中國AC352直升機尾梁試驗克服失敗取得成功
發(fā)布時間：2013-07-30 新聞來源：中國航空報
AC352直升機是中法合作研制的先進中型多用途直升機，按照共同投資、共同研制、共擔風險、共享市場、共享收益的“五共”原則，以1∶1對等投資，依據國際最新適航標準研制。該機型中方商業(yè)代號為AC352，法方的代號為EC175，最大起飛重量7噸，可乘坐16人，可廣泛用于搜索救援、通用運輸、醫(yī)療救護以及近海海域作業(yè)等領域。
2013年，該型機繼完成雷擊、鳥撞、中機身部件級等幾項強度取證試驗后，尾梁強度試驗又順利完成。中航工業(yè)直升機所作為此次試驗的技術責任方，從2009年成立技術攻關團隊，前后歷經4年終于順利完成。
成功的喜悅
5月29日下午4時許，中國飛機城西安閻良區(qū)，AC352直升機尾梁試驗正在進行中。
50%、100%、150%，隨著加試載荷逐級增加，試驗現場所有人的心都懸到嗓子眼，大家都緊緊地盯著試驗件，話筒里傳來的聲音顯得分外響亮。
當加試載荷達到任務書要求的預定載荷時，試驗件開始發(fā)出“吱吱”的聲音，這種聲音也隨著載荷的增大變得越來越劇烈，每增加1%的力，都讓所有在場的人捏了一把汗。
隨著“嘭”地一聲巨響，試驗成功了!中國民航局適航審查代表在試驗廠房內宣布：AC352直升機尾梁靜力、疲勞試驗滿足適航要求!
此次試驗是國際合作的典范案例，試驗在中國民航局(CAAC)和歐洲航空安全局(簡稱EASA)按各自適航程序共同監(jiān)控下進行，直升機所強度專業(yè)取證攻關團隊圓滿實現了又一個重要的研制目標。
直升機所強度設計研究室主任助理呂樂豐博士表示：“這就好像爬云梯，我們一直往上爬啊爬，中間還跌回原點，現在終于頂著壓力，費勁地爬到了頂端，那一瞬間心情真的難以形容。”
曲折中的堅持
2012年8月，在尾梁上完成了90%試驗項目后，進行最后一項極限載荷試驗時卻以失敗告終。
首次試驗之后，直升機所強度室副主任汪洋帶領兩位技術骨干查丁平和吳艷霞，著手尾梁結構技術改進的各項分析工作，從制造、工藝、強度計算和試驗方案的各個方面，分析可能存在的技術問題。
分析發(fā)現，尾梁作為蜂窩夾層結構，在承受飛行和著陸載荷時，可能發(fā)生總體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)兩種失效模式，從技術角度來說，分析其總體失穩(wěn)的難度非常大，精度相對較低;而在分析局部失穩(wěn)時，由于控制結構重量等原因，選用計算參數時(按照歐直的經驗，與制造工藝水平相關)并不保守，導致理論計算的許用值較實際值偏高。
查清原因之后，強度試驗團隊與歐直相關技術人員進行了多輪研討，最終確定了最優(yōu)的新尾梁結構的改進方案。“開始第二次試驗的壓力是相當大的，進度上不能耽誤歐直適航取證計劃，技術上又是對我們能力的考驗，這次試驗不允許半點閃失。”呂樂豐講到。這一次，為了最大化地利用試驗件，降低試驗風險，節(jié)省成本，技術員提出了利用尾梁的對稱結構特性，在試驗件的一側進行損傷容限的疲勞試驗，而在另一側進行極限載荷靜力試驗的創(chuàng)新方案。
2013年5月，他們決定再一次發(fā)起沖擊!“直升機起飛過程中，揚起的飛石有可能撞擊復合材料所制造的尾梁，且由復合材料制造的尾梁不可避免會存在那些肉眼看不見的缺陷。”吳艷霞介紹。按照適航要求，在直升機設計之初，為避免潛在的缺陷或損傷降低直升機的飛行安全壽命與強度性能，最大限度提高可靠性，民用直升機需要在關鍵件的危險部位預置沖擊、刮傷和腐蝕等多種缺陷后，再進行確定定檢周期的疲勞強度試驗，最后確定結構的剩余強度。
試驗的第一步是在尾梁的關鍵位置做一次預置沖擊損傷，這使得尾梁試驗風險進一步提高，也是AC352直升機尾梁靜力試驗中對結構考核最為嚴酷的一種受載情況。
然而攔路虎又一次出現了。
“我們需要沖擊出一個2毫米深度的凹坑。”吳艷霞說。為了在尾梁上沖出2毫米深度的凹坑，試驗人員在樣品上進行了反復的預沖擊以評估沖擊所需的能量。料想不到的是，由于試件和實際結構剛度的差異，當試驗人員用該沖擊能量在試驗件上制造缺陷時，凹坑深度卻達到了2.46毫米!
直升機所科研團隊第一次面臨這樣的技術難題。如果沖擊的深度超過2毫米，缺陷制造比預計的大，也就意味著后續(xù)試驗的風險程度更高。面對試驗第一步出現的高風險，AC352直升機強度設計團隊沒有退縮。針對沖擊試驗出現的高風險，他們積極應對，統(tǒng)籌之后制定了應對策略：通過加密試驗檢測要求頻率，及時分析測試數據是否發(fā)生變化，并做好試驗出現異常后的處置方案，一步步保證試驗順利進行。帶明顯可檢缺陷的尾梁通過了2000小時定檢周期的考核!
此后，強度設計人員通過即時對比分析試驗結果和計算結果，確保尾梁靜強度設計載荷試驗和破壞試驗得以順利完成。本次尾梁試驗的成功完成，贏得了歐直同行的認可，提升了強度設計在國際合作項目中的地位。
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