新民晚报:交大民机结构强度实验室为飞机设计制造把好“安全关”

    期次:第1576期   






  飞机飞行环境复杂,受气流影响,也会受到高空环境腐蚀等,飞机上各部段、部件的结构强度是飞行安全的基础。位于上海交通大学闵行校区内的航空航天学院民机结构强度综合实验室就是飞机制造中的一道“安全关”,被列入国产大型客机研制第一方阵,承担了C919复合材料平尾、机身后压力框两大部段的联合研制等任务。
  越早发现问题越节约成本“飞机看得到的所有东西其实都是结构,结构设计与强度分析是飞机设计的重要环节。”上海交大航空航天学院副教授、实验室主任余音介绍,从飞机部件、子部件到细节件甚至微小的材料级结构强度实验都可以在实验室完成。余教授解释,一架飞机或航天器越到大型部件成本也越高,越早发现问题越节约成本,因此在实验室里对材料、部件进行仔细严格的实验,模拟复杂的飞行环境和部件受力情况观察“动”、“静”状态中实验件的性能和安全性对飞机制造来说是重要环节。
  实验室里有大型吊装设备来针对大部件,也有用于实验小到方寸的材料的仪器装置,实验人员在一种新的试验项目开始之前都要进行认真研究,以确保试验获得准确的数据。
  国产大型客机研制第一方阵我国大型客机研制初步设计阶段时开展了七大复合材料部段研制攻关项目,民机结构强度综合实验室参与了C919大型客机的复合材料平尾、机身后压力框两大部段的联合设计与试验测试任务,因而被列入国产大型客机研制第一方阵。此外,实验室团队还同时承担着大型客机机翼、机身、尾翼等相关结构一系列分析、试验选型和ARJ21飞机等其他型号、预研及教学等工作。
  C919的平尾是飞机尾部的重要结构部件,平尾的强度对飞机的安全起着至关重要的作用。我国第一次研制大型飞机,国内缺乏经验可以借鉴,对结构强度实验来说也是如此。标准的冲击试验机放置十几厘米的材料试验样件,而不规则形的平尾结构却长达十几米,如何开展冲击阻抗的试验研究?既然没有现成设备,实验室团队就自主研发,研发的非标冲击设备使得实验件的大小、形状不再成为问题,这个设备还申请了多个专利。
  承担适航审定技术研究工作除了对现有构件进行强度研究、材料和结构力学性能试验之外,实验室团队还承担了适航审定技术研究的工作。“适航审定关系着安全性是否达标的标准,以前没有中国民机,我们只能参照美国标准。而‘民机发展,适航先行’,与设计制造中国自己的飞机一样,拥有自己的适航审定技术同样重要,这意味着我们国家要有自己的民机技术管理规章。”余音说,“我们国家也要在这一领域建立自己的话语权。规章的建立和符合性验证都要通过研究和实验一一找到科学依据。”
  新材料新结构的设计和研究也是上海交大结构强度团队的主要工作。作为研究型高校,课题组注重基础研究,注重申请国家自然基金、上海市自然基金等项目,在前沿技术和和先进材料力学性能方面开展创新性研究,每年都有多篇SCI论文发表。
(易蓉)

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