增壓艙增壓試驗(yàn)中的飛機(jī)像一個(gè)巨大的高壓鍋，登機(jī)門要承受16噸的載荷
很多人可能不知道，在飛機(jī)客艙內(nèi)設(shè)計(jì)有增壓設(shè)備，用來(lái)在空氣稀薄的高空給客艙增加氣壓，保持乘客在最舒適的大氣壓下?lián)碛辛己玫娘w行體驗(yàn)。此時(shí)，飛機(jī)要承受內(nèi)外壓差帶來(lái)的巨大載荷。飛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否能承受這份載荷的考驗(yàn)？這是C919大型客機(jī)進(jìn)行的第一項(xiàng)靜力試驗(yàn)——增壓艙增壓試驗(yàn)。
“為了保持乘客的舒適度，飛機(jī)在高空飛行會(huì)使用增壓設(shè)備給客艙增壓，使得座艙內(nèi)部大概相當(dāng)于海拔2400米左右的大氣環(huán)境。”中國(guó)商飛上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院強(qiáng)度部副部長(zhǎng)朱林剛說(shuō)。
飛機(jī)進(jìn)行限制載荷試驗(yàn)必須考慮飛機(jī)在工作中遇到的最嚴(yán)苛場(chǎng)景。在增壓艙增壓試驗(yàn)中，需要模擬0.8個(gè)大氣壓的壓差。“在上海的試驗(yàn)環(huán)境大概是1個(gè)大氣壓左右，因此，我們要往機(jī)艙‘灌’1.8個(gè)大氣壓的空氣，來(lái)模擬這個(gè)壓差。別小看這0.8個(gè)大氣壓的壓差，它相當(dāng)于在登機(jī)門大小的機(jī)身上施加16噸的載荷。”靜力試驗(yàn)團(tuán)隊(duì)強(qiáng)度部現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人趙峻峰說(shuō)。
“試驗(yàn)中的飛機(jī)就像一個(gè)巨大的高壓鍋，國(guó)外出現(xiàn)過(guò)進(jìn)行增壓艙極限載荷試驗(yàn)時(shí)艙門爆出的情況。如果有什么零件被壓力頂飛出來(lái)，那是非常危險(xiǎn)的。” 趙峻峰說(shuō)，“在試驗(yàn)時(shí)，我們給飛機(jī)做了一個(gè)防護(hù)網(wǎng)，為了更好地觀測(cè)飛機(jī)受載荷情況，把機(jī)身一些部位空了出來(lái)。等到做極限載荷試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)壓力還要在此基礎(chǔ)上再乘1.5倍來(lái)進(jìn)行。屆時(shí)會(huì)用個(gè)‘大罩子’把飛機(jī)罩起來(lái)，試驗(yàn)人員也要離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)預(yù)先安裝的傳感器和攝像設(shè)備測(cè)量和觀察試驗(yàn)。”
去年5月13日，在人們的見(jiàn)證下，C919大型客機(jī)順利完成了增壓艙增壓試驗(yàn)，為靜力試驗(yàn)開(kāi)了一個(gè)好頭。不過(guò)，比增壓艙增壓試驗(yàn)本身更為重要的，是試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)強(qiáng)度計(jì)算方法的驗(yàn)證。
“我們可以對(duì)飛機(jī)所有部位的嚴(yán)重工況進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬分析，得到飛機(jī)設(shè)計(jì)是否滿足強(qiáng)度要求的結(jié)論。但在真實(shí)試驗(yàn)中，不可能做那么多的靜力試驗(yàn)，既浪費(fèi)經(jīng)費(fèi)又浪費(fèi)時(shí)間，只能挑選最嚴(yán)苛工況進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)關(guān)鍵部位進(jìn)行考核。而適航當(dāng)局是否認(rèn)可模擬計(jì)算結(jié)果，就要依靠試驗(yàn)數(shù)據(jù)‘說(shuō)話’。”趙峻峰說(shuō)，做完增壓艙增壓試驗(yàn)后，立刻把試驗(yàn)數(shù)據(jù)拿來(lái)和強(qiáng)度計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，最后試驗(yàn)數(shù)據(jù)與計(jì)算結(jié)果吻合度較高，這就證明了自己設(shè)計(jì)的強(qiáng)度計(jì)算工具的有效性，對(duì)后續(xù)開(kāi)展C919大客機(jī)極限載荷靜力試驗(yàn)或其他型號(hào)靜力試驗(yàn)也都非常重要。
我國(guó)首款自主研制的支線噴氣客機(jī)ARJ21，在靜力試驗(yàn)時(shí)也曾經(jīng)歷過(guò)一段考驗(yàn)
在中國(guó)商飛公司上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院，強(qiáng)度團(tuán)隊(duì)是一支年輕的團(tuán)隊(duì)，里面幾乎全是“80后”“90后”。在很多專業(yè)領(lǐng)域仍是空白的中國(guó)民機(jī)產(chǎn)業(yè)，這支通過(guò)不懈努力和奮斗成長(zhǎng)起來(lái)的隊(duì)伍已嶄露頭角，由原來(lái)的三四十人壯大到220多人，也是中國(guó)民機(jī)研制的寶貴財(cái)富。在他們的努力下，C919飛機(jī)也已經(jīng)順利通過(guò)了全機(jī)2.5g靜力試驗(yàn)。這是難度最高、風(fēng)險(xiǎn)最大的試驗(yàn)項(xiàng)目之一，要驗(yàn)證的是飛機(jī)在2.5倍重力情況下的承載情況。而2.5g這個(gè)數(shù)字，也曾經(jīng)是一個(gè)幾乎要把強(qiáng)度團(tuán)隊(duì)乃至年輕的中國(guó)民用航空工業(yè)“壓”進(jìn)深淵的重力。
2009年12月1日，我國(guó)首款自主研制的支線噴氣客機(jī)ARJ21新支線飛機(jī)在進(jìn)行2.5g全機(jī)穩(wěn)定俯仰靜力試驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)載荷施加到87%載荷時(shí)，龍骨梁后延伸段結(jié)構(gòu)遭遇破壞，結(jié)構(gòu)無(wú)法繼續(xù)承載，試驗(yàn)被迫中止。這就意味著不僅后續(xù)20多項(xiàng)靜力試驗(yàn)全部無(wú)法繼續(xù)開(kāi)展，而且正在全面展開(kāi)的試飛工作也不得不全線陷于停滯。這對(duì)已經(jīng)面臨巨大進(jìn)度壓力的新支線飛機(jī)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，無(wú)異雪上加霜。
作為ARJ21靜力試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人，趙峻峰當(dāng)時(shí)一下子就蒙了。當(dāng)時(shí)負(fù)責(zé)機(jī)身強(qiáng)度的朱林剛也依然清晰地記得那一瞬情景和那一段“黑暗”的時(shí)光，“每一個(gè)人背負(fù)的壓力都特別大，壓抑得喘不過(guò)氣來(lái)”。這個(gè)以“為中國(guó)大飛機(jī)設(shè)計(jì)強(qiáng)健脊梁”為使命的年輕強(qiáng)度技術(shù)團(tuán)隊(duì)，在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)面臨難以在人前“挺起脊梁”的尷尬和窘迫。
2010年6月28日，經(jīng)過(guò)7個(gè)月絕地攻堅(jiān)，ARJ21新支線飛機(jī)2.5g極限載荷試驗(yàn)也就是2.5g靜力試驗(yàn)終于圓滿通過(guò)，掌聲、歡呼聲、喜極而泣聲溢滿了整個(gè)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)。
朱林剛說(shuō)，那是大飛機(jī)強(qiáng)度技術(shù)團(tuán)隊(duì)最刻骨銘心的一段歷程，“7個(gè)月，在各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的帶領(lǐng)下，我們把原因分析清楚了，把修正方案找到了，把故障復(fù)現(xiàn)了，走了整個(gè)質(zhì)量體系的過(guò)程，然后把事情最終干成了。更重要的是，這7個(gè)月大家不再僅僅是同事，而是戰(zhàn)友。”
來(lái)源：http://www.chinanews.com/cj/2017/02-06/8141430.shtml
