机项目。”直到2000年初,我国首款自主研制的支线喷气客机ARJ21新支线飞机项目启动,赵峻峰和同事们摩拳擦掌,开始了全身心的投入。

赵峻峰至今清楚地记得一个日子:2009年12月1日。ARJ21新支线飞机在进行全机稳定俯仰2.5g极限载荷试验过程中,当载荷施加到87%载荷时,龙骨梁后延伸段结构遭遇破坏,结构无法继续承载,试验被迫中止。这就意味着,不仅后续20多项静力试验全部无法继续开展,而且正在全面展开的试飞工作也不得不全线陷于停滞。这对已经面临巨大进度压力的新支线飞机项目来说,无异于晴天霹雳,使本已严峻的进度雪上加霜。

高大硬朗、面色黝黑的ARJ21静力试验现场负责人赵峻峰当时一下子蒙了。“那段时间非常痛苦,每个人背负的压力都特别大。”回忆起那段时光,赵峻峰坦言,那是一段刻骨铭心的经历,也是大飞机“脊梁”艰难长成的必经之路。

全机静力试验,意在验证飞机在受到均匀或等速从起飞—爬升—巡航—下降—降落全过程中可能遇到的所有外力情况下是否具备安全飞行的强度、刚度。通俗地说,就是检验飞机的抗压能力和承受极限。2.5g载荷试验就是验证飞机在2.5倍重力情况下的承压载情况。

从此,“2.5g”成了这个以“为中国大飞机设计强健脊梁”为使命的年轻强度技术团队最大的痛。然而,也有一种出发叫“2.5g”。2010年6月28日,经过7个月绝地攻坚,ARJ21新支线飞机2.5g极限载荷试验圆满通过。掌声、欢呼声、喜极而泣声溢满整个试验现场。

“接口哲学”与“脊梁”的长成

“我们到底为什么会犯这样的错?”在那之后,大家一直在反思,推动起一场全新的技术软件和平台建设热潮。赵峻峰和团队不断探入静力试验贴片和监控方式变革的“地下深层”,一个由团队成员群策群力创建的三维数字贴片和监控模型诞生了……“其实当时ARJ21新支线飞机2.5g静力试验出问题的并不是龙骨梁合段,而是龙骨梁与机身里面的那部分连接;连接也只是有一块区域中的一段连接出了问题。”赵峻峰说,“最关键、最脆弱的地方往往是界面,是连接处。主体之间的接口最值得关注、最值得思考。”

“接口哲学”更深层次地淬炼着、凝聚着这个大飞机强度技术团队,成为中国大飞机“强度哲学”的重要组成部分。2016年11月8日,C919大型客机迎来“出生”以来第一次也是最严酷的一次“展翅”。“加载5%,以5%为一级,逐级加至20%,检查设备”……“加载至50%。保载3秒”……“加载至85%。保载3秒”……随着红色数据不断变化,一条曲线同时在两侧大屏幕上跃动。伴随持续加压载,机翼开始向上一点点翘起……终于,当荷载达到试验规定的100%时,翼尖向上翘起近两米!最终,C919大型客机顺利通过全机2.5g静力试验,这表明它强健的骨骼与机体足以支撑它飞上蓝天。

那一刻,监控室里,几双手紧紧相握,目光悄然相汇。“在锻造大飞机钢筋铁骨的过程中,我们也磨炼出了一支强健、团结、能打硬仗的团队。”赵峻峰说,最欣喜的是,大飞机的事业在一代代传承,一大批80后、90后在迅速成长。团队也由原来的三四十人壮大到220多人,由原来的“没有型号任务不得不到处找饭吃”到如今的“型号任务忙得睡不上觉、吃不上饭”。

“从ARJ21首飞、适航取证到交付运营,再到C919首飞成功,整支团队逐渐成熟,也越来越自信。”C919型号副总设计师周良道感慨,中国的民机事业,从无到有,步伐越来越扎实。中国民机事业的未来,扛在像赵峻峰这样的青年人肩上。

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