【壓縮機網(wǎng)】風(fēng)洞是確定飛行器性能、支撐飛行器設(shè)計的重大基礎(chǔ)試驗設(shè)施,是國家的戰(zhàn)略資源,可謂國之重器。沒有世界級的風(fēng)洞試驗設(shè)備,就沒有國際先進的航空武器裝備。長期以來,我國跨聲速風(fēng)洞存在尺寸小、流場品質(zhì)與數(shù)據(jù)質(zhì)量不高、生產(chǎn)效率低等問題,而謀劃、建設(shè)大尺寸連續(xù)式跨聲速風(fēng)洞,成為幾代航空人的夢想。
航空工業(yè)氣動院2.4米連續(xù)式跨聲速風(fēng)洞,是國家科工局批復(fù)的單體投資最大的建設(shè)項目。該風(fēng)洞設(shè)施坐落于遼寧省沈陽市沈北新區(qū),堪稱一座龐然大物,容積約17000立方米,重約6620噸。FL-62風(fēng)洞作為國際上最先進的大型連續(xù)式跨聲速風(fēng)洞之一。在該風(fēng)洞推進過程中,有一個人用他的堅定信念和執(zhí)著擔(dān)當(dāng),扛起了重大項目的重任。他就是氣動院總工程師崔曉春。
2013年,航空工業(yè)正式任命崔曉春擔(dān)任2.4米連續(xù)式跨聲速風(fēng)洞建設(shè)項目常務(wù)副總設(shè)計師。為把風(fēng)洞建設(shè)得好用、管用,在梳理、對標(biāo)國際先進跨聲速風(fēng)洞技術(shù)指標(biāo)體系的同時,崔曉春將風(fēng)洞的全生命周期成本、可靠性與可維護性等裝備六性設(shè)計要求納入風(fēng)洞總體設(shè)計指標(biāo)體系,增強風(fēng)洞的可用性。
崔曉春采用國內(nèi)設(shè)計、國際技術(shù)評估模式,先后聘請國際知名風(fēng)洞設(shè)計公司——加拿大aiolos公司、專業(yè)空氣動力學(xué)研究機構(gòu)——俄羅斯TsAGI和法宇航、專業(yè)風(fēng)洞試驗機構(gòu)——DNW,對風(fēng)洞總體技術(shù)方案進行評審,保證風(fēng)洞的總體技術(shù)方案水平。
為提高風(fēng)洞設(shè)計質(zhì)量,在風(fēng)洞設(shè)計過程中,崔曉春帶領(lǐng)團隊將計算流體力學(xué)、結(jié)構(gòu)有限元分析、控制系統(tǒng)仿真、三維設(shè)計等現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)洞設(shè)計,這些措施同時還有效縮短了設(shè)計周期、降低了建設(shè)成本。通過理論分析和模擬仿真,團隊將技術(shù)指標(biāo)分解到風(fēng)洞總體氣動、洞體結(jié)構(gòu)、測控系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、試驗技術(shù)等分系統(tǒng)設(shè)計。
為降低風(fēng)洞回路氣流分離和壓力損失、提高風(fēng)洞流場水平,崔曉春對風(fēng)洞總體氣動布局進行了深入優(yōu)化設(shè)計;為保證風(fēng)洞17000立方米容積的大型承壓殼體剛度、強度指標(biāo)和使用壽命要求,團隊利用有限元分析技術(shù),對風(fēng)洞支撐系統(tǒng)、洞體壁板厚度、大開口補強、壓力容器封頭等進行了分析和優(yōu)化,并研究了地震等自然災(zāi)害對風(fēng)洞洞體結(jié)構(gòu)的致?lián)p影響。
為提高風(fēng)洞流場控制水平,崔曉春帶領(lǐng)團隊對風(fēng)洞部段、輔助系統(tǒng)進行流動建模,通過硬件和軟件仿真的方法,研究并優(yōu)化風(fēng)洞流場控制模型,創(chuàng)新研制了適應(yīng)連續(xù)式跨聲速風(fēng)洞的試驗?zāi)P驼駝右种葡到y(tǒng)、高精度模型姿態(tài)角與流場參數(shù)測量系統(tǒng)、高精度低溫效天平與低干擾支撐系統(tǒng)等風(fēng)洞試驗核心測試設(shè)備,風(fēng)洞試驗測試精度達到國際先進水平。
為摸清關(guān)鍵技術(shù)、降低技術(shù)風(fēng)險,崔曉春帶領(lǐng)團隊用兩年半時間,設(shè)計、建設(shè)了0.6米引導(dǎo)風(fēng)洞,創(chuàng)造了風(fēng)洞建設(shè)的新速度。這座風(fēng)洞的流場測量結(jié)果表明,在跨聲速范圍內(nèi),所有技術(shù)參數(shù)均達到國際最先進的跨聲速風(fēng)洞——ETW風(fēng)洞的技術(shù)水平,這也實現(xiàn)了我國跨聲速風(fēng)洞流場指標(biāo)從合格指標(biāo)到先進指標(biāo)的跨越,為2.4米連續(xù)式跨聲速風(fēng)洞的建設(shè)成功奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。
為進一步控制質(zhì)量風(fēng)險,崔曉春推行大型系統(tǒng)聯(lián)合試驗和轉(zhuǎn)階段審查制度。以大型軸流壓縮機系統(tǒng)為例,壓縮機是由沈陽鼓風(fēng)機集團有限公司生產(chǎn),壓縮機、電機、變頻器均為國內(nèi)首臺套設(shè)備,為降低風(fēng)洞調(diào)試風(fēng)險,在出廠前,崔曉春組織開展了壓縮機、電機和變頻器的聯(lián)合運轉(zhuǎn)和性能試驗,充分暴露和糾正了設(shè)計與制造過程中的質(zhì)量與技術(shù)問題。在風(fēng)洞設(shè)計、建設(shè)、調(diào)試等重要階段轉(zhuǎn)接期,他還組織對前期工作、后期安排進行系統(tǒng)審查,確保轉(zhuǎn)階段工作成熟有序。
歷經(jīng)5年的前期論證、8年的設(shè)計建設(shè),2.4米連續(xù)式跨聲速風(fēng)洞在2020年初正式轉(zhuǎn)入聯(lián)合調(diào)試階段。
2020年5月24日,風(fēng)洞完成了標(biāo)準(zhǔn)模型試驗,風(fēng)洞設(shè)備運行可靠,風(fēng)洞流場水平、試驗數(shù)據(jù)精度均達到國際先進水平,風(fēng)洞標(biāo)準(zhǔn)模型試驗數(shù)據(jù)質(zhì)量與國際領(lǐng)先水平風(fēng)洞一致。
5月26日,風(fēng)洞完成了首期型號試驗任務(wù),標(biāo)志著2.4米連續(xù)式跨聲速風(fēng)洞初步形成試驗?zāi)芰?,實現(xiàn)了我國跨聲速風(fēng)洞由“暫沖式”向“連續(xù)式”的跨越式發(fā)展,躋身世界前列!
航空工業(yè)氣動院2.4米連續(xù)式跨聲速風(fēng)洞,是國家科工局批復(fù)的單體投資最大的建設(shè)項目。該風(fēng)洞設(shè)施坐落于遼寧省沈陽市沈北新區(qū),堪稱一座龐然大物,容積約17000立方米,重約6620噸。FL-62風(fēng)洞作為國際上最先進的大型連續(xù)式跨聲速風(fēng)洞之一。在該風(fēng)洞推進過程中,有一個人用他的堅定信念和執(zhí)著擔(dān)當(dāng),扛起了重大項目的重任。他就是氣動院總工程師崔曉春。
2013年,航空工業(yè)正式任命崔曉春擔(dān)任2.4米連續(xù)式跨聲速風(fēng)洞建設(shè)項目常務(wù)副總設(shè)計師。為把風(fēng)洞建設(shè)得好用、管用,在梳理、對標(biāo)國際先進跨聲速風(fēng)洞技術(shù)指標(biāo)體系的同時,崔曉春將風(fēng)洞的全生命周期成本、可靠性與可維護性等裝備六性設(shè)計要求納入風(fēng)洞總體設(shè)計指標(biāo)體系,增強風(fēng)洞的可用性。
崔曉春采用國內(nèi)設(shè)計、國際技術(shù)評估模式,先后聘請國際知名風(fēng)洞設(shè)計公司——加拿大aiolos公司、專業(yè)空氣動力學(xué)研究機構(gòu)——俄羅斯TsAGI和法宇航、專業(yè)風(fēng)洞試驗機構(gòu)——DNW,對風(fēng)洞總體技術(shù)方案進行評審,保證風(fēng)洞的總體技術(shù)方案水平。
為提高風(fēng)洞設(shè)計質(zhì)量,在風(fēng)洞設(shè)計過程中,崔曉春帶領(lǐng)團隊將計算流體力學(xué)、結(jié)構(gòu)有限元分析、控制系統(tǒng)仿真、三維設(shè)計等現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)洞設(shè)計,這些措施同時還有效縮短了設(shè)計周期、降低了建設(shè)成本。通過理論分析和模擬仿真,團隊將技術(shù)指標(biāo)分解到風(fēng)洞總體氣動、洞體結(jié)構(gòu)、測控系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、試驗技術(shù)等分系統(tǒng)設(shè)計。
為降低風(fēng)洞回路氣流分離和壓力損失、提高風(fēng)洞流場水平,崔曉春對風(fēng)洞總體氣動布局進行了深入優(yōu)化設(shè)計;為保證風(fēng)洞17000立方米容積的大型承壓殼體剛度、強度指標(biāo)和使用壽命要求,團隊利用有限元分析技術(shù),對風(fēng)洞支撐系統(tǒng)、洞體壁板厚度、大開口補強、壓力容器封頭等進行了分析和優(yōu)化,并研究了地震等自然災(zāi)害對風(fēng)洞洞體結(jié)構(gòu)的致?lián)p影響。
為提高風(fēng)洞流場控制水平,崔曉春帶領(lǐng)團隊對風(fēng)洞部段、輔助系統(tǒng)進行流動建模,通過硬件和軟件仿真的方法,研究并優(yōu)化風(fēng)洞流場控制模型,創(chuàng)新研制了適應(yīng)連續(xù)式跨聲速風(fēng)洞的試驗?zāi)P驼駝右种葡到y(tǒng)、高精度模型姿態(tài)角與流場參數(shù)測量系統(tǒng)、高精度低溫效天平與低干擾支撐系統(tǒng)等風(fēng)洞試驗核心測試設(shè)備,風(fēng)洞試驗測試精度達到國際先進水平。
為摸清關(guān)鍵技術(shù)、降低技術(shù)風(fēng)險,崔曉春帶領(lǐng)團隊用兩年半時間,設(shè)計、建設(shè)了0.6米引導(dǎo)風(fēng)洞,創(chuàng)造了風(fēng)洞建設(shè)的新速度。這座風(fēng)洞的流場測量結(jié)果表明,在跨聲速范圍內(nèi),所有技術(shù)參數(shù)均達到國際最先進的跨聲速風(fēng)洞——ETW風(fēng)洞的技術(shù)水平,這也實現(xiàn)了我國跨聲速風(fēng)洞流場指標(biāo)從合格指標(biāo)到先進指標(biāo)的跨越,為2.4米連續(xù)式跨聲速風(fēng)洞的建設(shè)成功奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。
為進一步控制質(zhì)量風(fēng)險,崔曉春推行大型系統(tǒng)聯(lián)合試驗和轉(zhuǎn)階段審查制度。以大型軸流壓縮機系統(tǒng)為例,壓縮機是由沈陽鼓風(fēng)機集團有限公司生產(chǎn),壓縮機、電機、變頻器均為國內(nèi)首臺套設(shè)備,為降低風(fēng)洞調(diào)試風(fēng)險,在出廠前,崔曉春組織開展了壓縮機、電機和變頻器的聯(lián)合運轉(zhuǎn)和性能試驗,充分暴露和糾正了設(shè)計與制造過程中的質(zhì)量與技術(shù)問題。在風(fēng)洞設(shè)計、建設(shè)、調(diào)試等重要階段轉(zhuǎn)接期,他還組織對前期工作、后期安排進行系統(tǒng)審查,確保轉(zhuǎn)階段工作成熟有序。
歷經(jīng)5年的前期論證、8年的設(shè)計建設(shè),2.4米連續(xù)式跨聲速風(fēng)洞在2020年初正式轉(zhuǎn)入聯(lián)合調(diào)試階段。
2020年5月24日,風(fēng)洞完成了標(biāo)準(zhǔn)模型試驗,風(fēng)洞設(shè)備運行可靠,風(fēng)洞流場水平、試驗數(shù)據(jù)精度均達到國際先進水平,風(fēng)洞標(biāo)準(zhǔn)模型試驗數(shù)據(jù)質(zhì)量與國際領(lǐng)先水平風(fēng)洞一致。
5月26日,風(fēng)洞完成了首期型號試驗任務(wù),標(biāo)志著2.4米連續(xù)式跨聲速風(fēng)洞初步形成試驗?zāi)芰?,實現(xiàn)了我國跨聲速風(fēng)洞由“暫沖式”向“連續(xù)式”的跨越式發(fā)展,躋身世界前列!
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