一声巨响,运-20机翼“炸裂”,为何现场欢声雷动?

2023-12-08 19:02     百家号

一声巨响,运-20机翼"炸裂",为何现场欢声雷动?

运20全机静力破坏试验,震撼场面首度公开,用极致的破坏来证明卓越的性能!

近日央视《砺剑》栏目首次公开,2014年9月28日,运-20运输机进行2.5G全机静力破坏试验的现场画面。

在被加载了111%的载荷之后,运20机翼砰的一声,发生断裂。

然而奇怪的是,此时现场的所有人却欢呼起来了,这是什么原因?

静力破坏试验

正所谓,外行人看热闹,内行人看门道。

全机静力破坏试验,是用来评估飞机结构强度和耐久性的一种重要试验。

其主要目的是为了验证飞机设计是否能承受预期的最大载荷,并确保飞机在极端条件下的安全性和可靠性。

在试验中,工程师会通过施加超过正常运行条件的力量,来测试飞机结构的极限,模拟飞机可能在其使用寿命中遭遇的各种极端应力,例如剧烈机动、紧急着陆、强风等等。

试验通常在控制环境中进行,使用特殊的设备和传感器来施加和测量载荷。飞机的各个部分,如机翼、机身和尾翼,都会被单独测试。

通过试验收集的数据,工程师可以评估飞机结构的实际性能与设计预期之间的差异,并据此进行必要的调整。

其中有个载荷标准指标,它的值必须处于100%-120%之间。

如果飞机在达到100%设计载荷之前就发生破坏,这表明飞机结构强度不足,未达到设计要求,需要进行修改和加固。

如果飞机能够承受超过120%的载荷而不破坏,这意味着飞机的结构设计过于坚固。

这听起来像是好事,但是越结实不代表一定越好。

飞机设计是一个平衡多种因素的过程,包括结构强度、重量、燃油效率、成本和性能等。

结实的飞机设计意味着更强的结构,能够在极端天气条件和飞行情况下保持完整性。

但是另一方面,结构越坚固也意味着使用更多或更厚的材料,这会增加飞机的重量。

重量一旦增加,就会对飞机很多方面产生显著影响,包括限制飞机性能、降低燃油效率和增加运营成本等等。

隔壁印度的光辉战机,就是一个非常鲜明的例子,由于机身用了太多的碳纤维材料,最终导致"鱼跟熊掌不能兼得"。

简单来说哈,就是装弹就不能载油,装油就不能载弹。

如果满油满弹的话,不好意思,飞都飞不起来的。

正因如此,飞机设计师一直努力在结构强度和重量之间,找到最佳平衡点。这个过程,通常涉及使用先进材料和设计技术来提高结构强度,同时减轻飞机重量。

这就是为什么飞机设计是一个复杂且精密的工程挑战,原因就在此。

根据此次公开的画面显示,当进行到111%载荷时,运-20机翼瞬间断裂,这证明运-20机体结构既满足了强度要求,也完全挖掘了材料和设计的全部潜能。

因此试验取得了圆满成功,现场科研人员掌声雷动,都为试验成功而欢呼。

C919实验

不仅如此,在国产C919大飞机研制的时候,也会做类似的试验。

资料显示,C919静力试验机于2016年4月11日进入航空工业强度所上海分部试验厂房,到2017年2月15日,历经300多天完成48项首飞前静力试验,为后续成功首飞奠定了基础。

其中就包括业内公认的高难度、高风险试验,即2.5g机动平衡工况极限载荷静力试验。

这里的"2.5g",指的是飞机所承受的力是其自重的2.5倍。

试验目的是为了模拟飞机在进行剧烈机动或遭遇强烈气流时的极端情况下,安全性是否过关,身板够不够结实。

在此试验中,C919被工作人员五花大绑,每个机翼承受了大约100吨的载荷。

这种高强度的载荷测试,是为了模拟飞机在实际飞行中可能遇到的最大应力。

同时,C919的机翼被弯曲到翼尖上升了大约3米的高度。

这种显著的弯曲,表明机翼具有高度的弹性和强度,能够承受极端应力而不断裂。

哎,机翼怎么还能弯曲啊,其实啊,没必要大惊小怪的哈,这都是正常现象。

因为飞机机翼是需要有一定的弹性,如果机翼太过僵硬,可能在遇到强烈的力量时断裂或损坏。

而弹性机翼,就可以更有效地分散飞行中产生的应力,从而防止结构损伤。

最终,C919完美的通过了这个试验。

从试验结果看,C919变形和应变符合分析预期,机体结构满足承载要求,说明飞机结构强度跟设计完全没有任何问题。

可能大家不知道,想要通过这个试验有多难?

即使是世界上最大和最先进的飞机,也可能在极端测试条件下遇到问题。

这不是我们"王婆卖瓜自卖自夸",而是真事。

比如2009年,波音787在进行相同的2.5g极限载荷测试时,机翼和机身连接处出现了提前破裂。

由于这个问题,波音787的首飞被推迟了半年多,不仅影响了项目的进度,还增加了成本,并对波音的信誉造成了一定的影响。

最终,波音公司不得不对飞机设计进行修改,以确保飞机能够承受极限载荷。

从这一点看,我国相关的技术水平完全不输国外,这也是C919能够向美国波音、欧洲空客发起挑战的底气所在。

结尾

不管是运20,还是C919大飞机,为了确保它们能够在空中安全行驶,背后工程师们的艰辛,一般人可能很难体会到。

2007年,我们开始立项国产C919项目,经过30多万科研人员16年的不懈努力,终于迎来好消息,目前C919已开启商业载客飞行。

另一边,据《澳大利亚人报》网站报道,中国产C919飞机获得的航空公司和租赁公司订单突破1000架。

发动机方面,国产的CJ-1000A发动机,最快能在2024年装配到C919飞机,从而替换法国赛峰公司的LEAP-1C发动机。

这说明国产的C919大飞机,已经越来越成熟,深受国内外的好评,而这背后更是离不开无数次极端试验。

所以,C919大飞机的诞生,是中国制造的骄傲,一点也不为过。

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