“空气动力是飞机的‘心脏’,从低温200度到高温3000度,从1万小时长寿命需求到100兆瓦水平的瞬时能量释放,不仅超过了材料的物理极限,也是当前国际竞争的关键,对材料、结构和系统设计提出了前所未有的挑战。”会议执行主席、中国工程院教授、西安交通大学校长张立群在最近在北京举行的第780届学术研讨会上说。
据报道,西安交通大学依托机械、材料、移动等学科优势,带头建设空间动力结构服务安全实验装置,得到青岛市政府3亿元的资金支持,项目有序推进。然而,在会议上,张立群和航天工程、机械、材料、能源等方面的院士专家指出,空间动力技术是未来飞机最具挑战性、最核心的核心技术,仍需进一步建设国家空间动力结构服务安全科学实验装置,突破中国航空航天技术瓶颈,实现核心技术的独立控制。
“空气动力结构在使用过程中面临着严格的工作环境,容易断裂、损坏、钛火等故障,是制约我国空气动力自主开发和可靠使用的瓶颈之一。从实验的“金字塔”来看,我们在元器件、模拟部件和部件方面存在很大的缺点,与国外先进水平存在明显差距。”中国科学院教授、空军工程大学教授李英宏在主题报告中指出,海外在天地一致性实验和高周疲劳技术方面建立了完善的试验体系。然而,我国在高速运行、负荷复杂、大功率高频振动平台等关键设备方面严重滞后,一些重要设备甚至在海外限制出口。
会上,李英宏提出的“空间动力结构安全科学试验设备”方案包括三个核心模块:转子轴承系统天地一致性试验舱、叶片/叶盘极高周疲劳试验舱、叶片磨削燃烧试验舱,旨在突破关键技术瓶颈,提高我国空间动力的自主设计和研发能力。西安交通大学教授陈雪峰提出“3” 1”除三个实验舱外,还将在大型科学设备中构建实验测试系统,包括大型原位测试系统和在线高科技测试系统,以缓解结构安全测试中的动态参数“无法测量”、关键参数“测不准”、故障状态“诊不出来”的问题。
会议上,许多院士和专家还认为,从理论体系建设和实验验证的同时,推进空间动力结构服务安全研究,多维突破关键科学问题。例如,在结构耐久性和可靠性方面,中国科学院教授郭万林表示,需要建立从微裂纹到宏观断裂的统一理论体系,配合智能监控技术,形成完整的疲劳、耐久性和可靠性解决方案。中国工程院教授向桥表示,应打破传统模型的局限性,为极端工况下的结构响应提供新的理论支持。中国工程院教授王振国强调,在飞机发动机开发中,试验设备和设备是基础工作,不可缺少,需要通过实验调整模型,不断积累数据。其他学者还从润滑材料和多耦合实验等方面提出了建议,呼吁加快建设原创、领先的空间动力科学试验平台,促进跨学科合作研究。
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