直到看到西安交大杨志勃教授的报告信息,我才知道他搞的这个研究有多实在。他干了15年,只为一件事:让航空发动机叶片在断裂前自己开口说话。
先跟大家说个背景:航空发动机的叶片,每分钟转上万圈。你眨一下眼睛,它已经转了好几百圈了。这么高的转速下,叶片一旦出现裂纹然后断裂,那就是机毁人亡的事。
所以叶片得定期检查,但问题是,叶片装在发动机机匣里面,你想看它有没有裂纹、有没有异常振动,就得把发动机拆开。拆一次多少钱?几十万起步。飞机停飞的钱还没算呢。
那怎么办?能不能不拆,就能知道叶片好不好?
杨志勃干的就是这个事。
他的思路我觉得特别聪明,既然拆开不划算,那就在发动机机匣上装传感器,非接触式地测叶片的振动。
叶片经过传感器的时候,传感器记下它到达的时间。叶片振动了,到达时间就会有微小的偏差。从这个偏差里,反推出叶片的振动状态。
听着好像不难对吧,但有个巨大的麻烦。叶片转太快了,传感器采样跟不过来。
你想想,每分钟上万转,传感器每次只能捕捉到一个极短的瞬间,数据严重不够用,这就是业内说的欠采样问题。
杨志勃的解法是,我看了他的论文和报告,他反其道而行之。
别人都在想怎么抑制混叠,他的思路是“利用混叠”,提出了一种低介入叶端定时测量方法。
具体来说就是用最少的传感器,甚至只用一支,靠非均匀欠采样信号处理理论,把叶片振动信息从混叠信号里给解出来。
说白了就是,别人需要装十几支传感器才能测出来,他一到两支就搞定了。
传感器装得少,对发动机本身的改动就小,重量增加也少,安全性更有保障。
这在工程上意义太大了,他带领团队构建了10ns高精度的叶端定时系统,已经成功应用到我国多款重点发动机型号上,为振动诊断系统的国产替代打下了基础。
我为什么觉得这事值得说?有几个原因。
第一个,他今年39岁,1987年生的,从华中科技大学本科毕业之后到西安交大读博,2013年博士毕业留校。算下来15年左右一直扎在这个方向上。
他现在的身份是西安交大航空发动机研究院副院长、教授、博导,拿了国家优青,获过国家科技进步二等奖,发表SCI论文180多篇,授权发明专利80多项。
第二个,航空发动机这个领域,咱们国家正在全力追赶。CJ-1000A的零部件构型今年10月刚初步冻结,国产大飞机的心脏还在攻关。
叶片监测技术是这个链条里绕不开的一环,杨志勃他们的研究不是发论文就完了,是真正在国内多款重点型号发动机上落地应用了。
第三个,我觉得“让叶片自己说话”这个说法特别准确。以前是人去拆开看,被动地检查。
现在是叶片运转的时候实时告诉你,我振动正常,我还好。从“人找问题”变成“数据找问题”。这背后是整个航空发动机健康管理思路的转变。
杨志勃团队还在推数字孪生技术,给叶片建虚拟模型,用实测数据实时更新模型的健康状态。
未来的方向是发动机自己知道自己的状态,提前预警,而不是等坏了再修。
我说句实在话,像杨志勃这样的人,干的活大多数人一辈子看不见。
他们的成果不会上热搜,但咱们坐的每一架飞机能安全落地,背后都有这些人的功劳。
