大国总师开讲啦：如何为这项大国重器的材料“减重”？

造飞机的人，为何要“跨界”造口罩机？

给飞机“减重”，有何秘籍？

我国的飞机制造从“照猫画虎”到自主创新

经历了怎样艰苦卓绝的历程？

……

近日

中国航空制造技术研究院院长李志强

做客《开讲啦》

小新带你一起

从航空制造看中国航空人的坚守与执着

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▲中国航空制造技术研究院院长李志强做客《开讲啦》

临危受命底气足

从造飞机到造口罩机仅需16天

2020年2月

新冠肺炎疫情暴发初期口罩紧缺

为尽快生产更多质量更好的口罩

航空工业集团应用制造歼-10、歼-20飞机的数字化技术

研制出了全自动口罩生产机

这台口罩机

可以连续工作24小时

一台机器每分钟生产100个口罩

一天一台口罩机产出14万个口罩

一个工作人员可操作多台机器

和传统口罩机相比

全自动口罩机具有

用人少、效率高、稳定性强的优势

其实，在设备研发之初

研究人员甚至连口罩机长什么样都不知道

对于造飞机的他们来说

口罩生产机的研制是陌生的

然而，凭借“我能造飞机，为什么不能造口罩机”的底气

以及“当时口罩是最重要的物资，我就得上”的信念

李志强院长主动请缨

承担了制造口罩机的任务

此后，中国航空制造技术研究院

快速动员7家下属单位

由600多人组成设计研发团队

采用航空制造领域中的数字化技术

在3天内就完成了口罩生产机的图纸设计

16天后首台样机研制成功

助力医疗物资产能飞速提升

李志强院长表示

日常工作中

原本安排好的时间表经常被打乱

但是，国家需求一定是摆在最优先的优先级上

减重达人“克克”计较

每一克材料都要发挥最大效用

在节目现场

李志强被称为“减重达人”

然而他并非是为自己减重

而是为飞机减重

在高空高速飞行的环境中

飞机自身重量越轻

能带动的有效载荷就越多

民航客机就可以搭载更多的旅客和货物

战斗机就可以多带导弹或燃油

当主持人问

“在飞机制造过程中，您是要斤斤计较吗？”

李志强院长果断回答

“不足！我是克克计较！”

让留在飞机上的每一克材料

都发挥最大的效用

通常来讲

飞机减重包括两个方面：

结构减重和材料减重

飞机这样一件工业产品

是由很多零件组合起来的

就像大家玩的积木

结构减重的要点

就是使得积木块越少越好

同时单个的块变得更轻巧

为此，研究人员研发出

超塑性成形和扩散连接技术

并广泛应用于飞机、发动机、导弹上

帮助其实现减重

光从结构上减重还不够

材料也要改

歼-20的机翼

就通过使用碳纤维复合材料

完成了“减重”

碳纤维非常细

每一根纤维的直径在5微米左右

相当于一根头发丝的十到十二分之一

虽然非常细，但它十分“强壮”

用它制成的复合材料

强度可以达到铝合金的四倍以上

也可以达到钛合金的两三倍

用碳纤维树脂基复合材料来代替铝合金

可以轻松实现减重30%以上

这对于歼-20这样的战斗机来说

是十分重要的

李志强院长还提到

紧固件越少，飞机减重效果越好

于是，航空人把目标放在

将紧固件连接的部位变成焊接上

辛苦研发几十年

激光终于被成功地用于钛合金焊接

航空人开发出智能化激光焊接系统

提高了飞机结构的整体化水平

小到紧固件，大到机身材料、结构

承载着中国航空人多年科研成果的歼-20

在2011年首飞成功

强心脏，不放弃

19次的失败历历在目

1988年

李志强院长独立承担了一个重要的科研项目

多次基础实验后

他对自己的方案信心满满

由于材料昂贵

一次实验的花费

相当于当时一台大彩电的价格

是李院长当时两年的工资

他要承受的心理压力可想而知

在这项试验上

他前后失败了19次

直到第二十次才成功

期间他也曾想过放弃

但是出于对基础实验的信心

最终还是坚持下来

如果没有这份坚持

中国航空工业就少了一项可应用的技术

他说：“对待困难，我的态度很简单，

有难事，没愁事！”

从“照猫画虎”到自主创新

接续开出“现代工业之花”

航空工业被称为“现代工业之花”

航空工业的发展水平

是一个国家基础工业能力的体现

我国的航空工业

诞生于抗美援朝的战火硝烟中

走过了从修理、测绘仿制到自主创新三个阶段

每个阶段都少不了

航空人的努力和付出

在分享中

李志强院长讲述了一个

直-5旋翼桨叶的制造故事

早期直-5的旋翼桨叶

是由木材制成的

当时苏联指定的制造材料

是西伯利亚生长的一种白松

然而我国并没有对应的树种

为了找到合适的替代材料制造桨叶

研究人员先是在黑龙江

选了一种需要生长80到120年左右

出材率仅有万分之三的鱼鳞松

后又来到四川阿坝州

在海拔3700米的高度

选了一种云杉来制造桨叶

在寻找替代树种的过程中

还有三位同志不幸牺牲……

面对如此大的代价

航空人下定决心

要造自己的金属桨叶

中国航空制造技术研究院

承担起加工工艺和专用机床的设计制造任务

最终完成了金属桨叶的制造

从此

我国航空工业结束了“照猫画虎”的阶段

走上自主创新之路

到了歼-20时代

我国科技水平突飞猛进

李志强院长介绍道

歼-20已经不用图纸来描述飞机了

直接使用数模

将数模用于车间

在飞机制造过程中

指导机床操作

把它变成加工程序

将零件加工出来

会使飞机制造周期大幅度缩短

千千万万个航空人

奋力拼搏，追求先进

一路从“照猫画虎”

拿着木桨叶造出金属桨叶

到实现飞机制造的工业化和信息的数字化

相信在不久的将来

一定能够看到

5G信息技术在航空制造上的应用和发展

中国的航空制造业

在抗美援朝的硝烟中起步

在信息技术革命中成长

如今的中国航空制造业

正以蓬勃的生命力

为国展翼，筑梦长空

原标题：《大国总师开讲啦：如何为这项大国重器的材料“减重”？》

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