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唐长红院士致辞

2022-06-24

航空工程进展 2022年3期
关键词:飞行器可靠性角度

各位领导、各位专家、各位代表:

欢迎大家参加首届“飞行器服役(作战)完整性”学术研讨会。

飞行器是20世纪人类工业文明最伟大的产物之一,改变了世界,改变了工业、战争以及我们的生活方式。航空航天工业的发展对于保障国家安全,促进科学技术的进步与国民经济的发展有着至关重要的意义。

我们国家通过科学地制定发展规划,筹划航空航天领域的发展,相关研究院所科研能力得到重大提升,实施了一批又一批的重大工程和重大项目,如大飞机工程、民机专项、两机专项、载人航天工程、探月工程等等,加快建立了核心和重点专业体系,建立了逐步完善的航空航天科研体系。

今天我们相聚在一起讨论的飞行器服役(作战)完整性,简单地说,就是飞行器在服役(作战)使用过程中能够保持完好,根据要求正常工作,实现飞行任务的基本属性。伴随着飞行器复杂程度的日益增加,保证飞行器安全、经济、高效、可靠地服役已经成为一个严谨的科学问题,也成为飞机设计必须要考虑的一个重大问题。为了确保飞行安全,对飞行器品质的要求也越来越高,飞行器的通用质量特性也在不断地拓展、提升,这已得到广泛共识。

由早期我们认识的“两性”——可靠性、维修性,发展到“四性”,加入了保障性、测试性。后来拓展到“六性”,甚至“八性”,包括可靠性、维修性、保障性、安全性、测试性、环境适应性、生存性以及修复性。关注的方面越来越多,强调的特征越来越明显。

实际上可靠性的概念就来自于航空,是指在规定的时间内,在给定的条件下,无故障地完成既定任务的能力。第二次世界大战期间,美国向外输送了很多装备和武器,60%的机载电子设备运到远东以后出现了问题,有一半电子设备在存储期间失效,主要原因是电子管的可靠性太差。为此,在20世纪50年代,美国专门组织各级部门积极开展可靠性研究,逐步提出并实施了较为完整的可靠性设计试验和管理办法,并且应用到飞行器的发展上。

我们国家到20世纪80年代,在飞机研制成功以后,必然要经历一次提升的过程才能交付部队。一是可靠性,二是维修性,为了提高装备的可靠性,在推广设计实验方法的同时,规模性地建立了一大批试验设施;至于维修性,从结构设计一开始,没有谁不想在维修性上做得更好,但是这种思想对于结构本身来说是一种持续适用的基本属性,也经历了认知、方法、规模、规范以及管理不同阶段的发展过程。

早期的飞机维修比较简单,坏了才修,或者说有战伤才修,平时不用修。随着后来飞机发展越来越复杂,人们发现如果平时不维修,就很难保证飞机正常飞行。20世纪50年代,装备的维修工作量、维修费用都远远超出预想。美军有一个估算,国防预算的10%都用在装备维修上。在20世纪70年代,美国发展起了维修性工程,维修性与可靠性并驾齐驱。

今天在各大项目立项的过程中,研究人员不仅关注装备本身的性能,同时会把可靠性、维修性都列入研制总要求,或设计要求,或需求的一部分。至于维修性反映的问题,当装备遭遇意外损伤或非传统损伤的时候,就遇到了一些困难,可能会发生一些矛盾,或者说我们怎么办?或者说我们忘了初心。于是,修复性作为反映飞行器在遭遇意外损伤或非传统损伤(如战伤)以后修复能力的一项指标得到了发展。

为了表征和提高作战飞机在战时能够躲避、抗击敌方攻击的能力,生存性(也称为生存力)的设计水平得到了发展。实际上生存性的起源可以追溯到第一次世界大战。

这些特征都反映了飞行器本身的某一些能力,称为飞行器的通用质量特性。实际上从某种角度来说,也就是在衡量飞行器质量好坏的同时,从某一个侧面或者说从某一些要素的角度去度量飞行器,它们在飞行器全寿命设计过程中发挥了重要的作用,尤其是从设计开始,强调这些概念,对于未来的保障和使用,都会带来很大的影响。但是已有的各个通用质量特性仅是从不同的角度去反映飞行器在某一些特定方面的基本能力,彼此之间的关系并没有得到很好地研究,甚至在实际应用过程中会出现不协调和矛盾的问题。比如说,随着飞机复杂程度的提高,为了提高结构的可靠性,设计的时候会大量采用整体结构,可以有效地减少连接部位的数量,以提高其抗疲劳特性;但是整体结构大量应用,可能会减少飞机的开敞率,使得维修界面在很大程度上减少,在飞机发生故障以后,维修会变得更为困难,特别是在结构遭受战伤或者意外损伤的情况下很难修复,反而降低了飞机整体的维修性和修复性。整体结构的应用可能使可靠性得以提升,但同时可能会造成维修性和修复性的降低,必须在设计时综合考虑这些内容。除此之外,可能还会在设计过程中考虑到它的可生产性、可维修性、可重复维修性、可修复性等等。但是到今天为止,这些特性并没有在装备一开始发展起来,并把它们列为像可靠性、维修性一样的重要指标。从这个角度来说的话,也引发了我们从服役(作战)使用的角度,从研究的角度,从设计的角度的很多思考。

何宇廷教授,作为军方研究人员,长期致力于飞行器寿命控制和健康监控方面的研究,从理论和应用的角度深深地感受到了飞行器完整性的重要性。几年前他曾经跟我交换过好多次意见,努力地筹划发起,为引起相关研究部门的重视,一直呼吁奔波。在得到军方机关理解和大力支持 的情况下,同时也得到了中国航空学会、中国仪器仪表学会的重视和大力支持。

这次会议通知发出以后,有很强烈地反响,有很多的专家、老师都希望到会做报告交流。由于会议的安排,首次专题会议在时间上、规模上还是没有考虑到这一方面,有些报告没有安排上。现在看来,这次会议的发起是非常成功的,是一次盛会。预祝这次会议圆满成功,谢谢大家!

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