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中国制造飞机是谁的技术(他87岁,专给中国战机造“心脏”,亲身讲述国产大飞机历程,700万网友在线听讲)

发布时间:2024-06-16 23:10:01 制造技术 400次 作者:装备制造资讯网

#国产大飞机背后的中国黑科技#

曹春晓的心脏里,“住”着一块钛合金。

中国制造飞机是谁的技术(他87岁,专给中国战机造“心脏”,亲身讲述国产大飞机历程,700万网友在线听讲)

他是中国科学院院士,浙江上虞人,今年87岁,与钛合金等航空材料打了一辈子交道。27年前,这位院士的身体出了问题,心跳不到60。医生为他安装了钛合金制造的心脏起搏器,保证血液供应。钛合金从此成为他身体的一部分。

最近,曹春晓院士现身《院士开讲》,这是由抖音和中国科协“科创中国”联合出品的一档科普栏目。视频中,曹春晓讲述了自己投身航空用钛研究的过程,以及钛合金给中国航空航天业带来的变革,让很多年轻网友了解到国产大飞机和战斗机研制的艰辛历程。

给飞机“造心脏”

上世纪六十年代,一些渔民发现了一架沉在水底的国外飞机。这架飞机让他们很惊讶,虽然飞机的大部分被海水腐蚀,但仍有一部分组件完好无损还非常光亮。这一发现让专家们眼前一亮。经过研究,他们认识到这个神秘的材料就是钛合金,抗腐蚀性能高。

从航空业发展的角度看,上世纪五六十年代正是一个转折时期,钛被越来越多地应用到航空材料中。当时,曹春晓被分配到北京航空材料研究所,并参加中国第一个航空钛合金实验室的筹建工作。这已经比国外落后了12年。

曹春晓讲述青年往事

对于当时的曹春晓来说,钛合金还是个新名词。他立马找资料进行研究,了解到钛合金是一种新金属,可以显著地减轻结构的重量、提高使用性能,让战斗机、轰炸机、运输机、侦察机飞得更快、更高、更远、更灵活。

经过不懈的钻研,曹春晓提出了“超高温锻造”和“相变温度压延”的创新性工艺,并和同事提出TC4钛合金叶片和盘研制作为我国航空用钛的突破口。这是我国第一台装有钛合金转子叶片的航空发动机,也是钛合金被首次应用到我国航空发动机中。

发动机被认为是飞机的“心脏”,曹春晓便是给大飞机造“心脏”的人。此后,他参与的一系列科研成果被应用到多种战斗机中。

在《院士开讲》中,曹春晓提到,中国战斗机的钛用量不断上升,“歼-8”还只有2%,到了“歼-31”的时候,已经上升到25%。军用运输机“运-20”的钛合金用量达到10%,与美国C-17运输机的钛用量不相上下。

但曹春晓也有遗憾,那就是“运-10”。

七十年代初期,大型喷气式客机“运-10”研制计划启动。当时曹春晓还不到40岁,在北京航空材料研究院工作,研究航空用钛材料。1973年,他接到任务,参与研制涡扇8发动机的研制,涉及59种钛合金零件。

经过几年的协同作战,曹春晓等人研制出10台涡扇8发动机,并经受了试车实验。1980年,运-10首航成功,最大起飞重量为110吨,让中国成为世界上第五个研制大型喷气式客机的国家。然而,6年之后,运-10因为种种原因下马,没能投入商用。

这一度让曹春晓遗憾不已。“对于我们这些航空材料人来说,谁不希望能坐上自己设计和制造的大型客运飞机呢?”

大飞机梦成为现实

在曹春晓等人的努力下,“运-10”的遗憾在26年后终于得以弥补。

2006年,国务院批准成立大型飞机方案论证委员会,曹春晓当时已经是中国科学院院士,成为唯一从事航空材料研究的委员。国产大飞机项目涵盖民用和军用机型,民用客机代号就是C919。曹春晓又担任专家咨询委员会委员,奔波于全国各地。

大飞机的制造离不开对技术要求极高的大锻件。受制于大型构件的性能和大型构件的制造能力,过去七十年,没有一架飞机的结构重量系数低于27%。结构重量系数是指飞机自身的重量占它整个起飞重量的百分数,也就是说,飞机的自重越少越好。通过钛合金材料和锻造技术的提升,可以减轻飞机的结构重量,提升其竞争力。

如今,对经济性要求更高的C919,钛合金用量达到8%,与美国波音777的7.5%用量相当。在《院士开讲》栏目中,曹春晓展示了一个用于C919的钛合金锻件接头,这个名为TC4的接头,重量为600公斤。为了制造类似的锻件,中国建设了世界上压力最大的8万吨液压机。

2017年5月5日,拥有我国自主知识产权的C919大型客机在上海浦东机场成功首飞。曹春晓在现场激动不已,和总设计师以及其他几位院士留下合影。

曹春晓院士(左四)在C919下线现场

在《院士开讲》中,曹春晓还透露,C919未来将用上国产航空发动机,目前还在研制中。“等长江涡扇发动机研制正式成功以后,也会用到我们这个C919上面。”长江1000涡扇发动机的钛用量已经达到23%。

用科普“助推”科研

投身航空业66年,87岁的曹春晓院士心中仍有一个关于钛合金的梦。

“我希望C919国产大飞机能够更快地在航线上正式使用”,曹春晓院士说。他每次出差的时候都特别别扭,因为他知道所坐的飞机不是美国造的就是欧洲造的,“如果能够有中国自己生产、自己制造的飞机,那我坐在上面肯定感到很舒坦。”

第二个梦想就是造出更先进的航空发动机。曹春晓院士坦言,跟国外已经成型的一些航空发动机相比,我国目前还是比较落后。“我希望我们国家真正的航空发动机能够早一点做出来,而且要做得很漂亮、质量很高,所以我觉得自己还需要继续努力,在钛合金方面多做配合。”

配合不只是科研,还有科普。近年来,曹春晓投入了很多精力,希望可以和年轻人对话。参加抖音联合出品的《院士开讲》栏目,也是如此。很多年轻网友对科研感兴趣,就像是六十多年前,那个爱上钛合金的自己。

《院士开讲》抖音主页及部分内容

虽然已经是87岁高龄,曹春晓却懂得如何跟年轻人对话。他在节目中聊理科院系的男女比例和找对象问题,还有年轻人的加班和熬夜现象。

“必要的加班我支持,但年轻人不应该长期加班,这是我一定要提出来的。”在他看来,如果工作上需要做连续性的事情,不做就可能耽误事,这个时候就得加班。但如果一天到晚都加班,没有生活的一面,那就不行:“我的建议是要善自控、善合群、善生活。”

事实上,曹春晓院士年轻的时候也加班,有次为了实验,甚至连续54个小时没睡觉。但他说,加班后会马上休息,打打乒乓、下下棋、种种花……让生活充实起来。“一直加班,脑子动起来就不灵了,创新也没有灵感。你的身体也会垮掉,没有身体你怎么付出你的爱,怎么接受人家对你的爱?”这些讲述引起了很多年轻网友的共鸣。

目前,这期《院士开讲》视频在抖音、今日头条、西瓜视频等平台已经吸引了超过700万网友观看。对于研究航空材料的曹春晓来说,科普也是一种“助推器”,让更多人感受到科学的魅力,并走上科研的道路。

钱江晚报综合《院士开讲》、网络值班编辑:董箫乐