0.5毫米,是近20米長國產(chǎn)機(jī)翼壁板型面的最大允許誤差,也是“大國工匠”精工雕琢的極致追求。
22年,是扎根金屬塑性加工領(lǐng)域的時長,也是將奮斗變成日常的堅(jiān)持。
他是曾元松,是中國航空制造技術(shù)研究院副院長。這位中青年專家率先在國內(nèi)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻破了多個機(jī)翼壁板成型的核心技術(shù),打破了國外技術(shù)的封鎖和壟斷,使我國大型軍用和民用飛機(jī)金屬機(jī)翼整體壁板的制造技術(shù)水平,邁入了國際領(lǐng)先的行列。
如今,在他的辦公桌一角常年擺放著2件精致的飛機(jī)模型。純白色的第一代中國艦載戰(zhàn)斗機(jī)殲-15、迷彩藍(lán)的我國新一代軍用大型運(yùn)輸機(jī)運(yùn)-20……跟很多航空人一樣,曾元松對飛機(jī)的熱愛是赤誠與深沉的。
cription="編輯提供的本地文件" sourcename="本地文件" src="http://www.dcqhyn.cn/file/upload/201907/24/212103701.jpg" title="曾元松:用微小彈丸精工雕琢中國翼" />
曾元松
這位22年沉浸在航空制造領(lǐng)域,擅長金屬成形技術(shù)的“打鐵匠”,是如何鑄造精美的飛機(jī)翅膀的?在他的成長過程中,是如何實(shí)現(xiàn)多個從零到1的突破的?他又是如何帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)提升國產(chǎn)飛機(jī)機(jī)翼整體壁板的制造水平的?
愛之切、學(xué)之深,逐夢航空
1988年初,曾元松從四川老家高中畢業(yè)后,選擇到北國冰城哈爾濱工業(yè)大學(xué)就讀。在回答為何會選擇哈工大,他略微回憶一下,帶著憨笑率性告知我們答案:“農(nóng)村娃高考完就想天高任鳥飛,并且離家遠(yuǎn)一點(diǎn),報(bào)考的人興許會少些,機(jī)會也大。”初到大學(xué),曾元松就被澆了一盆冷水。當(dāng)年,他本來想到最喜愛的計(jì)算機(jī)專業(yè)讀書,結(jié)果被學(xué)校調(diào)配到了哈工大材料科學(xué)與工程學(xué)院,學(xué)金屬成形技術(shù)。
他并沒有抱怨成為一名調(diào)劑生,反而深深地喜愛上了這一專業(yè),用9年時間,完成了本科到博士的蝶變。在碩士和博士期間,他受教于塑性加工領(lǐng)域資深教授王仲仁先生,并成為王仲仁教授最喜愛的學(xué)生之一。
知名高校的博士……1997年畢業(yè)時,國內(nèi)眾多企事業(yè)單位向他拋出橄欖枝,其中不乏高薪單位,他毅然選擇走進(jìn)北京航空工藝研究所(中國航空制造技術(shù)研究院的前身)的大門,與航空工業(yè)結(jié)緣,因?yàn)樵谒磥?,自身所學(xué)專業(yè)在航空制造領(lǐng)域會有廣闊天地,也是個人興趣所在。
當(dāng)時在同學(xué)與同事看來,這位曾博士押寶“航空”肯定錯了。因?yàn)樯鲜兰o(jì)90年代,國內(nèi)航空工業(yè)發(fā)展并不理想。但曾元松卻覺得,正因?yàn)樘幱诘兔云?,跟國際上先進(jìn)的國家差距較大,才會有更大的發(fā)展空間,他的這番認(rèn)識,在日后工作中得到一一印證,他充分發(fā)揮專業(yè)之長,在一個一個科研項(xiàng)目中,展示著自己的才華。
不讓參觀,我們自己干出來
“在所有技術(shù)參數(shù)固化后,一塊原始的機(jī)翼壁板板坯被平穩(wěn)送進(jìn)到數(shù)控噴丸機(jī)里,在成千上萬顆直徑不大于5毫米的彈丸有序噴射到板坯表面后,經(jīng)過幾個小時這塊板坯就變成一塊具有復(fù)雜氣動外形的飛機(jī)機(jī)翼壁板。”這樣讓金屬秒變戲法的魔術(shù),其實(shí)就源于中國航空制造技術(shù)研究院,然后在航空工業(yè)所屬企業(yè)的車間中進(jìn)行精確復(fù)制。這項(xiàng)飛機(jī)機(jī)翼制造技術(shù)包含多個核心技術(shù),歷經(jīng)多年攻關(guān),包含了航空人的很多智慧與汗水,也是每個航空人的驕傲。
很少有人知道,飛機(jī)研制成功離不開尺寸大小不足5毫米的小小彈丸,飛機(jī)壁板復(fù)雜氣動外形面的研制成功更離不開彈丸的貢獻(xiàn)。噴丸成形是指利用高速彈丸有選擇地、逐步地撞擊金屬構(gòu)件表面而最終使其獲得所需外形的一種技術(shù)。而曾元松一直潛心研究噴丸成形技術(shù),無數(shù)次與這些微小彈丸“打交道”。
上世紀(jì)50年代初期,噴丸成形技術(shù)首次應(yīng)用于某型號飛機(jī)機(jī)翼壁板。因其具有無需成形模具、設(shè)備適應(yīng)性廣、加工成本低等優(yōu)勢,噴丸成形一直是飛機(jī)機(jī)翼整體壁板首選甚至唯一的成形手段,包括20世紀(jì)60年代末以來的波音747、本世紀(jì)初期至今的空客A380等都應(yīng)用了這項(xiàng)技術(shù)。
而國內(nèi)研究起步較晚,始于20世紀(jì)60年代末期。技術(shù)資料的極其匱乏使當(dāng)時開展研究工作困難重重。
曾元松說,當(dāng)時最大的難題是如何獲取專業(yè)領(lǐng)域里的信息。在當(dāng)時互聯(lián)網(wǎng)不發(fā)達(dá)的年代,他們只有埋頭圖書館查資料學(xué)習(xí),并借助于有限的國際學(xué)術(shù)會議多學(xué)多看多思考。即便如此,一些航空領(lǐng)域里的高端核心技術(shù),本身就是核心競爭力,也是保密的。記得他曾經(jīng)去德國慕尼黑出席一個國際學(xué)術(shù)會議,當(dāng)時安排有技術(shù)參觀。但當(dāng)時他們提出申請想?yún)⒂^一下德國的一個發(fā)動機(jī)工廠,最終直到離開德國,這一愿望都沒有達(dá)成。英國也有自己專門的空客機(jī)翼生產(chǎn)現(xiàn)場,但他們也根本不會允許外人參觀。
“在國外核心技術(shù)封鎖的條件下,我們就必須自主實(shí)現(xiàn)從零到一的突破。”研究院積極探索噴丸成形工藝,摸索噴丸變形規(guī)律,開發(fā)噴丸成形新方法,并自主研制數(shù)控噴丸機(jī)。
從毫米級、數(shù)米級,再到20米的機(jī)翼壁板噴丸成形,他們一步步把基礎(chǔ)做扎實(shí),由小到大實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。20世紀(jì)90年代中期,研究院掌握了機(jī)翼6米級整體壁板噴丸成形技術(shù),使國內(nèi)跨入數(shù)控時代。
“小”專家不服輸,中國翼翱翔藍(lán)天
我國按照國際標(biāo)準(zhǔn)研制的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的ARJ21飛機(jī)項(xiàng)目研制中,面臨著一個制造工藝上最大的“攔路虎”——飛機(jī)機(jī)翼整體壁板成形技術(shù)難題。
業(yè)內(nèi)專家表示:“沒有民機(jī)整體壁板噴丸成形技術(shù)的突破,ARJ21就上不了天!”如果我們不掌握機(jī)翼整體壁板的成形技術(shù),就意味著我們擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的民機(jī)產(chǎn)業(yè)將會受制于人。面對該問題,原國防科工委和航空工業(yè)領(lǐng)導(dǎo)果斷決定:民機(jī)的未來,只有依靠我們航空人自力更生。
2003年,“民用飛機(jī)整體壁板數(shù)控噴丸成形技術(shù)研究”課題正式立項(xiàng),年僅33歲的曾元松擔(dān)任該課題負(fù)責(zé)人。
很多人都產(chǎn)生過這樣的疑問:“年紀(jì)輕輕的曾元松能否承擔(dān)起這個重任?”曾元松頂住巨大壓力,帶領(lǐng)課題組克服了國內(nèi)尚無預(yù)先研究基礎(chǔ)和國外技術(shù)封鎖等重重困難,解決了材料緊缺、缺乏基礎(chǔ)試驗(yàn)數(shù)據(jù)、機(jī)翼壁板數(shù)模幾次改變、涉及技術(shù)面廣等種種難題,成功研制出ARJ21超臨界機(jī)翼整體壁板裝機(jī)件,解決了ARJ21機(jī)翼制造的重大關(guān)鍵技術(shù)問題,獲得授權(quán)發(fā)明專利6項(xiàng),填補(bǔ)了國內(nèi)空白,使我國成為世界上少數(shù)幾個掌握該項(xiàng)技術(shù)的國家之一。
從5毫米、2.5毫米、1.5毫米向著不大于0.5毫米的合格標(biāo)準(zhǔn)逐漸縮小著。國產(chǎn)機(jī)翼壁板歷經(jīng)多年研發(fā)攻關(guān),不僅機(jī)翼表面光滑,形狀準(zhǔn)確度高,而且外形精度逐漸逼近0.5毫米。0.5毫米——大約七頁紙厚度的精度,終于在以曾元松為負(fù)責(zé)人的課題攻關(guān)團(tuán)隊(duì)手中成功實(shí)現(xiàn)了。
在該項(xiàng)成果鑒定會上,包括多名院士在內(nèi)的專家委員會一致認(rèn)為:“該課題技術(shù)難度大,在國外嚴(yán)密封鎖的情況下,獲得了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性技術(shù)成果,突破了我國民機(jī)發(fā)展的一項(xiàng)重大關(guān)鍵技術(shù)。該項(xiàng)成果達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平。”最終,該項(xiàng)成果被評為國家科技進(jìn)步二等獎,曾元松代表課題組受到了黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人的親切接見。
在他的奮斗歷程中,從專業(yè)技術(shù)人員,到獨(dú)立承擔(dān)重點(diǎn)項(xiàng)目、再到帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)解決重大關(guān)鍵技術(shù)問題……在這一步步的歷練中,完成了從知識的積累到工程的實(shí)踐過程。從ARJ21到C919,從運(yùn)20到AG600,他伴隨中國大飛機(jī)的研制一路前行,他把自己的全部精力和心血都傾注到航空事業(yè)發(fā)展中,并在噴丸成形技術(shù)領(lǐng)域取得了一系列技術(shù)突破,為我國航空工業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。
科研無禁區(qū),只要肯攀登
減重是飛機(jī)一直在追求的目標(biāo),特別是高筋整體壁板具有優(yōu)異的減重效果、結(jié)構(gòu)效率和密封效果,一直為國內(nèi)外所青睞。但是隨著機(jī)翼筋條高度的增加,噴丸成形難度逐漸加大。但該項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)的成功與否對我國大型飛機(jī)機(jī)翼結(jié)構(gòu)方案的確定和技術(shù)突破具有重要意義。
2007年,曾元松創(chuàng)造性提出要實(shí)現(xiàn)“帶筋整體壁板噴丸成形”。“國外很少見,國內(nèi)也沒有參照,這或許是不可能實(shí)現(xiàn)的設(shè)想。”當(dāng)時,很多人包括一些資深專家都覺得不可行。
曾元松帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在ARJ21飛機(jī)機(jī)翼壁板成功研制的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步開展了大量的試驗(yàn)研究、理論分析和數(shù)值模擬工作。2年間,他突破一個個噴丸成形禁區(qū)和堡壘,于2009年成功研制出全尺寸驗(yàn)證件。至今,曾元松還深深記得,當(dāng)時飛機(jī)型號總設(shè)計(jì)師視察這一驗(yàn)證件后說了這樣一句話:“這下我心里踏實(shí)了,透亮了。”
曾元松主持參與研發(fā)的這個機(jī)翼壁板成為目前世界上采用噴丸成形技術(shù)研制的尺寸最大、筋條最高、外形最復(fù)雜、成形難度最大的機(jī)翼帶筋整體壁板,實(shí)現(xiàn)了我國飛機(jī)機(jī)翼壁板制造技術(shù)新的重大跨越,開創(chuàng)了多個國內(nèi)第一。
啟動、滑行,機(jī)頭抬起,直插云霄……2013年1月,我國首款擁有自主知識產(chǎn)權(quán)、具備國際主流水準(zhǔn)的大型運(yùn)輸機(jī)成功首飛。曾元松當(dāng)時就在首飛現(xiàn)場。至今,他仍深深記得飛機(jī)起飛那一刻,他曾心懷感恩激動地落淚。他為自己身后這支得力的科研團(tuán)隊(duì)能締造出一個個不可能的超越而深感喜悅。
機(jī)翼是“抬”起機(jī)身的關(guān)鍵部段,外翼下壁板作為機(jī)翼的“翅根”,受力最大、也最復(fù)雜。如果外翼下壁板的安全性不過關(guān),飛機(jī)將面臨“折翼”的危險。機(jī)翼制造是現(xiàn)代大型飛機(jī)研制的核心,而機(jī)翼壁板成形是機(jī)翼制造的關(guān)鍵技術(shù),曾元松是研發(fā)該項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的領(lǐng)軍者。
22年間,擔(dān)任專業(yè)組長、學(xué)術(shù)帶頭人,從研發(fā)部長到研究室主任,再到副院長,曾元松一直在低調(diào)做事,但他參與的每一項(xiàng)科研成果卻總在高調(diào)“刷屏”。他研制的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的小彎管成形設(shè)備和滾壓無擴(kuò)口連接設(shè)備,填補(bǔ)了國內(nèi)空白;他參與研發(fā)的柔性多點(diǎn)模具蒙皮拉形工藝和裝備,填補(bǔ)了國內(nèi)空白;他解決了機(jī)翼制造的重大關(guān)鍵技術(shù)問題,填補(bǔ)了國內(nèi)空白……
有限目標(biāo),步步為贏
每一處精工雕琢、匠心唯時光可鑒。工作中,曾元松最喜歡導(dǎo)師說過的這句話:“有限目標(biāo),步步為贏”,至今這句話仍讓他非常受用,并成為他完成一次次突破的制勝絕招。
“目標(biāo)不一定很高、很大,但要做好每一步。踏實(shí)做事,沉心做科研,不浮躁。”這也是他最常用的勸慰青年科技人員的話。
而提及領(lǐng)導(dǎo)的人格魅力,曾元松說,人格魅力不在于你的職位有多高,而在于你能否帶好科研團(tuán)隊(duì)做好分工,讓人盡其才,物盡其用。能否帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)一起攻堅(jiān)克難,共同分享成功,讓每一個團(tuán)隊(duì)成員都有獲得感,如果領(lǐng)導(dǎo)只喜歡布置“作業(yè)”,而不給予適當(dāng)指導(dǎo),久而久之團(tuán)隊(duì)就會失去斗志。
在年輕人培養(yǎng)過程中,他除了主張因人施教外,更喜歡在實(shí)踐中培養(yǎng)和鍛煉他們。尤其在時間緊、任務(wù)重、技術(shù)難度大的情況下,他大膽起用新人,讓年輕人參與并負(fù)責(zé)重要的分析計(jì)算、實(shí)驗(yàn)研究等工作,并在實(shí)踐中給予細(xì)心指導(dǎo)。在試驗(yàn)過程中,為了最大限度減少不必要的錯誤發(fā)生,他都親自與年輕人針對試驗(yàn)方案進(jìn)行認(rèn)真討論和修改。在每次試驗(yàn)工作結(jié)束后,他會主動跟年輕人一起總結(jié)討論,并毫無保留將自己多年的工作經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識予以傳授。
“創(chuàng)新能力最強(qiáng)的階段,都是集中在青年時期。”曾元松說,對青年人才的激勵,一定的榮譽(yù)或獎勵是必要的。因?yàn)閷τ谡嬲诳萍忌献龀鰟?chuàng)新性貢獻(xiàn)的人才,在這一階段給予適當(dāng)?shù)莫剟睿饶芩⑿虑嗄耆瞬诺拇嬖诟?,還能激發(fā)他們在科技創(chuàng)新的路上繼續(xù)做出更大貢獻(xiàn)的熱情。
當(dāng)年,他作為第十一屆中國青年科技獎獲得者也體驗(yàn)了一把“獲得感”。他從中也感受到了更多的責(zé)任感和壓力,這些都成為后續(xù)他做好相關(guān)科研項(xiàng)目的持續(xù)動力。
如今,曾元松并不覺得輕松,比如飛機(jī)金屬結(jié)構(gòu)材料大多是鈦合金或鋁合金,要讓它們變形,就需要研究清楚這些材料的內(nèi)在特性,并研究出特殊成形方法以及攻克更多科研難題。攻克難題似乎也已經(jīng)成了航空人的必答題。
任何加工方法和工藝都不是一成不變的,只有更好。這就要求技術(shù)人員要有勤奮和創(chuàng)新的心態(tài),追求極致和精益求精的“工匠精神”。對新技術(shù)和新問題要有高度的敏感性,善于吸收最前沿的技術(shù)和成熟經(jīng)驗(yàn),不斷精雕細(xì)琢和創(chuàng)新完善工藝。因此創(chuàng)新是曾元松在科研事業(yè)上的執(zhí)著追求。他時刻把握專業(yè)發(fā)展的最前沿,謀求為金屬成形技術(shù)拓寬道路。
一個時代有一個時代的擔(dān)當(dāng)。作為一名航空人,曾元松始終積極投身在科研工作中,以航空報(bào)國為最高使命擔(dān)當(dāng),正奔跑在新時代航空強(qiáng)國建設(shè)征程中……新的成績,值得期待?。ㄎ?李 荔)
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