大型飞机研制强度关键技术及应用:让飞行更安全更可靠

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中国航空报讯:近日,由中国航空学会提名、航空工业强度所作为主要完成单位申报的“大型飞机研制强度关键技术及应用”项目荣获国家科学技术进步二等奖。该项目主要针对大型飞机研制过程中面临的强度难题开展技术研究和攻关,取得的成果对于大型飞机研制起到了重要的支撑作用,突出反映了我国航空基础技术的成果创新和显著进步。

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责任重大 使命光荣

大飞机事业是建设创新型国家、提高我国自主创新能力和增强国家核心竞争力的重大决策。福建省体育彩票_[开户赠金]“大型飞机研制强度关键技术及应用”项目正是依托强度所的专业优势,实现了与我国大飞机事业的紧密联系。

福建省体育彩票_[开户赠金]据项目主要完成人中国航空工业强度专业首席技术专家、强度所王彬文研究员介绍:美欧大型飞机研制已历经60余年,相继建立了完整的大型飞机强度技术体系和验证能力,有力地支撑了大型飞机的研制。而我国研制大型飞机意味着短期内要实现最大起飞重量从60吨到200吨级的跨越式发展,强度技术面临着极其严峻的挑战,尤其是耐久安全长寿命、轻质结构抗冲击、全机实验低风险等三大强度难题,需要通过技术研究和攻关,揭示若干机理、提出一批方法、突破技术难点和形成实验能力,为大型飞机具有良好的安全性、经济性、可靠性和舒适性提供坚强的技术支撑。

潜心科研 创新驱动

作为大飞机研制重要的参研单位,强度所与中国商飞上飞院、中航通飞研究院等联合组成的项目组历时10年,通过20余个项目的深入研究,取得了丰硕的成果,尤其在创新方面更为显著。

在耐久性与损伤容限技术方面:针对耐久期寿命不长问题,创建了全寿命域名义应力模型,提出疲劳特征值确定方法,研制分析软件,实现高精度耐久性分析,确保长寿命的实现,成功应用于新工艺性能参数确定和结构设计。针对扩展期寿命不长问题,揭示力学和几何参量对性能影响规律,突破多参数损伤容限优化技术,提高结构的损伤容限性能,保障了结构的安全性成功应用于设计手册编著和壁板结构设计。针对实验验证不精准问题,提出以主承载结构替代母体部件实验的方法,突破多工况载荷解耦与超复杂边界模拟技术,构建长寿命设计积木式验证体系,研制满足多种载荷和多种工况要求的壁板结构系列化实验装置。通过一批创新成果,实现两准提精度,突破两长增寿命,支撑安全性、经济性。

在大型复杂结构冲击技术方面:针对200吨大吨位正常着陆缓冲性能不足问题,创建起落架动力学分析理论体系,揭示缓冲器多变指数和多轮多支柱载荷分配规律,研制的载荷优化软件实现着陆减载20%,研制的200吨级落震实验系统,支撑多型起落架研制。针对30g高过载应急坠撞吸能不够问题,建立轻质薄壁结构大变形坠撞参数时变混合模型,揭示了破坏吸能规律,提出国际首个基于加权指数模型的评估方法,攻克了适坠性分析与实验技术,一致性达90%以上。针对600KN飞鸟撞击载荷评估不准问题,以标准件实验为依据,准确反演了鸟体本构参数,实现高精度分析和人工鸟发明,研制国内首套满足适航要求的实验系统,速度误差小于2%,支撑近20个部件适航审定。

福建省体育彩票_[开户赠金]在全机强度虚拟实验技术方面:针对大规模实验系统故障风险,构建了液压、机械、测量系统数字模型,突破了多通道协调加载、海量测量最优配制、多物理系统耦合仿真、加载过程智能预警等关键技术,提升实验系统可靠性。针对超复杂结构意外破坏风险,确定典型结构破坏参数,提出失效准则,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,实现渐进式破坏虚拟。使刚度误差小于3%,应力误差小于5%,保障实验飞机安全性。福建省体育彩票_[开户赠金]针对单线程载荷响应偏离风险,开创虚拟与物理实验并行融合新模式,突破危险部位监控、实验可靠性评估技术,提出一致性准则,研制虚拟实验软件,缩短实验周期达30%。通过一批创新成果,实现了虚拟验证,化解三大风险,提升实验效率。

硕果累累 成绩斐然

2018年7月12日,在CAAC(中国民用航空局)、EASA(欧洲航空安全局)代表见证下,强度所完成C919飞机全机静力试验中机翼承载最严重的工况,同时也是适航取证必须要完成的项目。试验的圆满完成不仅有力助推了C919飞机研制和适航取证进程,也标志着我国大飞机强度试验能力和研究水平迈上了更高的台阶。该试验的成功集中体现了“大型飞机研制强度关键技术及应用”项目的成果斐然。

“大型飞机研制强度关键技术及应用”项目已成功应用于国产大型飞机研制中,使我国飞机强度技术体系实现了从60吨到200吨级的全面跨越,而在三大强度技术难题方面:耐久安全长寿命技术成功应用于设计手册编著和近20个项目的评估,支撑我国大飞机长寿命结构设计的技术飞跃,保障长寿命指标的实现,达到欧美同类水平。轻质结构抗冲击技术成功应用于20余个项目的评估,解决了大吨位、高过载、强冲击下安全和舒适的难题,达到国际先进水平。全机实验低风险技术成功应用于多个项目的全机静力实验,确保一次成功、绝对安全和过程高效,构建全机实验低风险技术,实现验证从物理到数字的跳跃,达到国际一流水平。该项目已推广应用于国发、通航、民航等多型装备研制中。

总体来说,该项目构建我国大型飞机强度专业技术体系,确保跨越发展;形成了我国大型飞机强度分析实验能力,达到国际先进;攻克大型飞机研制三大强度关键技术,彰显了自主创新;实现大飞机/大航空/大军工/大工业领域的广泛应用,创造显著效益。

责任编辑:助理编辑 贾茹

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