给飞行器“瘦身”(我们这里的年轻人·匠心故事⑩)(2)

光山新闻网 采集侠 2023-09-13 07:09:01
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  “重量减了下来,频率提了上去,整体结构高效顺畅!”朱继宏兴奋极了,“这看似简单的‘协同优化’设计思路,是在多少个通宵达旦后,才换来的灵光一闪啊。”

  如今,朱继宏已担任博士研究生导师多年,正为祖国培养更多的青年才俊。谷小军也已成为副教授,是团队里的中坚力量。

  二

  给飞行器“瘦身”,创新设计是关键,先进制造是保证。团队里的85后青年科技工作者杨昀,钻研的正是“把设计图纸变成现实”。

  “在空天制造领域,零件有两个特点:轻薄、整体化高。”杨昀介绍,“轻薄自不用说,整体化高可减少连接件的数量。归根结底,都是为了‘减重’考量。”

  不过,薄壁整体件制造难度很大——尺寸大、易振动、加工效率低。有一次,一家制造厂加工飞机某零件,因为形状不规则,最薄处仅3毫米,一个零件加工下来,用了35天。

  “病因”在哪儿?杨昀带着几名学生,开始“查体”。“为掌握机床、刀具、原材料等的特性,我们需要采集各类参数。”杨昀记得,仅机床的参数,就反复测量了上千次。

  3个月后,“药方”开出——师生新建的力学模型,优化了工艺,提高了加工效率。“如今加工零件,只要15天。”杨昀兴奋地说。

  日常科研,并不总是一帆风顺。此前一段“卡壳”的经历,让杨昀至今难忘。

  那是一个航空零件,加工时材料容易变形。团队里的年轻人反复尝试,变形误差范围仍超出0.1毫米。

  这还不算,最让人头疼的是——加工零件时,用同一个计算模型、同一套加工参数、同一套加工工艺,每次的变形幅度都不一样。

  “咋回事儿?”实验室里,师生面面相觑,百思不得其解。

  杨昀决定请教导师张卫红。过了一天,导师打来电话:“你们建的力学模型中,可能有一项参数并不是固定值。”

  一语惊醒梦中人。杨昀带着学生一一排查,发现问题可能出在毛坯原材料的参数上。

  “每次加工,都用同一种原料,来自同一个厂家。我们就想当然地以为,这项参数是固定值。”杨昀解释道,实际上每批次的毛坯料,力学性能都可能有波动。“于是,我们把固定参数,替换成了数值区间。找准‘病灶’,模型很快得到优化。”

  这些年来,导师的渊博学识和扎实功底,杨昀已多次领教。最让他感佩的,是老一辈科研工作者的勤奋敬业、一丝不苟。

  一次,张卫红出差回来,把论文修改意见递给杨昀——那是航班上的一个清洁袋,上面写满了密密麻麻的公式。原来飞机上找不到纸,张卫红便就地取材,出差途中的点滴时光,都不肯浪费。

  杨昀也秉承了老师的认真劲儿,他常常和年轻学生们一起做研究,在制造厂里蹲点调研,在实验室里忙到深夜。

  三

  浩瀚苍穹中,卫星的天线与太阳能电池板,犹如一把“伞”,徐徐打开。在奔向遥远的星辰大海时,“伞”越撑越大。为给卫星“瘦身”,这把“大伞”不配备传统驱动装置,仅靠一种智能材料便能自动展开。

  这幅图景,34岁的张亚辉设想过无数次。“空天结构团队”里的这位青年科技工作者,多年来研究“空天智能变体结构”——尝试在创新设计、先进制造等“飞行器瘦身攻略”之外,探索一种“更遥远的未来”。

  不用外力,自动变形。什么材料,这么神奇?