歼10首飞20周年:强度试验伴歼10飞机共同成长

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歼10飞机全机静力试验

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歼10飞机强度试验检查

歼10B全机静力试验

歼10全机振动试验

有一首老歌,会常常萦绕在耳边:“来吧,来吧,相约98,相约那永远的青春年华……”感觉还像是在昨天,却已是20年前的事了。1998年,那一年发生了很多大事,有一件更是足以成为中国航空工业发展史上里程碑式的大事,而因为保密的原因,这件事直到多年后才为众人所知晓。

1998年3月23日,我国研制的第一架跨代的先进战机——歼10成功完成了首次试飞。消息传到远在陕西黄土高原腹地山沟里的航空工业飞机强度研究所(以下简称“强度所”)的歼10飞机静力试验现场,参试人员欢呼雀跃,许多人更是流下了激动的泪水。经历了100多个决战首飞试验的日日夜夜,来自各方的参试人员终于可以歇口气,一起分享胜利的喜悦与自豪。

20年转瞬即逝,歼10飞机已经从一个蹒跚起步的幼儿,成长为一个护卫祖国万里长空的威武战士。作为我国航空工业唯一的飞机结构强度研究中心和地面强度验证试验基地,强度所有幸一直伴随并护卫着歼10飞机的成长,先后主要承担了全机静力试验、全机疲劳试验、全机地面共振试验、翼身组合体半倍寿命疲劳试验、垂尾后机身组合体半倍寿命疲劳试验、部件疲劳试验(机翼、鸭翼、垂直安定面、方向舵)、主起落架落震试验、鸭翼叠加气动载荷的振动试验等任务,为保障歼10飞机的安全性、可靠性和稳定性发挥了重要作用。

艰苦卓绝,迎接挑战—歼10飞机首飞前静力试验

歼10飞机立项研制时期,正值我国改革开放进入第二个十年,那时的强度所也正处于发展史上极为艰难的时期,因为刚刚经历了整体大搬迁,形势不容乐观。

强度试验是实现首飞目标的根本保障,首飞前全机静力试验更是飞机首飞前必须完成的重要试验项目。承担重点型号任务,责任重大、使命光荣,强度所急型号之所急、全力以赴,调动一切资源全力保障歼10飞机强度试验。为了高质量地完成歼10飞机强度试验任务,强度所克服重重困难,筹措资金,引进了当时最先进的测控设备,提高试验装备水平。同时,改善了保障条件,提升了跟试软硬件条件。

跨代的飞机需要跨代的试验技术,在明确试验任务后,强度所立即组织全所的精兵强将,开展了一系列的技术研究和攻关。为了解决当时试验设计计算量大、人工出图效率低等问题,强度所及时启动了计算机辅助试验设计系统的研究。在当时简陋的PC机和DOS环境下,打通了从加载节点到杠杆系统、安装图直至试验谱的设计流程,实现了自动化的设计和出图,极大地提高了试验准备的效率。

进入1997年,试验设计和准备也到了关键阶段。歼10飞机是我国自行设计的第一型三代机,总体布局和结构设计与以往的飞机相比有很大的差异,给试验设计带来了很大的挑战。翼身融合、S型进气道、八字形起落架等一个个加载难题需要去攻克,一张张设计图纸需要去绘制,数以千计内部测量应变片,则需要贴片人员到成飞的总装现场去粘贴。为了抢进度保节点,那年的春节假期一再压缩。当外地探亲的年轻技术员回到试验室时,几位家住所里的老专家早已上班,那台笔式绘图仪也已“嗒嗒嗒”地工作多日了。

1997年5月1日,歼10飞机的02架安全运抵强度所耀县试验厂房。试验机一就位,成飞公司立即开始了飞机的恢复安装。强度所打破常规,与成飞公司密切协调,并行作业,完成了飞机划线、胶布带粘粘、应变测量引线等项工作,为试验抢出了一个多月的时间。6月20日,在原中国航空工业总公司主持下,试验机正式移交强度所。

试验机的移交标志着歼10飞机地面强度试验正式开始,随后的飞机起吊、称重、上夹具、加载点安装等工作紧张而有序的全面展开,到6月26日就完成了首飞前第一项试验。

随着试验的进展,试验的规模越来越大,风险也越来越高,而首飞的节点也一天天迫近。强度所精心组织、精心试验,参试各方鼎力支持、密切协同。参试人员放弃了节假日休息,加班加点,也顾不上对家庭的照料,有些甚至累倒在工作岗位上。经过全体参试人员的顽强拼搏,共同努力,至10月24日,比原计划提前7天完成了首飞前全机静力试验的全部项目,并给出了满足国军标要求的结论,为歼10飞机的首飞发出了首张通行证。1997年10月29日,原中国航空工业总公司给强度所发来贺信,对强度所提前完成歼10飞机首飞前静力试验表示了热烈祝贺和慰问,并高度赞扬了强度所艰苦奋斗、无私奉献的精神,表示强度所为型号首飞打下了基础,使工程向首飞目标又迈出了重要的一步,对强度所在型号研制中的工作给予了充分肯定。

通过歼10飞机静强度试验,强度所的试验能力和技术又跨上了一个新的台阶。先进的测控设备,计算机辅助试验设计技术,全机浮空支持技术,试验与分析一致性评估技术等的全面应用,形成了体系化的静强度试验技术,巩固了强度所的领先地位。

大胆创新,攻坚克难—歼10飞机半倍寿命试验

还在歼10飞机静强度试验准备的过程中,总师系统依据型号的特点,提出了用同一架飞机,既对其进行静强度考核,又对主要结构进行半倍寿命疲劳试验的方案,以提前暴露飞机结构的薄弱环节,保证飞机试飞和初期使用的安全。

这种试验方案是仅用一架试验飞机,首先完成67%设计载荷静力试验,中间插入半倍寿命疲劳试验,再完成高载试验。这是一次大胆的尝试,也给试验设计和实施带来了极大的挑战。这三个阶段的试验相互影响,既不能欠考核,更不允许过考核,其中最关键的便是疲劳试验谱的处理和优化问题。

疲劳试验是要用一套固定的加载设备,实现载荷谱中多种载荷的准确施加。歼10飞机的疲劳载荷谱极其复杂,载荷状态多达694种,大大超过了过去任何一种机型。同时,中间插入的半倍寿命试验对载荷谱处理的精度又提出了更高的要求。如果误差过大,不仅影响半倍寿命试验,更将影响高载试验的结果,甚至引起试验件的提前破坏。

强度所的技术人员敢于面向挑战,凭着一股热情,一股闯劲,在攻坚克难的道路上坚定前行。经过了无数次的挫折,也熬过了一个个不眠之夜,一项新的成果——基于带约束最小二乘法的疲劳试验谱处理技术诞生了。通过仔细的分析评估,该方法处理的结果完全满足要求。

经过半年多时间的设计、安装和调试,1998年6月1日,翼身组合体半倍寿命正式开试,到9月25日完成了半倍寿命试验。随后又开始了垂尾后机身组合体半倍寿命疲劳试验,到1999年7月10日全部结束。

通过半倍寿命疲劳试验和高载静力试验,表明用同一架飞机,既对其进行静强度考核,又对主要受力部件进行半倍寿命疲劳试验的方案是成功的,基于带约束最小二乘法的疲劳试验谱处理技术也经受住了考验。

从2000年开始,歼10飞机全机静力和疲劳试验工作又转入了高载及歼10系列,挑战依然艰巨。梦想的苍穹呼唤人们永不懈怠,顽强拼搏,作为航空工业的一员,强度所发扬“航空报国”精神,勇做型号攻关排头兵,以敢闯敢干的勇气和自我革新的担当,用自己的无穷智慧和勤劳汗水连续作战、一路陪伴,立志通过自己不懈的努力,为歼10系列飞机获得大量宝贵的测试数据,验证飞机的安全性、可靠性和稳定性,为飞机研制继续做出新的贡献。 

强度所通过前期一系列艰苦卓绝的工作,为歼10飞机的研制做出了重要贡献,但这仅仅是万里长征走完了第一步,歼10系列飞机还需要进行更多的强度试验,获取更多的试验数据,来为飞机的研制和改进改型提供基础与支撑。

责任编辑:实习编辑 王博

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