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上海交大参与国产C919大型客机研制成果斐然

科普小知识2022-02-27 18:43:47
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5月5日,中国首架符合国际主流标准的国内大型客机C919在上海浦东国际机场完成首飞。C919中型客机(COMAC C919)是中国首架按照最新国际适航标准研制的具有完全自主知识产权的干线民用飞机。这是建设创新型国家的标志性工程。对于先进的气动布局、结构材料和机载系统,研究人员已经计划了100多项关键技术来解决关键问题,包括飞机发动机的综合设计、电传飞行控制设计、先进控制律设计、主动控制技术等。先进材料首次广泛应用于国内民用飞机。第三代铝锂合金材料和先进复合材料分别占C919机体结构的8.8%和12%。C919自成立以来已经走过了十年,今天它的理想已经成为现实。

10年来,上海交通大学积极参与C919国产大型客机的开发,做出了许多不可替代的贡献。

在C919大型客机的开发设计过程中,上海交通大学和中国商用飞机公司进行了深入的合作,创新了产、学、研的校企合作机制。在“上海民机创新工程”和近百个科研项目的支持下,上海交通大学联合建立了民机先进制造技术中心、民机维修工程研究中心等联合研究平台,共同培养高层次、多层次、多类型的航空专业人才。特别是C919大型客机的六项先进技术,双方在通用、结构、制造、材料、航空电子、人因等专业或领域开展了科研合作,分布在交通大学的多个学院,如机械与动力工程学院、材料科学与工程学院、海洋与建筑工程学院、电子信息与电气工程学院、航空航天学院、化学工程学院等。体现了上海交通大学服务国家的战略,积极探索和创新校企合作的机制和模式。

在整体空气动力学领域,上海交通大学航空航天研究所刘虹教授领导的整体空气动力学团队与上海航空航天研究所共同开展了大型客机减阻机理与方法(973)、大型客机多段翼型优化设计、C919机体/发动机整体空气动力学优化设计与计算、民用飞机防冰技术、C919飞机低速构型流动控制技术方案设计与应用等项目的科研与合作。

在结构强度领域,上海交通大学航空航天学院汪海教授领导的结构强度团队先后承担了多项直接服务于C919机型的科研和试验任务,如C919飞机复合材料后压架强度设计、C919飞机平尾段强度研究的静力试验, C919飞机平尾多波束结构剖面试验和C919飞机机翼固定前缘稳定性分析方法验证试验,为工程开发直接提供了最真实的实验数据。

在数字化制造与装配方面,上海交通大学机械与动力工程学院林忠钦院士领导的制造团队在民用飞机数字化装配协调与公差分配、制造数据合规管理技术、虚拟装配、装配移动生产线、装配密封性能检测与功能仿真、装配对接协调控制、复合金属复合结构连接集成钻孔等关键技术上取得了一系列突破。搭建大型飞机零部件自动装配、柔性导轨钻孔等实验平台,开展数字化装配协调和公差分配技术研究,为C919装配试生产提供关键技术支持和验证。

在人因工程方面,上海交通大学电子信息与电气工程学院傅山教授领导的人机回路系统工程团队,用五年时间构建了中国民用飞机驾驶舱人因适航性认证的理论和工程体系,并自主开发了从地面模拟试验到飞行试验的一整套测试系统和数据处理系统。在对ARJ21-700飞机适航符合性验证试验和适航认证做出积极贡献的基础上,围绕C919项目开展了一系列项目,如人因适航要求和符合性验证方法的研究,以及告警条件下机组上下文感知的特点,可继续为C919大型客机人机环境系统的研究和认证服务。

此外,上海交通大学还围绕C919大型客机在综合航电领域开展了IMA环境下飞机环境监测系统和多任务实时性能优化系统的关键技术研究。在系统设计领域,开展了面向设计过程的适航需求识别、分解和确认系统的研究与开发。在航空材料领域,开展了一系列科学研究项目,包括航空材料的定量分析和声学特性、铝合金微弧氧化用离子交换膜电解槽及其氧化方法,以及铝合金环境友好化学氧化工艺的研究。上述研究项目不仅涉及民用飞机设计和民用飞机适航符合性的基础研究,更好地发挥了上海交通大学的多学科优势,而且重点服务于重大项目,开展C919大型客机开发急需的关键技术和模型应用研究。许多研究成果直接或间接地为中国商用C919大型客机的发展服务。

过去两年,上海交通大学围绕C919大型客机项目采取了更多实质性措施。

2015年4月,上海交通大学与中国商用飞机公司签署了第二轮战略合作框架协议。双方符合**建设创新型国家的战略规划和上海建设“具有全球影响力的科技创新中心”的战略需要。双方围绕发展大型客机项目的目标,深化战略合作关系,建立产学研紧密结合的长效机制。

2015年9月8日,时任上海交通大学常务副校长、中国工程院院士林忠钦参观中国商用飞机测试中心。双方签署了工程中心联合申请和建设协议,为工程中心的申请工作奠定了坚实的基础。上海民用飞机飞行试验工程技术研究中心旨在为上海民用飞机飞行试验领域的研发、技术成果转化及合作交流搭建一个平台。工程中心的建立将有助于加快上海民航产业的发展和航空产业基地的建设。有利于加快实施和推进国家高技术产业化、科技创新中心平台建设等一系列重大战略部署。

2016年9月8日,为推进上海民机试飞工程技术研究中心的建设,实施建立具有全球影响力的科技创新中心的战略规划,上海民机试飞工程技术研究中心在上海交通大学召开了首次筹备工作会议。以中国商用飞机有限公司为承担单位的上海民用飞机飞行试验工程技术研究中心,是与上海交通大学共同建立的。上海民用飞机试飞工程技术研究中心是中国商用飞机有限公司试飞中心批准的第一个上海科技创新平台。专家们在会上一致批准了工程中心的建设计划和内容。他们认为,工程中心的建设目标和发展方向服务于国家战略,突出生产、教学和科研用途,目标明确,方向明确。建议工程中心充分抓住两年准备期的黄金时间,坚持“高起点、高标准、高水平”,把工程中心建设成为具有全球影响力的上海科技创新中心之一。项目中心将从组织机构设置、人员队伍建设、系统产品开发、技术成果转化、现场设施实施、开放式沟通与合作等六个方面推进项目中心的发展与建设。以“飞行试验任务保障与优化”为研究方向,以“专题飞行试验验证”的其他四个方向为辅助方向,开展技术研究和系统产品开发,争取尽快形成研究成果,有效保障民用飞机飞行试验的安全性,加快适航审定的进程。

2017年4月11日,上海民用飞机试飞工程技术研究中心(筹)在中国商用飞机总公司试飞中心浦东基地落成。上海交通大学校长、党委副书记、中国工程院院士林忠钦与中国商用飞机公司首席飞行员、飞行试验中心主任钱进共同揭牌上海民用飞机飞行试验工程技术研究中心(筹)。COMAC副总经理吴光辉、陈应春、COMAC科委委员、试飞中心党委书记苗根宏、上海市科委基地办公室主任张帆,以及上海交通大学、复旦大学、北京航空航天大学、上海工程技术大学、COMAC试飞中心的有关领导和专家学者,实地考察了C919的101架飞机和现场指挥大厅,了解了该型号首飞的进展情况。工程中心坚持服务于型号认证试飞任务,开展产学研深度合作,率先启动“空地一体试飞验证”等多项重大科研项目,开展“虚拟试飞技术”等预研项目。相关科研成果和能力建设可以直接支持和服务于C919型号认证试飞。上海交通大学校长林忠钦院士亲自担任上海民机试飞工程技术研究中心技术委员会主任。

上海交通大学党委书记姜斯宪强调,上海交通大学作为中国第一所设立航空专业的大学,在历史上为国家培养了许多航空领域的知名科学家。站在一个新的历史起点上,交通大学的人们感到自己肩负着使命,责任重大。上海交通大学有责任和义务为我国培养更多更好的航空工程人才。在上海加快建设“全球影响力科技中心”的背景下,未来学校将进一步拓展与包括商业航空公司在内的大型国有企业的合作,充分加强优势互补和资源共享,为国内大型宽体客机翱翔蓝天做出新的更大贡献,为实现中国“民航强国”和“世界一流大学”的梦想做出贡献。