七月初的这天上午,江砚秋拿着最新出炉的机身疲劳分析报告,愁得在研发中心走廊里转了三圈。报告上的红字结论很刺眼:按现有设计,机翼根部几个关键连接点的疲劳寿命,只有设计目标的一半。
“不能再减重了,再减强度更不够。”他自言自语,“可增加结构重量,气动性能又受影响……这死循环怎么破?”
秦昭廷从气动设计室探出头:“老江,转悠啥呢?开会时间到了。”
“开什么会也解决不了材料疲劳问题。”江砚秋把报告递过去,“你看,谢工那边铝材性能已经到顶了,程工那边结构优化也榨不出油水了。咱们这飞机,总不能飞五百小时就大修吧?”
两人正发愁,程谨之和叶景行也拿着图纸过来,四人凑在走廊窗边,盯着报告上的应力云图,一片沉默。
突然,江砚秋一拍窗台:“走!去坦克厂!”
“啊?”另外三人愣住。
“坦克!”江砚秋眼睛发亮,“坦克要扛炮击,要抗冲击,他们的装甲结构、焊接工艺、抗疲劳设计,肯定有咱们能借鉴的地方!”
秦昭廷犹豫:“可那是钢铁,咱们是铝材,材料特性完全不一样……”
“材料不一样,但力学原理相通!”江砚秋已经往外走了,“程工、叶工,你们结构专业的更该去听听!”
一刻钟后,四人出现在瓦窑堡兵工厂的坦克装配车间门口。车间里叮叮当当响成一片,空气中弥漫着机油和焊接烟的味道。一台半成品的坦克车体停在装配台上,几个工人正在焊接炮塔座圈。
坦克火炮专家杨勇——大家习惯叫他老杨——正蹲在车体旁,用手指敲击着一块装甲板的焊缝。听见脚步声,他抬起头,看见江砚秋一行人,笑着站起来:“哟,稀客啊!飞机专家怎么跑我们这‘铁疙瘩’车间来了?”
江砚秋开门见山:“杨工,取经来了。我们飞机机身遇到疲劳寿命问题,想看看你们坦克装甲是怎么抗冲击、抗循环载荷的。”
老杨一听是技术问题,立刻来了精神:“疲劳问题?来来来,这边说!”他领着四人走到那台半成品坦克旁,拍着炮塔座圈,“看见没?这儿,要承受火炮后坐力,每开一炮就是一次冲击循环。我们最初的设计,打两百发炮弹焊缝就裂。”
程谨之蹲下仔细看焊缝:“你们怎么解决的?”
“改焊接工艺!”老杨从工具台上拿起个焊帽,“传统电弧焊热输入大,热影响区宽,材料性能下降。我们改用了短弧焊加脉冲——热输入小,焊缝窄而深,热影响区只有原来的三分之一。”
叶景行若有所思:“对铝合金来说,焊接热影响更敏感……但道理相通,控制热输入能减少性能损失。”
“不止!”老杨又指向炮塔与车体的连接部位,“再看这儿。原来是用螺栓连接,震动大了螺栓会松。我们改成了‘焊接+铆接’复合连接——主要承力用焊接,辅助固定用铆接,既保证强度,又方便维修。”
秦昭廷眼睛一亮:“这个思路好!我们机翼与机身的连接,现在是纯螺栓连接,也许可以借鉴……”
“还有更妙的。”老杨走到车体前装甲处,指着那些波浪形的防弹槽,“看见这纹路没?这不是为了好看——这是‘诱导裂纹’设计。”
“诱导裂纹?”江砚秋没听懂。
“对!”老杨用粉笔在旁边钢板上画示意图,“当炮弹击中时,应力会沿着这些预设的纹路扩展,把大裂纹‘化整为零’,变成一堆小裂纹。小裂纹扩展慢,不会一下子崩掉整块板。”
程谨之猛地站起来:“这个思路可以用在机身的蒙皮上!铝蒙皮被子弹击中后,裂纹如果无序扩展,可能撕开一大片。如果预设一些弱化线……”
“但那是装甲,要防弹。”秦昭廷提出疑问,“飞机蒙皮要减重,不能做那么厚。”
老杨哈哈大笑:“谁让你们照搬了?思路!思路懂吗?比如——”他指着机翼根部那个应力集中的区域,“你们这个地方疲劳寿
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