全身拉拽？這個(gè)飛機(jī)試驗(yàn)夠震撼

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在航史館第三展廳《改革 崛起》第二部分“航空科技重點(diǎn)加強(qiáng)”，你會(huì)看到這樣一個(gè)復(fù)原場(chǎng)景的沙盤(pán)——一架明黃色的飛機(jī)被包裹在密集的藍(lán)色鋼架中，近百個(gè)加載點(diǎn)通過(guò)杠桿系統(tǒng)與飛機(jī)相連，正模擬著極端載荷工況下機(jī)體的狀態(tài)，一旁“決戰(zhàn)首飛”的紅色醒目標(biāo)語(yǔ)，無(wú)聲訴說(shuō)著試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的緊張與嚴(yán)肅……

這架飛機(jī)正是我國(guó)自行研制的新型渦扇支線飛機(jī)C909飛機(jī)（即ARJ21-700），這個(gè)場(chǎng)景模擬的是國(guó)產(chǎn)飛機(jī)拿到首飛“通行證”前必須闖過(guò)的全機(jī)靜力試驗(yàn)。

2010年6月28日，備受關(guān)注的ARJ21-700飛機(jī)全機(jī)穩(wěn)定俯仰（2.5g）情況極限載荷靜力試驗(yàn)在航空工業(yè)強(qiáng)度所圓滿完成。本項(xiàng)試驗(yàn)首次采用了國(guó)際上先進(jìn)的垂直弦平面的加載技術(shù)，并采用了新的扣重方案，開(kāi)啟了全機(jī)靜力試驗(yàn)的新里程，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)民機(jī)研制歷史上的新突破。

飛機(jī)全機(jī)靜力試驗(yàn)的圓滿完成，為ARJ21-700展翅藍(lán)天發(fā)放了“通行證”，為中國(guó)民機(jī)產(chǎn)業(yè)走向世界大舞臺(tái)、實(shí)現(xiàn)中國(guó)航空工業(yè)的振興作出了貢獻(xiàn)。

今天，與小飛俠一起，解鎖國(guó)產(chǎn)飛機(jī)靜力試驗(yàn)沙盤(pán)里的“強(qiáng)度密碼”。

千錘百煉

強(qiáng)度試驗(yàn)是飛機(jī)研制流程“設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、試飛”四大環(huán)節(jié)中承上啟下、至關(guān)重要的一環(huán)。沒(méi)有強(qiáng)度試驗(yàn)，就不知道飛機(jī)設(shè)計(jì)得好不好、制造得行不行。沒(méi)有強(qiáng)度試驗(yàn)，飛機(jī)就不能首飛上天，更不能交付運(yùn)營(yíng)?？梢哉f(shuō)，強(qiáng)度試驗(yàn)為飛機(jī)的成功研制和安全運(yùn)維發(fā)揮著全生命歷程的保駕護(hù)航作用。而靜力試驗(yàn)則是強(qiáng)度試驗(yàn)最基本、也最為重要的試驗(yàn)門(mén)類(lèi)之一。

為什么要做靜力試驗(yàn)？因?yàn)轱w機(jī)在滑跑、起飛、空中飛行、降落、著陸的時(shí)候，要承受不同的載荷。飛機(jī)設(shè)計(jì)是不是滿足了這些要求，結(jié)構(gòu)能不能達(dá)到預(yù)期的承載期望，必須在試驗(yàn)室里通過(guò)模擬各種載荷的工況來(lái)測(cè)試，好比檢驗(yàn)人的肌肉和骨骼是否足夠強(qiáng)壯、有韌性。

▲飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度地面試驗(yàn)加載響應(yīng)示意圖

全機(jī)靜力試驗(yàn)則是一個(gè)極為復(fù)雜的過(guò)程，包括試驗(yàn)設(shè)計(jì)、安裝、實(shí)施等諸多環(huán)節(jié)。試驗(yàn)開(kāi)始前，飛機(jī)往往會(huì)被“五花大綁”，科研人員如同給飛機(jī)做“心電圖”一樣，從機(jī)翼、機(jī)身到尾翼貼滿應(yīng)變片，每一個(gè)應(yīng)變片連接信號(hào)傳輸線。試驗(yàn)實(shí)施時(shí)，需要用以計(jì)算機(jī)為核心的多點(diǎn)協(xié)調(diào)加載控制系統(tǒng)，統(tǒng)一控制各種加載設(shè)備，將靜態(tài)試驗(yàn)載荷按預(yù)定程序由小到大分級(jí)施加到真實(shí)的飛機(jī)結(jié)構(gòu)上，模擬飛機(jī)真實(shí)使用的各種情況。同時(shí)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)收集并記錄結(jié)構(gòu)的變形、應(yīng)力等試驗(yàn)數(shù)據(jù)，如果發(fā)生破壞或局部損傷，試驗(yàn)系統(tǒng)要及時(shí)、準(zhǔn)確記錄破壞發(fā)生的過(guò)程和詳細(xì)數(shù)據(jù)。科研人員通過(guò)全機(jī)靜力試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)薄弱部位，驗(yàn)證鑒定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝，給出強(qiáng)度綜合評(píng)定結(jié)果，為后續(xù)的研制提供依據(jù)。

只有通過(guò)了全機(jī)靜力試驗(yàn)的嚴(yán)格考核，飛機(jī)才能獲得飛向藍(lán)天的首飛許可。每一款翱翔天際的國(guó)產(chǎn)飛機(jī)都在這里經(jīng)歷過(guò)“千錘百煉”的強(qiáng)度考驗(yàn)。而這項(xiàng)決定飛機(jī)能否飛上藍(lán)天的全機(jī)靜力試驗(yàn)，由我國(guó)航空工業(yè)唯一的飛機(jī)強(qiáng)度研究與鑒定中心——航空工業(yè)強(qiáng)度所承擔(dān)。強(qiáng)度所建所60余年來(lái)，先后承擔(dān)了國(guó)內(nèi)研制、改型和引進(jìn)的所有軍民用飛機(jī)的強(qiáng)度試驗(yàn)工作。

篳路藍(lán)縷

時(shí)間回溯到1965年，在原國(guó)防部六院、原第三機(jī)械工業(yè)部的戰(zhàn)略擘畫(huà)下，強(qiáng)度所于國(guó)家“三線建設(shè)”的時(shí)代浪潮中，在陜西省耀縣應(yīng)運(yùn)而生，成為應(yīng)對(duì)國(guó)際封鎖、自力更生開(kāi)展航空科學(xué)技術(shù)研究的關(guān)鍵布局，支撐中國(guó)航空工業(yè)走上了獨(dú)立自主的發(fā)展道路。

▲建設(shè)中的耀縣1號(hào)廠房

國(guó)家對(duì)強(qiáng)度所的建所要求，在初期階段為滿足轟6飛機(jī)的試制，而完成轟6飛機(jī)全機(jī)靜力試驗(yàn)更是當(dāng)務(wù)之急，也是強(qiáng)度所的首次大考。老一輩航空人響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，在耀縣山溝開(kāi)山鑿石、架橋鋪路，邊抓建設(shè)邊搞科研，在黃土地上澆筑起守護(hù)藍(lán)天的鋼鐵脊梁，僅用三年時(shí)間就建成了亞洲最大、設(shè)施一流的1號(hào)靜力試驗(yàn)廠房，基本上具備了科研條件。

1968年12月28日上午10 時(shí)，轟6飛機(jī)全機(jī)A情況懸空破壞試驗(yàn)（全機(jī)靜力試驗(yàn)的一種典型工況）正式開(kāi)始。1號(hào)廠房大廳里準(zhǔn)備就緒，作為當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)規(guī)模最大、載荷最高、加載點(diǎn)最多的一次試驗(yàn)，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)紛紛到場(chǎng)，八一電影制片廠的電影攝影機(jī)早已就位，確保完整捕捉此次試驗(yàn)的全過(guò)程。

隨著試驗(yàn)指揮的加載指令不斷下達(dá)，機(jī)體偶爾發(fā)出的聲響牽絆著每個(gè)人的心弦。隨著一聲巨響，巨大的破壞力把機(jī)翼硬生生從翼根處折斷，整個(gè)機(jī)身也被撕裂開(kāi)來(lái)，一些碎片飛出幾米開(kāi)外，機(jī)身上面的大型杠桿在空中搖擺撞擊，發(fā)出叮當(dāng)?shù)穆曧憽４髲d里霎時(shí)掌聲雷動(dòng)，所有人揮臂高呼，歡呼聲久久不散。

征程自此始，苦難皆云煙。轟6飛機(jī)全機(jī)靜力破壞試驗(yàn)的圓滿成功，標(biāo)志著我國(guó)已具備開(kāi)展大型飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)的能力與水平，中國(guó)飛機(jī)強(qiáng)度事業(yè)進(jìn)入了新紀(jì)元！同時(shí)，老一輩航空人在人員新、設(shè)備新、廠房新的艱苦條件下完成的試驗(yàn)，破除了職工心中的“三怕”思想，即一怕技術(shù)過(guò)不了關(guān)，二怕按時(shí)完不成任務(wù)，三怕負(fù)不起責(zé)任，為后續(xù)試驗(yàn)?zāi)芰Φ倪M(jìn)一步發(fā)展融入了敢闖敢創(chuàng)的內(nèi)生動(dòng)力和披荊斬棘的強(qiáng)健基因。

此后，強(qiáng)度所充分發(fā)揮航空強(qiáng)度研究與鑒定主力軍和“國(guó)家隊(duì)”作用，用包括全機(jī)靜力試驗(yàn)在內(nèi)的數(shù)百架次全機(jī)試驗(yàn)、數(shù)千項(xiàng)大部件試驗(yàn)、數(shù)萬(wàn)次部件試驗(yàn)、數(shù)百萬(wàn)件元件試驗(yàn)，千錘百煉托起祖國(guó)戰(zhàn)鷹翱翔藍(lán)天。

勇立潮頭

進(jìn)入21世紀(jì)，隨著我國(guó)航空工業(yè)的“井噴式”發(fā)展，強(qiáng)度試驗(yàn)有力保障了以運(yùn)20、C919、AG600“大飛機(jī)三劍客”為代表的一大批型號(hào)任務(wù)的研制。

2017年，強(qiáng)度所成功完成C919全機(jī)靜力試驗(yàn)，不僅保障了首飛，而且突破了一體化加載平臺(tái)設(shè)計(jì)技術(shù)、雙層地板梁雙向靜力加載技術(shù)，約束點(diǎn)主動(dòng)位移補(bǔ)償技術(shù)等八大關(guān)鍵技術(shù)，標(biāo)志著我國(guó)大飛機(jī)強(qiáng)度試驗(yàn)?zāi)芰Q身世界一流行列。

2024年1月4日，歷時(shí)741天，AG600飛機(jī)全機(jī)靜力試驗(yàn)圓滿收官。作為全球在研最大的水陸兩棲飛機(jī)，AG600的靜力試驗(yàn)首次引入水載荷工況，創(chuàng)新性設(shè)計(jì)了“船首著水”“斷階著水”等特殊試驗(yàn)場(chǎng)景，為“鯤龍”后續(xù)海上試飛和適航取證提供了關(guān)鍵的強(qiáng)度支撐。

2020年，強(qiáng)度所作為主要完成單位牽頭申報(bào)的“大型飛機(jī)研制強(qiáng)度關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目榮獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，項(xiàng)目構(gòu)建了我國(guó)大型飛機(jī)強(qiáng)度專(zhuān)業(yè)技術(shù)體系，形成了國(guó)際先進(jìn)的大型飛機(jī)強(qiáng)度分析實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γタ肆舜笮惋w機(jī)強(qiáng)度研制的耐久安全長(zhǎng)壽命、輕質(zhì)結(jié)構(gòu)抗沖擊、全機(jī)實(shí)驗(yàn)低風(fēng)險(xiǎn)等三大關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。本次獲獎(jiǎng)不僅凸顯了強(qiáng)度試驗(yàn)在型號(hào)研制中的重要性，也充分體現(xiàn)了以全機(jī)靜力試驗(yàn)技術(shù)為代表的強(qiáng)度試驗(yàn)技術(shù)的快速發(fā)展。

經(jīng)過(guò)60多年的發(fā)展，強(qiáng)度所構(gòu)建了以九大全機(jī)試驗(yàn)?zāi)芰榇?，覆蓋有人到無(wú)人、陸基到艦載、低速到高聲速等的全譜系軍民用飛機(jī)“積木式”驗(yàn)證體系，實(shí)現(xiàn)了型號(hào)研制由一元向多元、一維向多維、物理到虛實(shí)融合的“三大跨越”。近年來(lái)，聚焦型號(hào)需求，勇闖強(qiáng)度鑒定“無(wú)人區(qū)”，在全機(jī)落震、全機(jī)氣候適應(yīng)性、全機(jī)力熱、全機(jī)虛擬等試驗(yàn)驗(yàn)證方面，創(chuàng)造了多個(gè)國(guó)內(nèi)“首次”。

航史館的飛機(jī)靜力試驗(yàn)沙盤(pán)承載了我國(guó)飛機(jī)強(qiáng)度試驗(yàn)的發(fā)展記憶，每一次加載的轟鳴，都是航空人向著科技巔峰邁進(jìn)的步伐；每一次斷裂的震顫，都是大國(guó)重器凌云而起的前奏。

從轟6的初創(chuàng)探索到如今的世界一流，從手動(dòng)加載的艱苦創(chuàng)業(yè)到數(shù)字化的智能轉(zhuǎn)型，一代代航空人將“忠誠(chéng)奉獻(xiàn)、自力更生、艱苦奮斗、勇攀高峰”的新時(shí)代航空?qǐng)?bào)國(guó)精神融入血脈，托舉起國(guó)產(chǎn)飛機(jī)的“鋼鐵脊梁”。未來(lái)，“中國(guó)強(qiáng)度”將繼續(xù)以千鈞之力鍛造國(guó)之重器的鐵翼，在航空強(qiáng)國(guó)的新征程上書(shū)寫(xiě)新的輝煌篇章。

轉(zhuǎn)自中航工業(yè)

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