讓飛機百煉成鋼的“破壞狂”

在中國飛機強度研究所，有上千名“強度人”，他們每天的工作便是對新研制飛機進(jìn)行強度驗證，并給出鑒定結(jié)論。從運20、C919到“鯤龍”AG600，每一架新型號試驗機都需通過萬般歷練之后才能取得通行證、允許投入飛行。

“在行業(yè)里面，很多人稱我們的工作是搞飛機‘破壞’的，但其實我們的這種‘破壞’意義非常重大?！睆姸人L王彬文稱：“為了讓一款飛機擁有高品質(zhì)的生命力，讓它的潛力發(fā)揮到極致，我們做的是一系列嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)細(xì)致的‘破壞’?！?/p>

飛不起來的“兄弟機”

10月20日，我國首款自主研制的大型水陸兩棲飛機“鯤龍”AG600在湖北荊門成功實現(xiàn)水上首飛起降。而就在“鯤龍”成功飛天之時，它的另一個“孿生兄弟”則靜靜地放在陜西航空經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的強度所新區(qū)內(nèi)。強度所則總是寂靜的。但在這里的試驗室內(nèi)，每天卻都上演著壯觀的強度試驗。

作為我國航空工業(yè)唯一的飛機強度研究中心與地面強度驗證試驗基地，強度所承擔(dān)的是飛機研制過程中的設(shè)計、制造、試驗、試飛四大環(huán)節(jié)中必不可少的“第三棒”。從飛機的元件、組件、部件，再到全機結(jié)構(gòu)都需要在強度所經(jīng)過相關(guān)專業(yè)的強度鑒定驗證。

在強度所里“修煉”的飛機型號很多：“胖妞”運20、“鯤龍”AG600……還有一架“小玖”C919則放在強度所上海分部的試驗室里。這些試驗機由于經(jīng)過了無數(shù)次折騰，再也不能飛上天空。但它們通過各項“極限考驗”積累下來的數(shù)據(jù)，卻為“兄弟機”的飛行和適航取證做出了不可替代的貢獻(xiàn)。

給飛機做“心電圖”

每一臺試驗機的試驗過程幾乎都是慘烈的。尤其是靜力試驗機和疲勞試驗機。但在眾多航空迷心中，全機靜力試驗卻是最具“觀賞性”的一項試驗。它是通過模擬飛機在空中和地面使用中的受載情況，驗證其結(jié)構(gòu)是否滿足靜強度要求。

試驗開始前。一臺靜力試驗機往往會先被“五花大綁”，科研人員如同給飛機做“心電圖”一樣，從機翼、機身到尾翼貼滿白色的膠布帶，在關(guān)鍵考核部位貼有能敏感測出應(yīng)變的電阻應(yīng)變片，每一個應(yīng)變片上再連接一根信號傳輸線，用以實時監(jiān)測加載過程中結(jié)構(gòu)響應(yīng)的應(yīng)變數(shù)據(jù)。

只有當(dāng)飛機結(jié)構(gòu)能夠承受住設(shè)計載荷的考驗，才能支撐其安全地飛上藍(lán)天。

今年國慶前夕，《加油！向未來》中，就有報道C919飛機全機靜力試驗的過程。強度所也因此“圈粉”不少。在節(jié)目現(xiàn)場播放的真實試驗畫面中，我們可以看到：隨著“測試，加載”的指令發(fā)出，C919開始被無數(shù)根鋼絲從四面八方吊了起來?！凹虞d5%，以5%為一級，逐級加至20%、30%……85%”一旁的紅色數(shù)據(jù)不斷攀升，機翼也會隨著載荷的增大高高翹起。大屏幕上的數(shù)據(jù)曲線也同時在躍動。

“加載至150%，保載3秒！”最終，C919機翼頂端的彎曲幅度超過了3米，此時單側(cè)機翼所承受的載荷達(dá)到100噸，相當(dāng)于飛機自身重量的3，75倍，飛機仍完好無損，試驗取得成功。

從“破壞者”到“體檢醫(yī)生”

雖然只有短短3秒。但“強度人”卻需要準(zhǔn)備300多天。因為全機情況只是靜力試驗的一類工況，而一架飛機要完成的還有增壓艙增壓、前起落架連接區(qū)、主起落架連接區(qū)等數(shù)十種工況的試驗，這一系列高難度任務(wù)，都需要由“強度人”完成。

強度所的資深員工莊梁透露。飛機上成千上萬個測試點的白色膠布帶的粘貼、載荷加載設(shè)備的連接也都需要“強度人”手工操作而成?！昂娇掌黧w型越龐大，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，測試點也就越多?！?/p>

1960年代，強度所創(chuàng)建于陜西耀縣的一個山溝溝里，成為我國航空工業(yè)當(dāng)時唯一的飛機強度研究、驗證和鑒定中心。但早期的強度試驗技術(shù)不像現(xiàn)在如-此先進(jìn)，“包括像轟6和運-8等飛機，由于沒有像現(xiàn)在的協(xié)調(diào)保護(hù)、加載、數(shù)字化控制技術(shù)，一切都是手動。做起‘破壞’試驗來。簡直是地動山搖、摧枯拉朽?！蓖醣蛭倪@樣形容。

如今做試驗，“強度人”更像是飛機的“體檢醫(yī)生”，需要將飛機潛在的“骨骼病”一一測出。他們給每一架飛機設(shè)定一套專屬的“體檢套餐”。如大型水陸兩棲飛機“鯤龍”AG600就多擁有一份區(qū)別于陸地起降飛機的水載荷靜力試驗項目。

“一只小鳥都不放過”

航空強度體系完備到“連一只小鳥都不會放過”——這便是鳥撞試驗。模擬“飛機撞鳥”這一飛行事故。

如何準(zhǔn)確地模擬鳥撞過程呢？這一直是適航驗證試驗中的難題。普遍的做法是將同等重量的家禽“裝彈”模擬飛鳥，利用空氣炮等裝置加速“鳥彈”撞擊飛機結(jié)構(gòu)，從而評估結(jié)構(gòu)的抗鳥撞安全性。

除此之外，極限高溫、極限低溫試驗也存在“風(fēng)險”：“強度人”往往需要穿著防護(hù)服進(jìn)入到超過70°C、低至能“潑水成冰”的試驗室內(nèi)，一邊克服心理壓力，對飛機進(jìn)行周身檢測試驗。一邊記錄飛機的受損情況，制成“病歷”。種種細(xì)節(jié)，都需要寫入到“病歷”中，為飛機的后續(xù)“治療”提供依據(jù)。