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彰显科技创新澎湃动力 基础研究让飞行更安全

来源:www.ipm-china.com.cn 点击:1269

《科技日报》记者马爱平日前获悉,主要由中国飞机实力研究所(以下简称“实力研究所”)完成的“大型飞机研制中的关键技术与实力应用”项目,已经开展了技术攻关,解决了大型飞机研制中面临的实力问题。所取得的成果对大型飞机的发展起到了重要的支撑作用,突出了我国航空基础技术的成就创新和显着进步。

伟大的责任,伟大的使命,光荣的

大飞机事业是建设创新型国家,提高中国自主创新能力,增强国家核心竞争力的重大决策。秘书长习近平说,“如果我们想成为一个强大的国家,我们必须建设装备制造业,建造大型飞机,并发挥领导和象征作用”。“大型飞机开发力量的关键技术与应用”项目依托力量研究所的专业优势,与中国大型飞机行业实现紧密联系。

理论研究是科学体系的源泉,而基础研究是科学体系的基石。源自力学的强度特性是航空设备最轻重量和最佳质量之间的博弈焦点,是确保安全、可靠、经济和舒适的核心技术。实力研究所是中国唯一的航空实力研究、实验和评估中心。它主要为飞机研制和改型提供强度关键技术和强度验证。它承担的大型飞机研制的强度关键技术是大型飞机成功飞入蓝天的核心技术之一。

据中国航空工业总公司实力专业首席技术专家、项目主要完成人实力研究所研究员王介绍,欧美大型飞机的发展已经走过了60多年的历程,先后建立了完整的大型飞机实力技术体系和验证能力,有力地支持了大型飞机的发展。然而,我国大型飞机的发展意味着在短期内实现最大起飞重量从60吨到200吨的跨越式发展。强度技术面临着极其严峻的挑战,尤其是耐久性安全、长寿命、轻质结构抗冲击和低全尺寸试验风险三大强度问题。有必要通过技术研究,揭示一些机理,提出一批方法,突破技术难点,形成实验能力,为大型飞机提供安全、经济、可靠、舒适的强有力的技术支持。

致力于科学研究和创新动力

力量研究所成立于1965年。它始终履行着国家赋予的“四大”使命。力量理论的探索者、力量技术的创造者、力量工具的提供者和力量设计的验证者都注重三个创新,深入挖掘和扩展,支持模型开发和促进专业发展。

作为大型飞机开发的重要研究单位,实力研究所、中国商用飞机研究所和中国航空飞机研究所联合组建的项目组历时10年,通过对20多个项目的深入研究,取得了丰硕的成果。特别是在创新方面:

耐久性和损伤容限技术中的长寿命设计积木验证系统和整体壁板复合载荷试验装置:针对短寿命耐久性问题,建立了全寿命域名应力模型,提出了疲劳特征值确定方法,开发了分析软件,实现了高精度耐久性分析,并成功应用于新工艺性能参数确定和结构设计。针对延长寿命不长的问题,揭示了机械和几何参数对性能的影响规律,突破了多参数损伤容限优化技术,提高了结构的损伤容限性能,保证了结构的安全性和成功性。为了解决实验验证不准确的问题,提出了用主轴承结构代替母零件的方法。

虚拟与物理测试并行融合

在全机强度虚拟实验技术方面:针对大型实验系统的故障风险,突破多通道协调加载、质量测量优化准备、多物理系统耦合仿真、加载过程智能预警等关键技术,建立了液压、机械和测量系统的数字模型。提高了实验系统的可靠性。针对超复杂结构的意外损伤风险,确定了典型结构损伤参数,提出了破坏准则,突破了宏细观跨尺度建模、多级边界等效、非线性刚度衰减技术,实现了渐进损伤虚拟化。刚度误差小于3%,应力误差小于5%,保证了实验飞机的安全性。针对单线程负载响应的偏差风险,创建了虚拟实验和物理实验并行集成的新模式,突破了危险现场监测和实验可靠性评估技术,提出了一致性准则,开发了虚拟实验软件,实验周期缩短了30%。

大成

C919飞机在2.5g机动平衡条件下的极限载荷静态试验

2018年7月12日,在中国民航总局(中国民航总局)和EASA(欧洲航空安全局)代表的见证下,完成的C919飞机静态试验的强度是机翼承受最严重的条件,也是适航审定的必要项目。该试验的成功完成不仅极大地推动了C919飞机的研制和适航审定进程,也标志着我国大型飞机强度试验能力和研究水平的提高。本次试验的成功体现了“大型飞机研制力量的关键技术及应用”项目的成果价值。

研究员王说:“大飞机研制强度关键技术及应用”项目已成功应用于国内大飞机的研制,为大飞机三剑客的飞行做出了突出贡献。在三大强度技术问题上,耐久、安全、长寿命技术在设计手册编制和近20个项目评估中的成功应用,支撑了中国大型飞机长寿命结构设计的技术飞跃,确保了长寿命指标的实现,达到欧美同类水平。轻型结构抗冲击技术已成功应用于20多个项目的评估,解决了大吨位、高过载、强冲击下的安全舒适问题,达到国际先进水平。全机实验的低风险技术已成功应用于多个项目的全机静态实验,确保了一次性成功、绝对安全和高加工效率。构建了全机实验的低风险技术,实现了从物理到数字验证的飞跃,达到国际一流水平。

据报道,该项目已在国家政府、航海、民航等航空领域的许多单位推广应用于多种类型设备的开发。衍生应用于航空航天、武器、船舶等大型军事领域的多设备开发;辐射已应用于石油、高速铁路和汽车等大型工业领域,极大地促进了我国装备发展能力的提高和技术体系的发展。该成果已被广泛应用于大型航空、大型军工、大型工业等10多个行业,并在近20个省的100多个单位得到应用。总共完成了500份申请。三年来,新增产值达到7亿元,间接经济效益近100亿元。

此外,该项目还形成了一系列科研成果,授予国家发明专利23项,实用新型16项,软件版权20项,发表专着2部,发表SCI/EI及核心期刊论文52篇,2018年获航空学会科技成果一等奖,极大地推动了实力专业技术的发展。

由于大型飞机发展中的杰出创新

科学技术使国家繁荣,科学技术使国家强大,科学技术使“中国梦”。在建设世界科技强国的征程中,实力派表示将继续发扬科学报国的光荣传统和求真务实、勇攀高峰的科学精神。它将进一步完成“航空报国,航空强国”的初步使命。它将抓紧每一分钟努力工作,不辜负黄金时代,再次向前迈进,并将继续提高其实力研究和技术创新的能力。我们要用汗水浇灌收获,扎实工作,努力实现原始创新的重大突破,攻克关键核心技术,解决创新发展难题,为实现“建设世界一流航空强度研究与验证中心”的愿景做出新贡献,加快航空强国、科技强国建设,实现中华民族伟大复兴的中国梦。

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