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在中国飞机强度研究所,有上千名“强度人”,他们每天的工作便是对新研制飞机进行强度验证,并给出鉴定结论.从运20、C919到“鲲龙”AG600,每一架新型号试验机都需通过万般历练之后才能取得通行证、允许投入飞行.
“在行业里面,很多人称我们的工作是搞飞机‘破坏’的,但其实我们的这种‘破坏’意义非常重大.”强度所所长王彬文称：“为了让一款飞机拥有高品质的生命力,让它的潜力发挥到极致,我们做的是一系列严谨科学细致的‘破坏’.”
飞不起来的“兄弟机”
10月20日,我国首款自主研制的大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600在湖北荆门成功实现水上首飞起降.而就在“鲲龙”成功飞天之时,它的另一个“孪生兄弟”则静静地放在陕西航空经济开发区的强度所新区内.强度所则总是寂静的.但在这里的试验室内,每天却都上演着壮观的强度试验.
作为我国航空工业唯一的飞机强度研究中心与地面强度验证试验基地,强度所承担的是飞机研制过程中的设计、制造、试验、试飞四大环节中必不可少的“第三棒”.从飞机的元件、组件、部件,再到全机结构都需要在强度所经过相关专业的强度鉴定验证.
在强度所里“修炼”的飞机型号很多：“胖妞”运20、“鲲龙”AG600……还有一架“小玖”C919则放在强度所上海分部的试验室里.这些试验机由于经过了无数次折腾,再也不能飞上天空.但它们通过各项“极限考验”积累下来的数据,却为“兄弟机”的飞行和适航取证做出了不可替代的贡献.
给飞机做“心电图”
每一台试验机的试验过程几乎都是惨烈的,尤其是静力试验机和疲劳试验机.但在众多航空迷心中,全机静力试验却是最具“观赏性”的一项试验,它是通过模拟飞机在空中和地面使用中的受载情况,验证其结构是否满足静强度要求.
试验开始前,一台静力试验机往往会先被“五花大绑”,科研人员如同给飞机做“心电图”一样,从机翼、机身到尾翼贴满白色的胶布带,在关键考核部位贴有能敏感测出应变的电阻应变片,每一个应变片上再连接一根信号传输线,用以实时监测加载过程中结构响应的应变数据.
只有当飞机结构能够承受住设计载荷的考验,才能支撑其安全地飞上蓝天.
今年国庆前夕,《加油！向未来》中,就有报道C919飞机全机静力试验的过程,强度所也因此“圈粉”不少.在节目现场播放的真实试验画面中,我们可以看到：随着“测试,加载”的指令发出,C919开始被无数根钢丝从四面八方吊了起来.“加载5%,以5%为一级,逐级加至20%、30%……85%”一旁的红色数据不断攀升,机翼也会随着载荷的增大高高翘起,大屏幕上的数据曲线也同时在跃动.
“加载至150%,保载3秒！”最终,C919机翼顶端的弯曲幅度超过了3米,此时单侧机翼所承受的载荷达到100吨,相当于飞机自身重量的3.75倍,飞机仍完好无损,试验取得成功.
从“破坏者”到“体检医生”
虽然只有短短3秒,但“强度人”却需要准备300多天.因为全机情况只是静力试验的一类工况,而一架飞机要完成的还有增压舱增压、前起落架连接区、主起落架连接区等数十种工况的试验,这一系列高难度任务,都需要由“强度人”完成.
强度所的资深员工庄梁透露,飞机上成千上万个测试点的白色胶布带的粘贴、载荷加载设备的连接也都需要“强度人”手工操作而成.“航空器体型越庞大,结构越复杂,测试点也就越多.”
1960年代,强度所创建于陕西耀县的一个山沟沟里,成为我国航空工业当时唯一的飞机强度研究、验证和鉴定中心.但早期的强度试验技术不像现在如此先进,“包括像轰-6和运-8等飞机,由于没有像现在的协调保护、加载、数字化控制技术,一切都是手动.做起‘破坏’试验来,简直是地动山摇、摧枯拉朽.”王彬文这样形容.
如今做试验,“强度人”更像是飞机的“体检医生”,需要将飞机潜在的“骨骼病”一一测出.他们给每一架飞机设定一套专属的“体检套餐”.如大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600就多拥有一份区别于陆地起降飞机的水载荷静力试验项目.
“一只小鸟都不放过”
航空强度体系完备到“连一只小鸟都不会放过”——这便是鸟撞试验,模拟“飞机撞鸟”这一飞行事故.
如何准确地模拟鸟撞过程呢？这一直是适航验证试验中的难题.普遍的做法是将同等重量的家禽“装弹”模拟飞鸟,利用空气炮等装置加速“鸟弹”撞击飞机结构,从而评估结构的抗鸟撞安全性.
除此之外,极限高温、极限低温试验也存在“风险”：“强度人”往往需要穿着防护服进入到超过70℃、低至能“泼水成冰”的试验室内,一边克服心理压力,对飞机进行周身检测试验,一边记录飞机的受损情况,制成“病历”.种种细节,都需要写入到“病历”中,为飞机的后续“治疗”提供依据.
（摘自《广州日报》程依伦、罗嘉妮）
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参考文献：
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