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“空天动力是飞行器的‘心脏’，从低温200多度到高温3000多度的‘冰火两重天’环境，从万小时的长寿命需求到百兆瓦级别的瞬间能量释放，不仅超越了材料的物理极限，也是当前国际形势下大国竞争的关键，对材料、结构与系统设计都提出空前挑战。”在近日于北京举行的香山科学会议第780次学术讨论会上，会议执行主席、中国工程院院士、西安交通大学校长张立群说。
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, O0 g# d6 M! _: U# |据悉，依托力学、材料、能动等学科优势，西安交通大学已牵头建设空间动力结构服役安全实验装置，并获青岛市政府3亿元资金支持，项目正在有序推进。不过，会上，张立群和来自航空航天、力学、材料、能源等领域的院士专家指出，空天动力技术是未来飞行器中最具挑战、最核心的关键技术，仍需要通过进一步建设国家级空天动力结构服役安全科学实验装置，突破我国航空航天技术瓶颈，实现关键技术自主可控。0 Y* w; R! |' ~! ^8 W. R" ]
0 y5 p* B, M; G. G1 {0 \“空天动力结构在服役过程中面临严苛的工作环境，容易发生断裂、磨损、钛火等故障，是制约我国空天动力自主研制与可靠使用的瓶颈问题之一。从实验的‘金字塔’来看，我们在元器件、模拟件和部件组件这个阶段存在较大短板，与国外先进水平差距明显。”中国科学院院士、空军工程大学教授李应红在主题报告中指出，国外在天地一致性试验、超高周疲劳技术等方面已建立完善的实验体系。而我国在高速旋转与复杂载荷、大功率高频振动台等关键设备上严重滞后，部分重要装备甚至处于国外限制出口之列。* z; z% ^2 ?# A* i" }
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会上，李应红提出的“空间动力结构安全科学试验装置”方案包含三个核心模块：转子-轴承系统天地一致性实验舱、叶片/叶盘超高周疲劳实验舱、叶片碰磨与燃烧实验舱，旨在突破关键技术瓶颈，提升我国空天动力自主设计和研发能力。西安交通大学教授陈雪峰则提出了“3+1”的构想，除了三大实验舱，还将在大型科学装置中构建一个实验测试系统，包括大型原位测试系统与在线高精尖测试系统两大模块，以解决结构安全试验中动态参数“测不到”、关键参数“测不准”、故障状态“诊不出”的难题。2 i" i' H) }7 z d5 G
2 ?/ l3 f8 ^+ M# s7 K; y1 y) Z3 {, H会上，多位院士专家也认为，推动空天动力结构服役安全研究，需从理论体系构建与实验验证双管齐下，多维度突破关键科学问题。譬如，在结构耐久可靠性方面，中国科学院院士郭万林表示，需建立从微观裂纹萌生到宏观断裂的统一理论体系，配合智能监测技术，形成疲劳耐久可靠性的完整解决方案。中国工程院院士向巧表示，应突破传统模型局限，为极端工况下的结构响应提供新的理论支撑。中国工程院院士王振国强调，航空发动机研制中，实验设施和装置是基础工作，不可缺失，需要通过实验修正模型、不断积累数据。其他学者也从润滑材料、多场耦合试验等方面提出建议，呼吁加快构建具有原创性和引领性的空天动力科学实验平台，推进跨学科合作研究。 |
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