1700小时的飞机只能停飞,他把它延到3700小时
1960年代末,空军某机场。机务人员在几架乌米格-15的机身上装好单向过载自记器。飞机一起飞,每一次拉起、每一次落地带来的过载,都被一点点记下来。这些飞机是上世纪50年代从苏联引进的,出厂给定的总寿命是1700飞行小时。飞到1700小时,按规矩就得停飞。
停飞两个字,说起来轻。飞机停在停机坪上,部队的训练和战备就少了一块。可要继续飞,谁也拿不出依据——当时我国自己生产的飞机,大多没有可靠的使用寿命指标,飞机是在“无寿命控制”的状态下飞的。
1966年底,30岁的张福泽刚转入飞机结构寿命与可靠性研究。他学的是飞机设计,对定寿这一行“一无所知”。1960年代末,乌米格-15延寿课题组成立,他出任组长。这个课题,后来成了我国大机群飞机定寿、延寿的起点。
岫岩山村,两个哥哥把他送进北航
1936年3月,张福泽出生在辽宁岫岩一个偏僻山村的农民家庭,满族。是两个在矿山工作的哥哥,把他从农村送进了北京航空学院。
1957年,他考入北航飞机设计专业。学校里的航空氛围很浓,图波列夫、米高扬这些名字,是当时学航空的学生挂在嘴边的偶像。1962年9月毕业,他被分配到空军第一研究所(现空军研究院航空所)。
到部队的头五年,他并没有马上做研究:下连队当兵一年,部队实习一年,飞机修理厂实习一年,又到农村参加“四清”近三年。等他回到第一研究室当技术员,已经是1966年底。这五年让他熟悉了飞机、部队和修理厂,也让他明白,“到寿”两个字对一架飞机意味着什么。
没有实验室,就在走廊里干
延寿不是把寿命表上的数字改大。要给出一架飞机还能飞多久,先得知道它在飞行中到底承受了什么,再做全尺寸结构疲劳试验,最后才能评定寿命。这三样,当时国内都是空白:没有载荷谱,没有试验设备,连一架飞机样品都没有。
张福泽带着课题组到飞行次数多、科目全的部队,在飞机上装自记器,边学边测。这一测就是3年,他们编出了我国第一个用于全尺寸结构的实测载荷谱——后来飞机定寿,都要从这样一份谱子开始。
设备也得自己做。国外做定寿,做的是整机疲劳试验;他们连样机都没有,就在走廊里干活,捡废旧钢铁自制,没有运输工具就人扛马拉。几年下来,他们先后制成两套疲劳试验设备,其中一台受力完全自身平衡的闭环全尺寸飞机结构疲劳试验设备,是国内第一台。
1700小时,变成3700小时
1976年和1980年,经过十年奋战,课题组首次给出两个机群的延寿结论:乌米格-15总寿命延至3700飞行小时,米格-15比斯延至3200飞行小时。按当时的算法,这相当于为军队新增了千余架飞机。1978年,这项成果获全国科学大会奖,张福泽排在获奖名单第一位。
数字之外,还有一套可以复用的方法。载荷谱怎么测、试验怎么做、寿命怎么评,这套流程跑通之后,中国第一次有了可以复制的飞机定寿路径。
被调离的五年
成果报上去之后,张福泽被调离了研究岗位,去写规范。这一走就是整整五年,他离开自己一手建起来的定寿、延寿小组。规范要写,他还是利用业余时间做基础研究,为后来的大机群定寿攒底子。
1986年到1995年,他作为我国多系列大机群飞机定寿、延寿的技术组织者,首创“系列飞机定寿法”,从技术上主持完成各系列飞机的定寿延寿重大系统工程。这套方法后来用到多个系列、近万架飞机上,他主持的工程相当于数千架飞机的价值。1995年,这项课题获国家科技进步一等奖,他排名第一;同年,他当选中国工程院院士,成为我国空军第一位院士。
60岁,再开一摊
1996年,60岁的张福泽把方向转到飞机日历寿命——飞机停在地上不飞,腐蚀、老化同样会缩短寿命,而国际上一直没有工程可用的计算和确定方法。这个课题没有立项,没有经费,也没有时间保证,他靠业余时间做了20年,发表日历寿命论文21篇,申报的国家发明专利获准多项。
他的生活一直很简单。办公纸正面用完用反面,铅笔写过的地方再用钢笔写;1987年去参加环太平洋国际宇航大会,没有一套像样的便装,是从朋友那里借的。2000年,他把20万元科研奖励捐给老家修路;单位每次组织捐款,他都在万元以上。他一辈子“不当官,做研究”,当过最大的官是课题组长。
“只有拼出来的美丽,没有等出来的辉煌,爱拼才会赢!”
—— 张福泽,国家材料腐蚀与防护科学数据中心专访,2019年张福泽(1936— )
籍贯:辽宁岫岩(今鞍山市岫岩满族自治县)
学历:1962年毕业于北京航空学院飞机设计专业
身份:飞机结构寿命与可靠性专家,北京航空工程技术研究中心研究员;曾任空军首席专家、总装备部科技委顾问
主要成就:主持将乌米格-15、米格-15比斯两个机群总寿命分别延至3700、3200飞行小时;首创“系列飞机定寿法”,主持多系列大机群飞机定寿延寿工程;创立飞机日历寿命计算理论与确定方法
荣誉:全国科学大会奖2项,国家科技进步一等奖1项,军队科技进步一等奖4项;1996年获何梁何利基金科学与技术进步奖
当选院士:1995年,中国工程院机械与运载工程学部
2019年1月25日,张福泽退休,那年他83岁。从1700小时到3700小时,从疲劳寿命到日历寿命,他做的事说起来只有一件:给飞机一个能查、能算、能负责的寿命。
停机坪上的飞机换了一代又一代,这道算术题还在。算得准一点,飞行员就多一分把握;算得清楚一点,一架还能飞的飞机就不必提前退役。