C919大型客机复合材料许用值试验 项目IPT团队工作纪实

 

原题:细构民机脊梁
——C919大型客机复合材料许用值试验
项目IPT团队工作纪实
 
    “祝您生日快乐,祝您生日快乐……”一阵阵真诚而又动听的歌声从上飞院强度部的休息室传来,走近一看,原来是强度部C919大型客机复合材料许用值试验项目IPT团队的年轻人正在为退休的老专家潘岳龙老师祝贺生日。团队年轻的负责人刘衰财动情地表示:“潘老师为民机奋斗了一辈子,是我们年轻人学习的榜样。我们团队要继承发扬老一辈航空人的精神,继续前进,奋力攻关,为中国的民机事业做出自己应有的贡献!”
    这句朴实的话语道出了C919大型客机复合材料许用值试验项目IPT团队所有成员的心声,在攻坚克难的道路上,他们用实际行动筑起了大飞机的脊梁。
 
白手起家 摸索中求发展
    复合材料是由两种或两种以上材料独立物理项,通过复合工艺组合构成的新型材料。它保留原组分材料的主要特点,通过复合效应获得原组分材料所不具备的性能,经过材料设计可使各组分材料的性能互相补充,从而获得优越性能。复合材料以其独特的性能优势在航空航天结构中获得越来越广泛的应用,其用量业已成为衡量民用飞机先进性的重要指标。
    C919大型客机采用了大量复合材料结构,由于复合材料的特殊性,其性能与结构设计形式、工艺方法及制造水平都息息相关,故复合材料结构的设计许用值必须通过试验来确定。这是适航条款的要求,同时也是复合材料“积木式”验证系列试验的基础,将为后续强度分析验证提供必要的依据,是C919大型客机复合材料结构适航取证的基础。
    早在2010年,中国商飞公司就启动了许用值的相关工作,鉴于当时结构设计并不完善,材料规范、工艺规范没有成文,上飞院强度部的同事们只能根据理论概念进行许用值试验设计。回忆起当年这段艰苦岁月,强度部部长李凯无限感慨:“当时确实心里没有底气,我们开展工作可以说是事倍功半。因为没有标准参照,而且目前的适航又是按照国际标准进行审查的,很多要求对于我们来说都是全新的,我们只能自己摸索着往前走,这样设计出的试验件往往难以顺利通过后续的评审,很有可能会进行大量的反复工作。”
    零借鉴、时间紧、任务重,面对扑面而来的压力,强度部上下一心,团结协作。没有借鉴?那就自己编制试验件设计图纸。强度部先是将《试验件制造与检测要求》以文件的形式提交局方审批,在该要求中体现了试验件制造、检测的所有信息(材料、工艺、尺寸、精度、允许缺陷等),随后,集中兵力、各个击破,在《C919水平安定面设计许用值试验件制造和检测要求》与局方达成一致意见,其余各项参照此文件进行修改。
   “那时的工作基本就是摸着石头过河,一项一项要求地与局方进行交流沟通、一个一个问题地推敲解决,出现问题就得从头再来,每天重复的工作枯燥,工作量大,还看不到什么显著的成果。”刘衰财说,“但我们每个人心中都清楚肩上所负的责任,我们的工作将直接影响到型号的设计,无论如何我们都要做出一番成绩。”经过连续几个月的艰苦奋斗,《C919飞机复合材料水平安定面设计许用值试验件制造及检测要求》编制完成,并与局方沟通达成一致意见,其余各项要求参照此文件进行修改并顺利通过审批,达到试验件开工制造要求。
 
创新思路 发展中求进步
    2013年1月7日,中国商飞公司正式成立了一支以上飞院强度部为核心,联合多家参研单位的C919大型客机复合材料许用值试验项目联合攻关队。“IPT团队的成立就像给我们打了一剂强心剂,让之前一直没有工作头绪的我们找到了前进方向,更有信心面对挑战。”刘衰财说。
作为适航验证试验的一部分,试验件的设计需要得到局方的批准,由于各部件与结构设计的铺层都比较多,特别是采用两种纤维材料的混杂铺层的襟翼与后机身等部位,它们给许用值试验设计、规划增加了不少的难度。
    团队充分利用各种资源,展开了相关的大量工作,查阅资料,请教专家,公式推导,曲线拟合……最终确定采用包络原则,毯式曲线的方法对各部位的试验件进行规划,并逐项与局方交流。目前,各项设计许用值试验已与局方达成一致,并完成9项试验件制造文件的批准,且通过优化分析,促成试验件数量由29598件缩减为23278件,降低成本,减少试验周期。
    除此之外,由于复合材料采购周期较长,一般均需4-8个月的时间,为了使复合材料设计许用值试验项目能尽早开展,不在材料采购问题上耽搁进度,团队依托总师系统,结合试验项目中所需不同材料的使用周期,开展了预估材料、提前采购等,并由上飞公司和西子公司进行整体采购。材料的统一调度使用极大程度地避免了材料的浪费,推动团队工作的前进速度。
    2012年年底,总师系统针对各主要结构、主要材料、主要设计形式进行了设计许用值摸底试验,试验共设计了2644件试验件,目前已经交付2143件,完成试验1500多件,团队的创新工作得到充分的肯定。
 
无私奉献 进步中求坚守
    2012年上飞院实行“611”工作制,进行了百日攻坚。对于几乎所有负责人都是80后的团队来说,既挥洒着对工作的激情,又承担着对家庭的愧疚之情。团队中各个部段许用值试验件都由专人负责,每个负责人都必须坚守岗位,几乎顾不上家庭。
    无私奉献,坚守岗位成为团队中每位成员的信念。负责升降舵许用值的石冶金、平尾前缘许用值的陈率及球面框许用值的刘佳等由于繁忙的工作,他们出生不久的孩子几乎不认得天天早出晚归的父亲,负责襟翼许用值试验项目的郭连峰在生病住院中还一直关注着许用值的进展……C919飞机复合材料后机身后段设计许用值试验的负责人范振明说:“选择了这个行业,或多或少都有着属于自己的航空梦,既然投身于大飞机事业,就一定要长期坚守,无私奉献。”
    百日攻坚虽已过去3个多月,但C919大型客机复合材料许用值试验项目IPT团队的每位成员在和家人过完一个简单而温情的新年之后,又都自觉地开始实行属于他们自己的“611”,全身心地投入祖国的大飞机事业已经成为每一位成员的习惯。在成长的道路上,他们默默付出、无私奉献,为中国的大飞机翱翔蓝天描绘了一幅幅动人的画卷。
 

 

作者简介

姜笑,2010年7月参加工作。现任上海《大飞机》杂志社有限公司《中国大飞机》报编辑记者。