西北工业大学的校园里,有一架飞机,是首款成功运营的国产喷气客机,ARJ21的静力试验机。

当年我在学校看到它,心想这飞机年纪轻轻的,显然还没到退休的年纪,为啥这么早就躺平了呢,咋不去拉客赚钱呢?

后来我明白了,那架飞机一出生,就注定不会被人注意,注定告别蓝天,注定会被人们给故意搞废掉。哎呀说着说着,情绪还起来了,感觉有点悲壮。

今天咱就介绍一下让人泪目的:静力试验机

首先,你觉得飞机上哪个部分最重要?都重要。如果硬要选一个,我猜很多人会说,那肯定是发动机。

俗话说力大飞砖。当年我上学,学院的口号就是飞天巡洋,动力先行。

发动机确实是飞机的核心,也最贵。一架新客机,光发动机的价格就能占到1/3。而且飞机越老,发动机显得越值钱。像那种报废的飞机,假设一架整机值100块,这发动机拆下来单卖,可能都不止80。

飞机都有至少2个发动机,其实坏一个问题不是很大。即便是你运气实在不好,2个发动机全坏,飞机还能变成一个大号滑翔机,有机会出溜到最近的机场。再不济,如果机长够给力,还能找一片平地迫降。

但是,如果你坐的飞机,它的机身,或者机翼kuchua一下在天上断了,解体了。你说你咋办?没办法,赶紧把身份证含嘴里吧。

这跟你开车一样,出车祸时你不怕汽车的发动机、空调或者变速箱有没有坏。你只关心汽车的ABC柱有没有抗住,车身有没有变形。

总结一句话:飞机设计首先要保证的,是机身的结构强度。不光要保证在地面以及正常飞行中的结构强度,还要保证在高温、在低温、在刮大风等各种复杂环境下的强度。

飞机这种巨型机器,体积那么大,零件那么多,咋保证呢?不容易啊!

你可以把造飞机当成是“搭积木”,原材料加工成零部件,零部件组成系统。搭积木的终极形态,集大成者,就是一架机身结构完整的飞机。

而每一个新的飞机型号,被搭出来的第一架飞机,就是前面提到的静力试验机。而这架飞机的编号,通常还被称为零号试验机,比如西工大校内停的那个,就是ARJ21的零号试验机。

这架零号试验机造出来之后,设计人员要对它进行惨绝人寰的蹂躏,个个都是酷刑,可以说男默女泪。

首先,用大型的钢架,把飞机捆起来,防止它跑了,因为它疼。

然后再给机身各处,贴满像止疼药一样的应变片,来测量飞机全身各处的应变,其实也就是变形量。

完事之后,就开始上刑具。用钢丝绳拉,用千斤顶顶,来给飞机的机身施加各种复杂的力,专业名词叫载荷。

载荷的大小,也很有讲究。最简单的入门款,叫限制载荷,等于飞机在飞行中可能遇到的最严酷情况。这种情况是基本要求,你飞机肯定不能出现那种吓人的危险的变形。

扛过限制载荷,再进阶到极限载荷。这个极限载荷,已经是飞机一辈子都不可能遇到的极端情况了。因为极限载荷的大小,通常要等于限制载荷的1.5倍。在极限载荷下,你飞机的结构得是完整的,不能有破坏。

如果这两关都能扛过去,基本上就能说明你的飞机可以安全飞行了。而且做完这两类试验,飞机的总体结构也不会受什么大的伤害。

真正残忍的在后面,就是破坏载荷试验。你听名字,就知道这试验不简单,它是破坏性的。在前面极限载荷的基础上,继续给更大的力,一直增大到飞机的结构扛不住,kuchua坏掉。

(祖传高糊图)

虽然这个破坏性试验不是必须的,但是却很有用。它可以看飞机的潜力到底有多大,它到底有多耐操。

咱夸人,都说哎呀这孩子不得了,潜力很大呀!那咱能不能说,这飞机结构强度的潜力,也是越大越好呢?非也。

有潜力,对于安全来说,肯定是好事。但是啥事都得讲究个度,客机的本质毕竟是商品,造飞机开飞机的目的是挣钱。安全性当然重要,但是它终究要和经济性实现平衡。如果飞机结构强度的潜力太大,那就意味着这飞机设计得太结实了,太重了,费油。

至于说这个潜力留多少合适,不好说。从技术上来说,只要它不是负数就行。如果你够自信,已经是百年企业了,而且有卓越的工程师队伍,你可以把它搞的几乎等于0。

如果你是新手,怕别人说闲话,就可以设计大点。

现在你应该明白西工大校内,那架ARJ21它的身体状况了吧。这架飞机,极有可能已经被搞废了。你看着可能没啥异常,但是有内伤。

到这你可能会感叹,这试验的成本也太大了。活生生给废掉一架飞机啊,就没有什么成本低的办法吗?没有。在现阶段,对这种影响几百条人命的关键问题,做试验还是最准确最保险最能说明问题的方式。

但是你想一下,最终我敢把一架飞机拉坏掉,是不是也从另一个角度说明,我对强度设计很有信心?如果设计的不行,结果上架子一拉,还没到破坏性试验呢,就给拉断了,那不尴尬了吗?

所以,在你看到的费钱的简单粗暴的试验背后,还有很多你看不到的设计人员的心血。

最后插一嘴,现在咱们国内有能力做整机强度试验的地方,屈指可数。排第一名的,那必然是位于西安阎良区的航空工业强度所。当年ARJ21的整机静力试验,就是在强度所做的。

再想到西工大也在西安,我甚至都能想到那个画面:毕业于西北工业大学的中国商飞的领导说,哎呀这飞机在西安做完实验,我千里迢迢再拉回上海也没啥用处啊。要不那啥,这飞机干脆捐给母校吧,给学校增加个景点和教学用具。也显得咱商飞很大方……(实际很抠

关于飞机研制过程中悲壮的静力试验机,就介绍到这里了,不知道你是不是听的泪眼朦胧。以后坐飞机如果靠窗,再看到飞机的机翼在天上抖啊抖,就别紧张了,怕它断了。这都是在地面做完实验的,弯曲幅度比那大多了,强度绝对有保证。

我是马卡耶夫,下期见!