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展材料工藝雄厚實力,揚艱苦樸素航天精神

發布人:   發布日期:2013/11/13 16:00:00  點擊次數:5011 次

展材料工藝雄厚實力揚艱苦樸素航天精神
——多功能結冰風洞風扇段轉子系統研制項目記
 
近日,我所研制的多功能結冰風洞風扇段轉子系統完成了風洞現場的安裝、調試和吹風試驗,滿足了各項技術指標要求,順利通過驗收。
風洞是進行空氣動力學試驗的主要設備之一,它借助于動力裝置產生可以調節的氣流,模擬實物在流場中的情況。風扇段轉子系統是風洞運行的動力來源,是風洞的關鍵部件之一,對風洞的能耗、運轉效率、流場品質(均勻性、穩定性、噪聲)和試驗能力有著重要的影響。此前,風洞對風扇段轉子系統使用葉片的強度和質量要求不高,普通玻璃鋼復合材料葉片就能滿足使用要求。然而,該多功能結冰風洞結構尺寸大,測試風速快,額定功率高,只有綜合性能更勝一籌的碳纖維復合材料才能滿足要求。該項目的驗收,標志著我所已掌握了風洞復合材料葉片研制的關鍵技術,為拓展復合材料結構件的應用提供了良好的思路和經驗借鑒。
 
初次涉足,力壓行內專業
風洞葉片工作環境惡劣,不僅要承受強大的氣動載荷,還要承受葉片自身高速旋轉所產生的巨大的離心力。同時,由于負責葉片結構設計部門——數字化制造技術研究中心成立于2010年,隊伍人員普遍年輕化,工程經驗有所欠缺。因而,對于年輕的設計人員來說,這是項相當艱巨的任務。然而,設計人員“初生牛犢不怕虎”,他們翻閱了大量的中外文獻,多次積極主動向該領域專家請教,同時充分發揮自己的聰明才智,不斷對葉片結構設計和復合材料鋪層進行優化。由于時間緊迫,他們放棄了寶貴的節假日休息時間,全身心的投入到工作中,經常不知不覺中就工作到了深夜。通過近三個月夜以繼日的努力,最終設計出限定質量下滿足不同工況使用要求的葉片,并以新穎的設計和工藝方案力壓從事此專業20余年的單位,脫穎而出,獲得了用戶的認可。
 
創新工藝,贏得滿堂喝彩
葉片的力學性能和型面精度也就是所謂的氣動外形始終是一對難以調和的“冤家”,要么保證產品力學性能,但氣動外形達不到使用要求,要么保證氣動外形,但力學性能將得不到保證。工藝人員經過反復地研究和試驗,結合了目前普遍使用的兩種復合材料成型技術的優勢,創新出一種新的成型方法,徹底解決了力學性能和氣動外形不可調和的矛盾。雖然原理看似簡單,但工藝可實現難度較大,在生產過程中需要對成型工藝參數進行嚴格的控制,才能保證研制出的葉片既有足夠的強度,又具有優異的氣動外形。多年積累的經驗和工藝的創新共同保證了產品的研制質量,也因此贏得了用戶的一致好評,甚至有專家稱“這是我們見過最好的葉片”
 
風雨無阻,確保研制進度
由于葉片的生產在天津,葉片的力學性能測試、型面檢測、噴漆等質心測量試驗在北京,同時葉片還需運送到機場發往外地風洞用戶,因而經常需要往返于各地之間。然而天公不作美,在2012年年底的那段日子里,經常下雪或者起霧,高速常因此而封閉。由于時間緊迫,為了確保項目研制進度,只要等到天氣稍許好轉,高速重新開放的時候,研發人員就冒著雨雪出發,基本上保證了葉片在完成上一步工序之后就被運轉至下一站進行下一道工序,減少了產品在流水線上等待的時間;在沒有暖氣和空調的廠房,凜冽的寒風也無法阻擋大家高漲的工作熱情;在天津的生產廠房,更是實行“三班倒”的作息時間,做到人員輪流休息,設備不停作業。最終,通過項目組成員的共同努力,在農歷新年前兩天完成了所有葉片的生產、測試和交付,讓大伙兒在家安心的度過了一個快樂的新年假期。
 
通力協作,展現綜合實力
由于風洞葉片結構復雜,材料組成繁多,涉及的專業眾多,技術可實現難度大。在葉片研制過程中,我所充分利用在材料及工藝領域所積累的技術優勢,竭盡各材料專業之所能,為風洞葉片研制項目的成功夯實了基礎。其中,數字化制造技術研究中心負責葉片的結構設計和仿真計算,結構復合材料重點實驗室負責葉片的成型,特種金屬材料及應用中心負責金屬葉柄的焊接,檢測與失效分析中心負責材料性能的測試和葉片的無損探傷,特種涂層材料及應用中心負責葉片防護漆的噴涂,非金屬材料及應用中心負責高性能樹脂基體的研制,綜合加工部負責各類工裝模具的加工。正是因為我所多年在從事科研生產活動所積累的雄厚實力以及各部門之間緊密無間的配合與協作,才保證了風洞項目的研制成功。
 
嚴格把關,鑄就航天品質
在風洞項目研制過程中,為獲得良好的產品質量,需對所使用的材料和工藝嚴格把關:由于時效工藝對金屬鍛件的性能有較大的影響,為保證葉柄金屬材料力學性能滿足使用要求,需要對經過時效處理的金屬鍛件進行力學性能測試,在不同批次、不同位置、不同方向進行取樣,測試試樣總數幾近千計;在復合材料鋪層過程中,由于葉片翼型曲面較為復雜,復合材料預浸料在鋪敷過程易產生褶皺變形,每鋪幾層就需抽真空壓實并進行修整;在轉子系統靜平衡過程中,為盡量減少風洞運行過程中系統的振動,通過不斷地施加試重以調節系統的靜不平衡量,最終所達到的靜平衡等級遠遠高于行業標準,以至于廠房外吹來的一股陣風都能破壞重達幾十噸的轉子系統的平衡。
 
領導關懷,鼓舞員工士氣
風洞項目的研制成功,離不開各級領導的親切關懷。在方案階段,所領導曾多次組織總師對項目研制方案進行仔細的審查,并提出了寶貴的建議;投標階段,厲所長、主管丁副所長蒞臨投標現場,為項目投標工作出謀劃策;研制階段,董波副書記也曾多次到生產車間了解項目進展情況,并對工藝問題進行相關技術指導;數字化制造技術研究中心主任作為負責這個項目的主要領導之一,更是做到了大小事宜親力親為,經常不知疲倦地奔波于北京、用戶兩地之間,往返頻率不低于每月一次。在項目研制過程中,領導的關懷極大地調動了項目組成員的工作積極性,鼓舞了員工的工作熱情,對保質保量完成工作任務起到了極大地推動作用。
 
不畏艱辛,發揚航天精神
用戶地處山區,氣候潮濕多雨。2013年夏,在用戶新區,有多個在建項目,交通要道均未鋪設水泥路面,天晴的時候,過往車輛揚起漫天灰塵,下雨的時候,道路則是泥濘不堪;在多功能結冰風洞安裝現場,去往風洞里面只有一條臨時搭建的簡易通道,加之多雨濕滑,稍不留神就可能從風洞砼體摔下;在風扇段整流罩里面,空間狹小,行動受到很大的局促,進出頭罩/尾罩需要從檢查口蓋爬上爬下,容易踩空而發生扭傷和刮傷;由于整流罩殼體為金屬材料,長期暴露在太陽底下,內部溫度比室外溫度還要高10~15,加之空氣流通不暢,在里面和蒸桑拿沒兩樣,不一會兒就汗流浹背當地還有一種筆尖那么大蚊子,飛來飛去根本聽不著“嗡嗡”的聲音,趴在身上也沒有感覺,但其毒性非常大。奇怪的是,它似乎更青睞首都人民的“新鮮”血液,專盯著項目組成員咬。在外人看來,這里的環境臟、亂、濕、熱,工作又苦又累,但是項目組的成員卻沒有因此而抱怨,相反他們以“欣賞”汗液在衣服上留下的各種圖案或者“喂飽”多少只蚊子來打趣,這也彰顯了航天人“特別能吃苦、特別能戰斗、特別能攻關、特別能奉獻”的航天精神。

 

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