结构师的洞天风雷

结构师的洞天风雷有这样一个神奇的洞穴，它外观不过一个篮球场大小，内里却是一片虚拟天空，能够真实模拟飞行器在空中的各种状况。这便是传说中的风洞，无论是驰骋蓝天的歼十战机，还是遨游太空的“天宫一号”，无一不是从这里试验定型，翱翔九天。中国航空工业空气动力研究院360号厂房风洞就是这样一个意义非凡的风洞项目。它建成后将成为具有世界先进水平的低速风洞试验设施，为我国的空中战队保驾护航。作为风洞设计的关键环节，结构专业承担着洞体的土建设计工作，着力于为风洞打造坚固的躯体。该风洞各项苛刻的技术指标，对结构设计提出了极高的要求。谁人担此重任，背后又有怎样的故事，且听我为您一一道来。规划建设公司领导对风洞设计工作高度重视，院总工程师陆国杰、沈顺高亲做战略部署。作为主攻飞机工程设计的分院，二院承担起风洞的土建设计，携手专攻特种设备的七院共同“筑洞”。面对这项艰巨的任务，二院协调人力合理安排，组织了一支包含两位室主任、一位主任工程师、四位院总结构师的攻坚队伍，堪称“史上最强阵容”。其中工作量最大，付出最多的当数这三位：秦道益担纲结构专业负责人，带领汤红军、徐清奎两位结构室的骨干承担起风洞结构的主设计。秦道益人称道哥。作为经验丰富的资深高工，画过的图连起来可绵延十里长街，但他依然谦虚谨慎，仰望星空也脚踏实地，在创新与实干之间游刃有余。徐清奎简称老徐，但此老徐非彼老徐，老徐不写博客，不织围脖，老徐玩的是风洞。自读研究生起，老徐研究的课题就是大型风洞的抗震性能，为风洞设计奠定了理论基础。汤红军外号阿汤，是结构室充满活力的小太阳。他追求高效高质，创造了阿汤速度，让总师们赞不决口。他对各类分析软件都运用熟练，是名副其实的软件达人。“结构三剑客”闪亮登场！但就是这样的黄金组合，面对风洞项目依然心里没底。这是为什么呢？原因在于这个项目的特殊性：首先，它是国内第一个采用预制混凝土板洞体的风洞项目，缺乏可供借鉴的资料；其次，它是超长混凝土结构，洞体温度变化极大却不允许设缝，如何进行板件连接来释放温度应力，成为亟待解决的难题。唯一可以参考的设计实例仅有形式相似的荷兰某风洞。看似光明在望，但团队随即发现这丝光亮太过微弱：经过多方搜集，手头仅有薄薄的一本资料，没有图纸，没有细节描述，还大部分是德文，读起来如同天书；想去荷兰参观现场，又因为技术封锁而不能成行。怎么办？风洞设计初期如同在重重迷雾的泥沼中前行，不确定方向，不知道路途有多遥远，而脚下每走一步又会发现新的疑点。光是板件连接的问题就如同一座难以逾越的大山，消磨着时间，也消磨着团队成员的斗志。秦道益回忆起那段日子，直言曾经几度想过放弃。但每每有沮丧的念头冒出，他总是告诉自己，“航空报国，强军富民”不是空谈，干好手里的活就是实实在在的为航空工业添砖加瓦。参与这么重大而富挑战的项目，人一辈子能有几次？时不我待，路在脚下。“摸着石头过河”，改革开放的经验被风洞团队运用到风洞设计当中。德文资料看不懂，徐清奎拿着一本中-德字典开始word-to-word翻译，扎扎实实地把已有资料吃透。没有图纸和文字描述，秦道益对着仅有的几张模糊照片，揣摩可行的连接方法，经过上千次的建模试算，一步步逼近正确结果。风洞的各段形体均不相同，MIDAS中建模极其复杂，汤红军琢磨出在建模软件中进行三维建模，再导至MIDAS中分析，大大提高工作效率。天道酬勤，三剑客相互搀扶，在泥沼中留下坚定的足迹，眼前的路变得渐渐清晰。从前期项目策划、可行性研究到施工图的完成，360厂风洞的结构设计历时近三年。窗外四季更迭，而案前的这支团队始终专注风洞，或是殚精竭虑地思考，或是不眠不休的建模，或是废寝忘食的讨论。仅施工图设计阶段，结构团队工作总时长近5000个小时，演算的草稿纸摞起来能有一层楼高，建过的模型文件能占满2台工作站的硬盘，画出的预制板多达1500余块，预埋件则高达4000余个，而这些板、节点和埋件尺寸各不相同，每一个都需要经过繁琐的尺寸放样才能绘制出来。结构团队牺牲无数休息时间，争分夺秒，终于在2011年1月完成全部风洞结构施工图。但施工图的完成并不意味着工作的结束，后期配合依然是个艰巨的工程。听听施工现场的声音吧。施工方说：设计太复杂了，图纸多不说吧还特别难懂，施工一块预制板，需要把五项图纸结合在一起才能理解，一块板都老费劲了！监理方说：预制板的精度要求太高，定位至关重要，只要偏5mm,板就安装不上。这对施工质量的要求太高了，很难保证！风洞施工的难度可见一斑，给后期配合带来了极大的工作量。结构师们几乎每天都要接到现场的电话，随时都要准备奔赴哈尔滨进行现场交底。悉心讲解每张图纸，反复交代技术难点，细致检验施工质量，看着风洞厂房一天天拔地而起，他们虽疲惫却满心欢喜。为了更好的进行后期配合，结构设计团队对风洞的施工技术开始了新的研发课题立项，后续的声学风洞设计也即将展开。依然在路上的他们继续前行。“路上的辛酸已融进我的眼睛，心灵的困境已化作我的坚定”，承受辛酸而又心灵坚定的不仅仅是结构团队，还有他们身后的家人，以及二院这个温暖的集体。秦道益时常出差，现场一个电话打来，必须马上收拾行囊踏上征途，出差时间少则数天，多则半月。家人生病时他也无法陪在身边，唯有通过电话寄托牵挂。徐清奎在2010年初当上爸爸，没来得及享受初为人父的喜悦，为了集中精力干风洞，他咬咬牙把孩子送回了老家。一年后牙牙学语的孩子根本不认识自己，而他是多么期待孩子喊一声“爸爸”。对于二院，2010年是项目数量井喷式增长的一年。为了保障风洞团队成员能全力投入风洞设计，结构室的其他人承担起比以前大的多的工作量。他们虽未直接参与，却以自己的担当默然形成一股合力，推动风洞项目的进行。“雄关漫道真如铁，而今迈步从头越”，这正是结构团队的真实写照。他们扎根专业领域规划梦想；他们执着航空事业建设辉煌。面对看似不可能完成的任务，他们排除万难，驱散迷雾，奋勇前行。而当任务完成后，他们不骄不躁，重振旗鼓，继续上路。不久的将来，一座具有世界先进水平的低速风洞将伫立在白山黑水之间。当这座风洞投入使用之时，我国的航空空气动力试验研究将进入崭新阶段，继而为航空工业的发展写下新的篇章。这正是“结构男儿多奇智，匠心独具绘蓝图，洞天之内巧运筹，决胜苍穹扬国威”！