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【秦皇岛晚报】C919一飞冲天,这里有燕大人的印记
2017-05-08 本报记者 刘旭伟 秦皇岛晚报   (点击: )

5月5日14时01分,上海浦东机场,我国首款国际主流水准的国产大型客机C919成功首飞,举国振奋。据统计,国内有22个省份、200多家企业、36所高校、数十万产业人员参与了C919大型客机的研制。在这36所高校中,有一个秦皇岛人熟悉又亲切的名字:燕山大学。燕山大学参与了C919轴承项目、 液压管路应力分析规范和中机身的运输。5月6日,记者采访了燕山大学相关课题组的成员,听他们讲述C919背后的故事。

从零开始的轴承寿命评价

在C919机身上,有大约3000多个关节轴承,关节轴承的安装与固定质量直接影响其使用性能甚至飞机的飞行安全,而且每种轴承装机前都要经过严格的地面考核,做出寿命评价,燕山大学国防重点学科实验室承担了关节轴承安装与固定工艺和部分轴承寿命评价任务。国内那么多航天航空大学,为何是燕山大学?实验室主任杨庆祥教授解答了疑惑:燕山大学源自哈尔滨工业大学,有着悠久雄厚的学科基础,与我国多家飞机制造企业有合作,2007年燕大与国防科工委联合成立了国防重点学科实验室,2013年与中国航空工业集团公司合作成立了自润滑关节轴承共性技术重点实验室,这是中航集团唯一一个建在系统外的实验室,因此,作为实施国家大型飞机重大专项中大型客机项目的主体、中国商用飞机有限责任公司在2009年把关节轴承安装与固定工艺研究和部分轴承寿命评价的工作交给了燕大。

接受这项工作后,实验室面临着几大难题:没有评价标准,没有实验评价的技术方法,没有实验的设备,一切都要从零开始,一切都要凭借自己的力量。评价标准和技术可以参考国外,但实验设备的信息,国外企业是完全封锁的,有效信息非常少,而没有设备,一切都无从谈起。课题组负责人杨育林教授召集燕大机械、材料、控制、信息等多个学科,按照中国商飞的要求,设计出多台实验设备,并用自行研发的设备顺利完成了与C919相关的关节轴承安装与固定工艺研究和寿命评价任务。总共做了试件500多件,历时3年,为中国的大飞机事业交出了一份满意的答卷。“这是燕大各学科精诚合作的成果,是燕大综合力量的体现。”设备主设计师胡占齐教授说。

突破壁垒解决“为什么”

5月5日这天,权凌霄没能看C919首飞的直播,但中国商飞的朋友给他发来了多个现场的视频,他又把视频发给了当时参与课题的学生们,“学生们很兴奋,我也很兴奋。”他微笑着说。

在2014年的“国家973计划”项目中,燕大孔祥东教授课题组承担了“复杂流体动力传输系统的振动噪声溯源与控制”课题,燕大机械工程学院副教授权凌霄是课题联系人和学术骨干。上世纪八十年代,孔祥东教授等燕大老师已经开始了液压管路系统振动方面的研究工作,成果在国内处于领先地位,近年来又围绕国家加快国产大飞机研发的要求进行创新研究。在项目的年度评审中,评审组对燕大这个课题的打分非常高。这引起了中国商飞的注意,他们请燕大对我国具有自主知识产权的支线客机ARJ21-700做液压管路分析,希望能通过大量的分析和实验研究,摸清民用飞机液压管路系统的设计规范,以打破国外的理论和技术壁垒。

“在飞机元件类故障中,52%都是由液压管路振动问题引起的,液压管路就像人的血管,一旦出现问题,飞机也就像人体一样会出大问题。”权凌霄给记者做了个比喻,可见液压管路的重要性。虽然ARJ21-700早就实现了首飞,但液压管路的核心技术却掌握在外国人的手中。“800多根液压管,哪怕改一个很小的设计都要征得人家同意,但人家只告诉你行或是不行,从来不告诉为什么。”他又打了一个比方,就好像对方给你一个产品,也给了说明书告诉你怎么用,却不告诉你产品的制作原理,课题组的任务就是去解决这个“为什么”。“如果我们自己不知道‘为什么’,就永远被别人掐着脖子。”

国外的技术壁垒如同高山一样横亘在课题组面前,他们只能得到极其有限的资料,课题组就从这有限的信息中去做大量的分析,有时在与对方专家的交流时,从专家无意的一两句话中捕捉到信息,回来马上分析、做实验。课题组邀请了燕大多个专业的老师共同进行研究,有时还要向其他学校的老师请教。大家听说是国家大飞机项目,都非常支持。权凌霄告诉记者,现在,燕大的实验室已经能把飞机液压管道能承受的四种载荷复现出来。

“我的导师孔祥东教授总和我们说,打造国之重器,基础理论的支持非常重要,想要为国家发展真正做贡献,一定要重视基础理论研究。”权凌霄说,正是因为在飞机液压管路振动方面开展了很多基础理论研究,课题组才能破解“为什么”。现在,课题组从ARJ21-700液压管路应力分析中得到的一些共性理论成果已经在C919的进一步优化和宽体客机C929的研发上得到了应用,也为我国研究其他民用客机机型提供理论基础支持。

1600公里的使命

我们现在看到的C919是由机头、前机身、中机身等9大部分组成的,其中承力结构最为复杂的中机身运输需要特殊的运输车辆,而这辆用于运输中机身的运输车就是由燕山大学研发设计的。

“大型精密装备快速运输车关键技术研究”是燕山大学机械工程学院赵静一教授团队多年研究的课题。团队成员、燕山大学机械工程学院副教授郭锐介绍,团队与国内多家企业合作创新设计开发了一系列大型精密装备快速运输车,2013年,团队接受了研发设计C919中机身快速运输车的任务。

C919中机身从制造厂到上海的运输线约1600公里,其中要途经不同等级的公路、桥洞、立交桥,还有多个收费站、减速带,在这个过程中不能有振动,要考虑风速、制动、抓地力等各种有可能导致倾翻的因素,郭锐打比方说:“就像运送一件特大而易碎的瓷器,但瓷器的价值是没法和中机身相提并论的。”

为了将中机身安然无恙地送到目的地,团队解决了这些技术关键点:为保证中机身不变形设计定位机构;在有限的空间内,设计有效的吸振、减振装置,降低中机身的振动冲击;设计空气导流装置减小风阻对中机身的作用;设计的扩展和翻转机构不仅可以调整运输车的车体宽度,而且可以有效保护中机身;设计的中车架部分升降功能使得4.8米宽的运输车在通过收费站和涵洞时无需拆分,可以迅速通过。

为了解决这些技术关键点,团队做了大量实验。由于C919中机身1600公里的长途、高速运输对振动冲击要求非常高。为此团队与合作公司江苏海鹏公司,完全按照C919中机身制造了一个1:1的模型,并且专门设计了一套三级减震装置,团队在高速公路上进行了长达8个月的实车试验,最终成功解决这一关键技术点。

团队的心血得到了回报,1600公里,只用了三天,平均每天走7个小时,也就是说,他们设计的运输车只用了21个小时就把中机身送到了1600公里外的目的地,而燕大团队在研发设计过程中攻克的多个技术难点也获得了多项国家发明专利。

在采访中,权凌霄说起了中国商飞的一位朋友,为了准备C919首飞春节没有回家,周末加班、工作到晚上十一二点是常事,最近一次见到他时,权凌霄发现他消瘦了不少,不到40岁头上已经有了很多白发。C919的研制凝聚了国内最优秀的设计人才和工程人才,无数人付出巨大的努力,一次次的实验、一次次的失败、一次次地再尝试,为了中国拥有自主知识产权的大客机,他们十年磨一剑,2017年5月5日这一天,终于一朝试锋芒。(编辑 王瑞涛)

新闻来源链接: http://dev.qhdnews.com/index.php?g=portal&m=list&a=index&id=1916

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