笃志逐梦 义鹘凌云
——记航空工业沈阳飞机设计研究所项目总设计师王向明
2021-05-10吴应清
科学中国人 2021年8期
吴应清
“没有什么是一成不变的”
“飞机结构设计是一项创造性工作,没有什么是一成不变的”,这是沈阳飞机设计研究所(以下简称“沈阳所”)项目总设计师王向明经常挂在嘴边的一句话。他从事飞机结构设计已经30多年,主持和参与了多个型号战机结构的设计工作。
在国际社会高度竞争发展的今天,无论是国家安全,还是经济建设,都要依靠强大的国防力量作为后盾。有实力,才有底气。先进战机作为航空武器装备克敌制胜的重要因素,更是我国广阔海空疆域安全保障的重要支撑。
迄今为止,战机已经发展至第四代(国外称第五代),例如美国F-22、F-35,俄罗斯苏-57等。但王向明指出,无论哪一代战机,都离不开机体结构。机体结构构成了飞行和装载平台,是影响飞机战技性能和飞行安全的关键因素。机体结构通常占飞机空机重量的45%以上,比例高、影响大。现代战机结构普遍存在着两类棘手的问题——新机研制普遍超重、服役型号频繁开裂。超重通常达8%以上,这样算下来,轻则数百公斤,重则甚至上吨,而疲劳开裂约占外场损伤总量的80%。这两类问题影响极大,其中结构超重会降低飞机战术、技术指标,使飞机变得笨重、航程变短、挂载武器减少;疲劳开裂则会直接影响飞行安全,降低服役战机的完好率、出勤率。
王向明介绍,结构设计通常采用先进技术手段来挖掘潜力,例如优化、数字化等精益设计,复合材料、钛合金等先进材料替换,高效数控加工、焊接、超塑成形、3D打印等先进制造工艺应用等,但他同时感叹,重量和寿命指标已达极致,触及“天花板”,甚至发展至没有飞机不超重、没有型号不开裂的境地。……
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