叶片飞脱
英文为FanBladeOut,简称FBO。叶片飞脱试验是航空发动机取得适航认证的必经之路。此前国内从未有同样等级的试验经验,试验器的设计、建造,试验件的设计、加工、装配,试验的完成等等,每一个环节都是第一次……
5年前,小万和同事们启动了风扇叶片飞脱试验器设计。在此之前国内尚未开展过同等规模的类似试验,没有现成的试验器样本,也没有国外同行做类似试验的资料可供参考,承建试验器的供应商也是第一次面对这样的需求。
小万等一行人跑遍了国内的相关高校和研究院所,但能够借鉴的经验还是十分有限。只能不断自己研究摸索,设计方案一改再改。仅仅一个试验器舱门开关方式,“滑盖”、“翻盖”、“单开门”、“对开门”……团队成员们大胆假设、小心求证,对比每一种方案的可行性,找出最优解。
紧随着试验器设计工作,试验件的设计工作也开始了。国际同行的经验都是拿发动机整机做风扇叶片飞脱试验,但整机试验成本高,周期也长。第一次有人尝试设计一个专门的试验件,既要能达到整机试验的效果,又要结构足够简化。从方案设计到工程设计,整个试验件的设计改了一轮又一轮,终于优化形成满足要求的设计。
图|试验器操控间团队
创业就是从0到1,
前行路上荆棘遍地。
经历了试制、装配中的各种坎坷,年试验件终于交付,年试验器建成并启动先期试验……此后几年,试验器、试验件、试验方案一直在不断调整、迭代。
时间推进到了年,叶片飞脱试验被列入某型号的集团责任令一。突如其来的新冠疫情,让各项工作的推进都充满了不确定性。在春节后的第一周,试验和设计部门就对接讨论全年的工作计划,过节期间未离开上海的同事到公司开展试验件的设计改进和试验设备改造等相关的准备工作。
小蓉年8月刚刚入职,此前在团队中主要做一些事务性工作,这次是她第一次参与项目工作,负责设备电气、管路、润滑系统的改造等任务。万事开头难,但今年的这个项目开头,难上加难。
做叶片飞脱试验时,试验件高速旋转,在叶片飞脱后还会瞬间产生上百吨的冲击载荷。因此,为保证在试验过程中的支撑台架不被破坏,支撑台架需要用高强度结构钢焊接制成。
负责支撑台架的供应商也是第一次做高强度结构钢的焊接,多方讨论之后,项目团队认为这部分存在较大风险,于是小奕在疫情缓和后,第一时间前往位于西安的供应商生产现场检查。
这一检查不要紧,发现材料性能和焊接工艺均不达标。风险识别出来了,可接下来的原材料、焊接工艺该怎么定,如何能保证焊接的质量?
景艳此前在三一重工工作过,她想办法联系上三一重工的高级焊接工程师,请其为我们焊接工艺把脉,并协调其帮忙设计新的焊接工艺。与此同时,团队又多方打听,找到湖南某钢管厂可以定制高强臂架钢管,这才算是解决了支撑台架原材料的问题。为了确保万无一失,小奕干脆在西安待了一个多月,全程盯着台架制作。
在小万和小奕奔波于西安衡阳等地解决台架问题时,上海临港,装配中心的远宁、思凯紧锣密鼓地进行着试验件的装配工作。疫情导致试验件交付延期近两个月。今年难得的8天国庆节长假,他们选择了在公司加班。他们要对试验件的尺寸等进行详细复检,并把数据等提供给试验人员,最后完成试验件的装配。
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完成装配,就该试验件上台了。试验件与支座采用球角支撑形式,这就决定了试验件的对中调心是一个非常复杂的过程。试验验证中心的小冲、小毛、阿褚工作的时间都不算久,他们三人中最年轻的小毛才25岁,实践经验并不是非常丰富。但俗话说的好,“只要思想不滑坡,办法总比困难多”。这个三人小组整理分析历次调心,然后总结出规律。在遇到问题时,及时与其他专业同事进行沟通交流,终于经过不断尝试,顺利完成了试验件的对中。
晨光平常主要负责试验件的贴片工作,亚友、志晨、选举和会卿参与试验设备改造、试验件的安装上台等多项工作,上半年开始一直持续到10月末。
上海的秋天很短,夏天很长。9月的气温还有30多度,试验器所在的试验间没有空调,太阳晒在深色的试验间卷帘门上,让整个房间变得跟桑拿房一般。师傅们在2米多深的试验器内舱里,做台架改造、增加支架测点等,在潮湿昏暗的地坑中清理油污更换油箱。虽然试验间安装了两台空调,但是杯水车薪,里面工作的时候汗水还是很快就浸透了工服。师傅们说这是他们第一次这么长时间在如此难熬的工作环境中工作。
图|试验器内部检查设备状况
尽管工作环境恶劣,尽管疫情导致延期,尽管供应商经验能力不足,但在团队的通力合作下,这些大大小小的挑战都被战胜,到了10月末,准备工作基本完成,开始正式试验前的测试工作。没想到在试验过程中发现,数据采集系统会在试验件降速到某一数值的时候开始失效,如果飞脱试验中出现这种状况,那试验件就相当于“打了水漂”。
发现这个问题已经是晚上9点左右,测试中心的东旭、永强没有留问题过夜,马上联系供应商到场解决。凌晨1点,调整了软件并更新了对应的硬件之后,问题解决。此时离计划的正式试验还有3天。
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11月2日,试验前调试准备工作终于完成。此时,距离原定的完成时间还有一个半月多一点。第一次做这样的试验,试验件、试验器都是新的,换谁心里都没底。要尽可能节省出过程中的准备和等待时间,以应对可能遇到的不确定因素。
上半年第一次小飞脱试验时曾碰到高速摄影视频存储异常,为了保证试验过程记录完整,试验验证中心的从富、志强等同事对高速摄影的操作步骤逐项拆解并制作检查清单逐项确认,并对摄像所需的光源进行改造升级,使光源可根据试验转速随时启动和关闭,以更好地配合记录试验过程。正式试验前现场总指挥连芳组织团队做了数次演练,熟悉叶片飞脱后的一系列口令和操作,确保了最后试验时“不掉链子”。
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做试验的过程中,试验舱内部是一个封闭的真空环境,而试验过程中需要反复进舱查看试验件和试验器内部情况,抽真空、开展试验、再放气、进舱检查试验件状态,再抽真空、再开展试验,通常一天最多只能开展4轮次试验,这中间就浪费掉很多时间。试验团队经过讨论,梳理出检查项,最大限度地减少需要试验中开舱的项目,减少开舱次数。同时,在每次试验间隙中都为数采等使用电池的设备补充好电源,以便应对临时性试验延长的情况。
最终,虽然道路曲折,但好在前途是光明的。由于在前期准确识别并排除了风险,试验过程就变得十分顺利。加上对各个环节中消耗时间的“斤斤计较”,11月16日,试验达到既定目标,比计划的完成时间整整提前了34天。
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作为这项试验的主要牵头人,小万没打算在达成目标之后放慢脚步。他对自己和这项试验还有更高的要求,他把新的目标列入自己明年的计划,并且已经着手准备工作。
小蓉已经开始跟进其它4个试验件的试验进程,通过这次试验,她快速熟悉了试验涉及到的业务流程,并从中获取了许多宝贵的经验。她说她是很喜欢思考的人,尽管刚刚毕业一年多一点,对于工作她已经有不少自己的想法,她将有信心面对接下来可能遇到的任何挑战。
图|团队成员合影
无限的探索
探索航空发动机自主研发,如同科幻电影中的星际冒险家在茫茫宇宙中寻找“新家园”,需要无畏的勇气、坚定的意志、紧密的团队配合,去面对无数个从未经历过,无法想象到的“第一次”。每一步的成绩都来之不易,每一次的成功都意义非凡。“世上无难事,只怕有心人”。相信在不远的将来,商发的奋斗者会在这条昏暗的探索之路上,点亮无数通向成功的明灯。
END
作者
杨 韬
责编
张 伟
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讲商发人、谈商发事、解大发业
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