5月5日14時(shí)01分，上海浦東機(jī)場(chǎng)，我國(guó)首款國(guó)際主流水準(zhǔn)的國(guó)產(chǎn)大型客機(jī)C919成功首飛，舉國(guó)振奮。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)有22個(gè)省份、200多家企業(yè)、36所高校、數(shù)十萬(wàn)產(chǎn)業(yè)人員參與了C919大型客機(jī)的研制。在這36所高校中，有一個(gè)秦皇島人熟悉又親切的名字：燕山大學(xué)。燕山大學(xué)參與了C919軸承項(xiàng)目、液壓管路應(yīng)力分析規(guī)范和中機(jī)身的運(yùn)輸。5月6日，記者采訪了燕山大學(xué)相關(guān)課題組的成員，聽(tīng)他們講述C919背后的故事。
從零開(kāi)始的軸承壽命評(píng)價(jià)
在C919機(jī)身上，有大約3000多個(gè)關(guān)節(jié)軸承，關(guān)節(jié)軸承的安裝與固定質(zhì)量直接影響其使用性能甚至飛機(jī)的飛行安全，而且每種軸承裝機(jī)前都要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的地面考核，做出壽命評(píng)價(jià)，燕山大學(xué)國(guó)防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)了關(guān)節(jié)軸承安裝與固定工藝和部分軸承壽命評(píng)價(jià)任務(wù)。國(guó)內(nèi)那么多航天航空大學(xué)，為何是燕山大學(xué)？實(shí)驗(yàn)室主任楊慶祥教授解答了疑惑：燕山大學(xué)源自哈爾濱工業(yè)大學(xué)，有著悠久雄厚的學(xué)科基礎(chǔ)，與我國(guó)多家飛機(jī)制造企業(yè)有合作，2007年燕大與國(guó)防科工委聯(lián)合成立了國(guó)防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室，2013年與中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司合作成立了自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承共性技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，這是中航集團(tuán)唯一一個(gè)建在系統(tǒng)外的實(shí)驗(yàn)室，因此，作為實(shí)施國(guó)家大型飛機(jī)重大專項(xiàng)中大型客機(jī)項(xiàng)目的主體，中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司在2009年把關(guān)節(jié)軸承安裝與固定工藝研究和部分軸承壽命評(píng)價(jià)的工作交給了燕大。
接受這項(xiàng)工作后，實(shí)驗(yàn)室面臨著幾大難題：沒(méi)有評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)的技術(shù)方法，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)的設(shè)備，一切都要從零開(kāi)始，一切都要憑借自己的力量。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)可以參考國(guó)外，但實(shí)驗(yàn)設(shè)備的信息，國(guó)外企業(yè)是完全封鎖的，有效信息非常少，而沒(méi)有設(shè)備，一切都無(wú)從談起。課題組負(fù)責(zé)人楊育林教授召集燕大機(jī)械、材料、控制、信息等多個(gè)學(xué)科，按照中國(guó)商飛的要求，設(shè)計(jì)出多臺(tái)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，并用自行研發(fā)的設(shè)備順利完成了與C919相關(guān)的關(guān)節(jié)軸承安裝與固定工藝研究和壽命評(píng)價(jià)任務(wù)?？偣沧隽嗽嚰?00多件，歷時(shí)3年，為中國(guó)的大飛機(jī)事業(yè)交出了一份滿意的答卷?！斑@是燕大各學(xué)科精誠(chéng)合作的成果，是燕大綜合力量的體現(xiàn)?！痹O(shè)備主設(shè)計(jì)師胡占齊教授說(shuō)。
突破壁壘解決“為什么”
5月5日這天，權(quán)凌霄沒(méi)能看C919首飛的直播，但中國(guó)商飛的朋友給他發(fā)來(lái)了多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的視頻，他又把視頻發(fā)給了當(dāng)時(shí)參與課題的學(xué)生們，“學(xué)生們很興奮，我也很興奮?！彼⑿χf(shuō)。
在2014年的“國(guó)家973計(jì)劃”項(xiàng)目中，燕大孔祥東教授課題組承擔(dān)了“復(fù)雜流體動(dòng)力傳輸系統(tǒng)的振動(dòng)噪聲溯源與控制”課題，燕大機(jī)械工程學(xué)院副教授權(quán)凌霄是課題聯(lián)系人和學(xué)術(shù)骨干。上世紀(jì)八十年代，孔祥東教授等燕大老師已經(jīng)開(kāi)始了液壓管路系統(tǒng)振動(dòng)方面的研究工作，成果在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位，近年來(lái)又圍繞國(guó)家加快國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)研發(fā)的要求進(jìn)行創(chuàng)新研究。在項(xiàng)目的年度評(píng)審中，評(píng)審組對(duì)燕大這個(gè)課題的打分非常高。這引起了中國(guó)商飛的注意，他們請(qǐng)燕大對(duì)我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的支線客機(jī)ARJ21-700做液壓管路分析，希望能通過(guò)大量的分析和實(shí)驗(yàn)研究，摸清民用飛機(jī)液壓管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范，以打破國(guó)外的理論和技術(shù)壁壘。
“在飛機(jī)元件類故障中，52%都是由液壓管路振動(dòng)問(wèn)題引起的，液壓管路就像人的血管，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，飛機(jī)也就像人體一樣會(huì)出大問(wèn)題?！睓?quán)凌霄給記者做了個(gè)比喻，可見(jiàn)液壓管路的重要性。雖然ARJ21-700早就實(shí)現(xiàn)了首飛，但液壓管路的核心技術(shù)卻掌握在外國(guó)人的手中?！?00多根液壓管，哪怕改一個(gè)很小的設(shè)計(jì)都要征得人家同意，但人家只告訴你行或是不行，從來(lái)不告訴為什么?！彼执蛄艘粋€(gè)比方，就好像對(duì)方給你一個(gè)產(chǎn)品，也給了說(shuō)明書告訴你怎么用，卻不告訴你產(chǎn)品的制作原理，課題組的任務(wù)就是去解決這個(gè)“為什么”?！叭绻覀冏约翰恢?‘為什么’，就永遠(yuǎn)被別人掐著脖子?！?br> 國(guó)外的技術(shù)壁壘如同高山一樣橫亙?cè)谡n題組面前，他們只能得到極其有限的資料，課題組就從這有限的信息中去做大量的分析，有時(shí)在與對(duì)方專家交流時(shí)，從專家無(wú)意的一兩句話中捕捉到信息，回來(lái)馬上分析、做實(shí)驗(yàn)。課題組邀請(qǐng)了燕大多個(gè)專業(yè)的老師共同進(jìn)行研究，有時(shí)還要向其他學(xué)校的老師請(qǐng)教。大家聽(tīng)說(shuō)是國(guó)家大飛機(jī)項(xiàng)目，都非常支持。權(quán)凌霄告訴記者，現(xiàn)在，燕大的實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)能把飛機(jī)液壓管道能承受的四種載荷復(fù)現(xiàn)出來(lái)。“我的導(dǎo)師孔祥東教授總和我們說(shuō)，打造國(guó)之重器，基礎(chǔ)理論的支持非常重要，想要為國(guó)家發(fā)展真正做貢獻(xiàn)，一定要重視基礎(chǔ)理論研究?！睓?quán)凌霄說(shuō)，正是因?yàn)樵陲w機(jī)液壓管路振動(dòng)方面開(kāi)展了很多基礎(chǔ)理論研究，課題組才能破解“為什么”。現(xiàn)在，課題組從ARJ21-700液壓管路應(yīng)力分析中得到的一些共性理論成果已經(jīng)在C919的進(jìn)一步優(yōu)化和寬體客機(jī)C929的研發(fā)上得到了應(yīng)用，也為我國(guó)研究其他民用客機(jī)機(jī)型提供了理論基礎(chǔ)支持。
1600公里的使命
我們現(xiàn)在看到的C919是由機(jī)頭、前機(jī)身、中機(jī)身等9大部分組成的，其中承力結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的中機(jī)身運(yùn)輸需要特殊的運(yùn)輸車輛，而這輛用于運(yùn)輸中機(jī)身的運(yùn)輸車就是由燕山大學(xué)研發(fā)設(shè)計(jì)的?！按笮途苎b備快速運(yùn)輸車關(guān)鍵技術(shù)研究”是燕山大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院趙靜一教授團(tuán)隊(duì)多年研究的課題。團(tuán)隊(duì)成員、燕山大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院副教授郭銳介紹，團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)多家企業(yè)合作創(chuàng)新設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一系列大型精密裝備快速運(yùn)輸車，2013年，團(tuán)隊(duì)接受了研發(fā)設(shè)計(jì)C919中機(jī)身快速運(yùn)輸車的任務(wù)。
C919中機(jī)身從制造廠到上海的運(yùn)輸線約1600公里，其中要途經(jīng)不同等級(jí)的公路、橋洞、立交橋，還有多個(gè)收費(fèi)站、減速帶，在這個(gè)過(guò)程中不能有振動(dòng)，要考慮風(fēng)速、制動(dòng)、抓地力等各種有可能導(dǎo)致傾翻的因素，郭銳打比方說(shuō)：“就像運(yùn)送一件特大而易碎的瓷器，但瓷器的價(jià)值是沒(méi)法和中機(jī)身相提并論的?！?br> 為了將中機(jī)身安然無(wú)恙地送到目的地，團(tuán)隊(duì)解決了這些技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)：為保證中機(jī)身不變形設(shè)計(jì)定位機(jī)構(gòu)；在有限的空間內(nèi)，設(shè)計(jì)有效的吸振、減振裝置，降低中機(jī)身的振動(dòng)沖擊；設(shè)計(jì)空氣導(dǎo)流裝置減小風(fēng)阻對(duì)中機(jī)身的作用；設(shè)計(jì)的擴(kuò)展和翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)不僅可以調(diào)整運(yùn)輸車的車體寬度，而且可以有效保護(hù)中機(jī)身；設(shè)計(jì)的中車架部分升降功能使得4.8米寬的運(yùn)輸車在通過(guò)收費(fèi)站和涵洞時(shí)無(wú)需拆分，可以迅速通過(guò)。
為了解決這些技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)做了大量實(shí)驗(yàn)。由于C919中機(jī)身1600公里的長(zhǎng)途、高速運(yùn)輸對(duì)振動(dòng)沖擊要求非常高。為此團(tuán)隊(duì)與合作公司江蘇海鵬公司，完全按照C919中機(jī)身制造了一個(gè)1：1的模型，并且專門設(shè)計(jì)了一套三級(jí)減震裝置，團(tuán)隊(duì)在高速公路上進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)8個(gè)月的實(shí)車試驗(yàn)，最終成功解決這一關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)。
團(tuán)隊(duì)的心血得到了回報(bào)，1600公里，只用了三天，平均每天走7個(gè)小時(shí)，也就是說(shuō)，他們?cè)O(shè)計(jì)的運(yùn)輸車只用了21個(gè)小時(shí)就把中機(jī)身送到了1600公里外的目的地，而燕大團(tuán)隊(duì)在研發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程中攻克的多個(gè)技術(shù)難點(diǎn)也獲得了多項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利。
在采訪中，權(quán)凌霄說(shuō)起了中國(guó)商飛的一位朋友，為了準(zhǔn)備C919首飛春節(jié)沒(méi)有回家，周末加班、工作到晚上十一二點(diǎn)是常事，最近一次見(jiàn)到他時(shí)，權(quán)凌霄發(fā)現(xiàn)他消瘦了不少，不到40歲頭上已經(jīng)有了很多白發(fā)。C919的研制凝聚了國(guó)內(nèi)最優(yōu)秀的設(shè)計(jì)人才和工程人才，無(wú)數(shù)人付出巨大的努力，一次次的實(shí)驗(yàn)、一次次的失敗、一次次地再嘗試，為了中國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大客機(jī)，他們十年磨一劍，2017年5月5日這一天，終于一朝試鋒芒。
轉(zhuǎn)載自 《秦皇島晚報(bào)》
