我國自主研制的首款國際主流水準的干線客機C919首飛成功,托舉著中國幾代航空人的夢想翱翔藍天。這是我國航空科技史上的一次集成創(chuàng)新。記者昨日獲悉,大連理工大學工程力學系工業(yè)裝備結(jié)構(gòu)分析國家重點實驗室白瑞祥團隊先后承擔并圓滿完成了C919加筋壁板結(jié)構(gòu)、垂尾盒段結(jié)構(gòu)以及尾翼前緣抗鳥撞等結(jié)構(gòu)的承載能力檢測和力學性能計算評估等5項課題,助力C919大飛機成功首飛。
國產(chǎn)大飛機的研制,關(guān)鍵之一是提高先進材料應(yīng)用水平。復(fù)合材料用量是民用客機先進性的重要標志,國外飛機行業(yè)發(fā)展趨勢是大幅度提高復(fù)合材料的應(yīng)用率以實現(xiàn)減重和提高飛機性能。而國產(chǎn)大飛機C919在復(fù)合材料應(yīng)用上,面臨著國內(nèi)基礎(chǔ)能力薄弱和適航認證無經(jīng)驗等一系列巨大困難。研究團隊針對大型復(fù)合材料構(gòu)件試驗需求,進行了大噸位大尺寸加載系統(tǒng)、承力系統(tǒng)和電測系統(tǒng)的建設(shè),開展了材料級、結(jié)構(gòu)級、部件級三級的大飛機復(fù)合材料結(jié)構(gòu)破壞機理研究,并開發(fā)數(shù)值分析模型和軟件,指導(dǎo)、校正實際試驗,建立了飛機典型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的破壞行為數(shù)據(jù)庫。
在解決C919尾翼、中央翼復(fù)合材料壁板承載強度和安全性能等關(guān)鍵問題時,為保證從復(fù)合材料壁板各環(huán)節(jié)處獲得翔實、完備、有效的實驗數(shù)據(jù),研究團隊采取在飛機壁板上對危險考驗部位貼大量應(yīng)變片的采集數(shù)據(jù)方法。為不忽略每一可靠數(shù)據(jù)的采集,一個大型壁板就需要采集300~400個通道數(shù)據(jù),針對C919飛機,一共測試了60多塊壁板,也就是要貼1.8萬~2.4萬個應(yīng)變片。
在飛機尾翼結(jié)構(gòu)前緣承載能力試驗中,團隊創(chuàng)造性地設(shè)計了加載拉壓墊和分力杠桿系統(tǒng),使實驗加載具有更高的精度。他們采用設(shè)計變形協(xié)調(diào)裝置,選取飛機垂尾和平尾的局部結(jié)構(gòu)進行實驗,在國內(nèi)首次實現(xiàn)了變形協(xié)調(diào)、氣動載荷、可控環(huán)境溫度的多場耦合下大飛機承載能力試驗。