这两年的劳模胡和平

2018-02-22 03:45江滨
军工文化 2018年12期
关键词:压电驱动器旋翼

江滨

8月的天津,闷热,胡和平的短袖衬衣浸满汗渍,坐在夜间的地铁车上,他感觉到些许疲惫。经过近3个月的努力,他和同事们终于把试验室建成了。就在这一天,他们开展了第一次“驱动器控制”试验。车厢里的乘客越来越少,经过一个半小时,列车停在了空港车站,胡和平走出地铁站,没有回家,而是打车去了办公室。

两年前,他的工作地点从汀西景德镇搬到了天津空港。新的工作环境,新的工作任务,不变的是他一如既往的工作干劲。

站位决定视野

新建的实验室位于天津大学。2014年,航空工业直升机所与天津大学签订战略合作协议,此后,双方为深化战略合作,成立了联合创新实验室。在研究所和大学有关部门的支持下,今年5月以来,实验室添置了工作站。

他们要干的是一件大事,一件關系到直升机未来的水平。

胡和平是这个项目团队的带头人,他是直升机所资深研究员、专业副总师,他所在的气弹动力学组被所工会命名为“胡和平班组”。2016年他被评为航空工业“十大敬业标兵”,曾多次当选直升机所劳动模范。2017年,所工会以他所在班组为基础,建立了“胡和平劳模创新工作室”。

最近这两年,胡和平率领的团队将技术攻关目标锁定为“旋翼主动控制”。这项技术与“智能旋翼”有关。什么是“智能旋翼”?胡和平说,广义的“智能旋翼”概念太宽泛,他倾向从狭义上界定要做的事情。他说,我们现在做的,就是旋翼主动控制技术。说得具体一些,就是基于后缘襟翼的智能旋翼控制系统,进行软件开发、仿真计算和试验调试,其中的重点是,压电驱动器的机电耦合与迟滞特性的测试和试验,这也是前期工作中的难点。在天津大学联合实验室的驱动器控制试验工作仅仅是第一步,之后还要转到景德镇开展风洞试验,完成压电驱动器与桨叶的集成调试。

直升机依靠旋翼系统产生飞行所必需的升力、拉力和操纵力。旋翼运动是一个复杂的空气动力学难题,也是使直升机产生较大振动和噪声的主因。旋翼主动控制技术就是要让旋翼由原先的被动适应环境,变为自适应,从而减小振动,降低噪声。这是一种从振源着手降低直升机噪声和减小其振动的治本之策,能够显著地提升飞行品质,因此成为国内外直升机新技术领域的研究热点之一。

胡和平领衔的创新团队,目前的攻关项目——旋翼主动控制技术,代表了常规直升机未来的发展方向。胡和平认为,第五代直升机应该用上这样的新技术。

站位高,视野宽。胡和平的心中想着未来,对技术创新倾注了一腔热情。唯创新者强,唯创新者胜,然而创新之路从不平坦,没有坚韧的毅力和顽强的勇气则无法抵达理想的彼岸。

攻坚不畏难

航空工业直升机所从“十一五”开始启动智能旋翼技术研究,并同相关高校开展了密切合作。到“十二五”期间,完成了旋翼主动控制的悬停摸底试验。进入“十三五”后,项目团队瞄准若干关键技术开展攻关,2016年,他们开展了核心部件的摸底试验,当前正处于成功前的关键阶段。胡和平说,只有攻克关键技术,才能提高同产直升机的自主研发水平,引领未来直升机的发展。

过去十多年里,我国直升机技术进步显著,型号研制获得跨代发展,但在不少关键技术领域,与欧美发达国家同行仍然存在较大差距。以智能旋翼研究为例,波音公司研制了全尺寸SMART旋翼,旋翼面内噪声水平、频率振动载荷水平有明显改善。法德合作研制的基于菱形驱动机构的ACF智能旋翼早已通过装机飞行验证,驾驶员位置的振动水平降低到0.05g以下。

胡和平分析,目前我们与欧美还有7、8年的差距,必须加倍努力,奋起直追。

工作是给予胡和平最大的快乐。在他眼里,直升机无异于一个精彩的大干世界,有无数的奥秘值得去探索。这两年,他还是那个为我们熟悉的老专家,形容消瘦、满头白发、穿着朴素、说话谦和,满脑子都是技术问题。工作地点变换到天津,生活与上班不再是一墙之隔,但他的工作状态依然踩着早出晚归的节拍,白天与同事们交流工作,在办公室、试验室之间来回运转。晚上端坐电脑前伏案思考,在国内外的学术资料中流连忘返。

不善言辞的胡和平一旦说到与直升机或者旋翼相关的话题,话匣子便有点关不住,眼镜片后面的双眸真诚地看着你,为了让你理解他所说的意思,偶尔会打个比方。他说,好比做手机,我们不仅要做出整机,还要掌握其中的关键技术。

胡和平和团队成员对准了旋翼智能化方向,他们企望从智能材料上获得突破。这种智能材料叫作“压电陶瓷材料”,通电之后能够产生机械运动,按照一定的控制规律驱动桨叶的控制面,对振动和噪声进行主动控制。

他们在工作中遇到的最大难点是一个关键部件,即“压电作动器”的研制。这个用于实现旋翼主动控制的驱动器很不简单,精度达到了微纳米级别。胡和平说,过去一些可以忽略不计的微小因素,在微纳米状态下都要考虑在内,对计算的要求大大提高了。

驱动器体积虽小,但必须产生大功率,并且要保证它的工程化应用寿命。团队为此开展了大量特性研究,对特性还要反复进行试验。这对研究人员的专业知识面提出了新的要求,团队要由跨专业人员组成,形成机电、控制和结构三者结合的理想搭配。另外要为研究工作搭建良好的试验环境,这次在天津大学建立的实验室,为团队进一步推进工作创造了优越条件。

在“十二五”的研究中发现,压电作动器在旋转桨叶这种严苛的工作环境下可能出现压电堆扭转、电击穿等问题。胡和平以他多年积累的丰富经验,针对这些问题提出了两条技术路线,一是借鉴同外成熟经验,一是苦修内功,走国产化研制道路。最近两年里,他带领项目团队开展了压电作动器的机电耦合仿真分析与机理模型的理论分析,克服机电耦合、预应力装配等种种困难,一方面进行支撑桨叶一作动器一小翼装置的详细设计,一方面开展基于设计要求的正向研究。胡和平说,这东西看似简单,其实非常复杂,我们花费了2年时间,努力吃透原理,不断进行试验分析。他露出满面笑容,满怀信心地表示,虽然困难比预想的多,但我们的两条技术路线都走对了,核心技术攻关已显露曙光。

有一种魅力叫坚持,有一种从容叫执着。初心不忘,使命无悔的胡和平就像一粒点燃梦想的燧石,一颗萌动春泥的种子,照亮了一个团队,蓬勃了一种希望。

奋斗永远在路上,技术攻关永无止境。攻克“驱动器”技术难关之后,胡和平和团队成员将投入更加艰巨的“闯关”工作之中,全面掌握智能旋翼设计、分析、制造、控制等方面的关键技术,搭建一套适合于旋翼主动控制算法迭代与验证的软件与硬件平台,踏上直升机旋翼智能化发展新征程。

乐为他人梯

胡和平介绍,他们的工作得到了直升机所各相关专业研究室以及天大等高校的支持,日常工作中,团队成员的交流是一种常态,甚至争论也是一种常态。

在团队成员的协同工作中,相互之间不免产生不同意见。遇到观点不一致的时候,胡和平并不急于把自己的意见强加于人。这时候,他总是转化为循循善诱的师长。胡和平认为,不同意见的交锋是好事情,在真理面前一律平等,思想碰撞可以帮助彼此提高认识。一些青年技术员原先习惯于单纯从理论角度看问题,但在工程实践中会发生很多不确定因素,随着认识的提高,他们逐渐学会了将理论与实践结合起来。胡和平的管理经验是,发挥每个人的长处,充分交流,集思广益,实现1+1大于2的跨专业效应。

他被许多青年技术员尊称为“胡老师”,经常受邀到专业班组去讲课,同大家分享自己的技术心得和工作经验。

“胡和平劳模创新工作室”成立之后,所工会领导同胡和平商量后,确定以“无轴承旋翼技术应用于某型在研无人直升机”为载体,树立技术创新标杆,传承劳模的工作思路和工作方法。

为确保无轴承旋翼能够顺利装机应用,今年以来,胡和平同某型机参研人员开展了8次专题交流,他还经常到旋翼生产和试验现场同大家一起讨论型号研制中的各种问题。他特别强调一个观点,面对问题不能只看到本专业,要想想左邻右舍,运用系统思维分析处理问题,专业发展也不能画地为牢,要从全机角度把握思考。

今年9月,某型安装了无轴承旋翼系统的直升机实现首飞。从研究、试验、生产,到应用于型号,我国自主研制的无轴承旋翼终于成为直升机翱翔蓝天的飞翼。

胡和平说,某型机的成功首飞标志着直升机所在推动新技术向工程转化方面取得了重要成果。

直升机以及直升机的未来,一直是装在胡和平心中的梦想。胡和平说,鸟儿在天空的飞行是多么自由,仿生學是我们的灵感来源,将来会发生颠覆性技术创新,出现没有旋翼的直升机。

这一天,胡和平刚刚从一间会议室走出来,又急匆匆赶往高铁车站去参加某省举办的创新研讨会。他说,我去学习学习。

一代代航空人为探索飞行,薪火相传,接续奋斗。新时代是创新的时代,为实现创新梦想,广大航空人的脚步从未放松,从不停歇。

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