飛機結(jié)構(gòu)強度試驗先驅(qū)張阿舟

辛文

“航空四君子”之一的張阿舟是我國著名的力學(xué)家、航空工程學(xué)家，中國飛機結(jié)構(gòu)強度理論和試驗研究的開拓者之一。他因在新中國第一架飛機研制過程中做出的特殊貢獻而榮立特等功，他在南京航空航天大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的振動研究室不僅達到了一流的學(xué)術(shù)水準(zhǔn)，而且為國家培養(yǎng)了數(shù)十名尖端人才。

艱難的求學(xué)生涯

1920 年4月14 日，張阿舟生于江蘇省丹陽縣（今丹陽市）云陽鎮(zhèn)的一個書香門第。少年時代，正值國難當(dāng)頭，他逐漸樹立了科學(xué)報國、航空報國的思想。

1937年夏，盧溝橋事變后，中央大學(xué)正式開辦航空工程系，張阿舟以優(yōu)異的成績成為該系的第一批學(xué)生，并獲得學(xué)校頒發(fā)的獎學(xué)金。報考時，中央大學(xué)尚在南京，入學(xué)時已遷至重慶。同年11月，張阿舟從家鄉(xiāng)趕到重慶入學(xué)，開始了四年的大學(xué)生活。1941年畢業(yè)后，張阿舟留校擔(dān)任航空工程系助教。

1944年5月，張阿舟到成都中央航空研究院工作。當(dāng)時，航空研究院院長是國民政府空軍副總司令黃光銳，王助任副院長，是研究院的實際負(fù)責(zé)人。王助是中國早期著名飛機設(shè)計師，曾任波音公司第一任總工程師，他設(shè)計的C型水上飛機性能優(yōu)異，獲得美國海軍不少訂單，為剛剛創(chuàng)立的波音公司掘得了“第一桶金”。在王助的領(lǐng)導(dǎo)下，張阿舟任設(shè)計科試造場佐理員，主要從事運輸滑翔機的研制工作。

該滑翔機利用四川竹子豐富的特點，采用獨特的層竹結(jié)構(gòu)，其強度勝過層板。但未及該機設(shè)計制造工作完成，張阿舟便以全國總分第二的成績被選送到英國留學(xué)。1944年8月，他進入布里斯托大學(xué)攻讀研究生。

布里斯托大學(xué)創(chuàng)建于1876年，在航空研究領(lǐng)域具有很高的知名度。在濃厚的學(xué)術(shù)氛圍中，張阿舟如魚得水，發(fā)奮學(xué)習(xí)，鉆研航空科技的前沿課題。他的碩士論文題目是《薄壁尖削比機翼的扭轉(zhuǎn)》，主要用自制的明膠玻璃模型研究和驗證他創(chuàng)新的尖削機翼扭轉(zhuǎn)理論。

1947年8月，張阿舟獲得科學(xué)碩士學(xué)位，由導(dǎo)師推薦進入布里斯托飛機工廠研究與發(fā)展部任技術(shù)員。一年后，他再次到布里斯托大學(xué)攻讀博士學(xué)位，并于1949年12月順利畢業(yè)。

開強度試驗之先河

中華人民共和國成立的消息傳來，胸懷航空報國志向的張阿舟同大多數(shù)留英學(xué)生一樣極為振奮，盼望及早回國參加新中國的建設(shè)。

1950年1月，張阿舟在我國駐英人員的組織下，經(jīng)香港順利回國?；貒?，他先在重工業(yè)部學(xué)習(xí)和工作，后來被分配到南昌飛機制造廠。在新中國制造的第一架飛機初教5的靜力試驗中，張阿舟開創(chuàng)了我國飛機強度試驗的先河，奠定了我國飛機靜力試驗的基礎(chǔ)。

1954年6月18日，在南昌飛機制造廠，新中國制造的第一架飛機——初教5順利通過了全機靜力試驗。

初教5是根據(jù)蘇聯(lián)雅克-18飛機全套技術(shù)資料制造的雙座活塞式初級教練機，曾先后被命名為“一號機”、“紅專501”。雅克-18由雅克夫列夫設(shè)計局設(shè)計，1945年首飛。該機是中國早期從蘇聯(lián)進口的主要教練機，到1954年共進口了256架。1950年7月，蘇聯(lián)政府同意將雅克-18飛機及發(fā)動機制造權(quán)轉(zhuǎn)讓給中國。

初教5全機靜力試驗是新中國航空工業(yè)首次進行該項試驗，而且取得了圓滿成功！這項重大試驗的主持者是南昌飛機制造廠主任工程師、設(shè)計科代科長、年僅34歲的張阿舟。

為了做好試驗的準(zhǔn)備工作，張阿舟組織技術(shù)人員首先消化了雅克-18成批生產(chǎn)的靜力試驗任務(wù)書和有關(guān)技術(shù)資料，然后按照資料準(zhǔn)備了杠桿、試驗架、立柱和加載設(shè)備，并自己設(shè)計了測力計、夾具等輔助設(shè)備。在人員分配上，以設(shè)計科為主，從檢驗科、工藝科以及起重、搬運、警衛(wèi)干部中挑選部分人員組成現(xiàn)場試驗隊伍，詳細(xì)規(guī)定了每個人的崗位責(zé)任，宣布嚴(yán)格的現(xiàn)場紀(jì)律和試驗人員守則，進行了多次模擬預(yù)試練兵，以保證試驗中不因突發(fā)事件而驚慌失措。從1954年4月5日至5月10日，完成了各項試驗準(zhǔn)備工作。

5月12日，試驗正式開始。在進行全機破壞試驗時，張阿舟擔(dān)任現(xiàn)場總指揮。當(dāng)時，場內(nèi)的人們屏住呼吸，鴉雀無聲，張阿舟發(fā)出了加載指令，各加載點的試驗人員有條不紊地投入工作，加載、讀數(shù)、測量、記錄……當(dāng)加載達到105%～110%時，試驗場上發(fā)出了一聲轟隆巨響，飛機的外翼前梁被破壞，完全符合設(shè)計要求。

這項試驗一直持續(xù)到6月18日，陸續(xù)完成了中翼、副翼等14個部件的靜力試驗。試驗結(jié)果表明，各部件均達到設(shè)計載荷，完全符合設(shè)計強度的要求。

當(dāng)時，航空工業(yè)局副局長徐昌裕也在靜力試驗現(xiàn)場。多年后，他回憶說：“在搞雅克-18時，我對靜力試驗是什么都不知道，后來就蹲在廠里從頭到尾看。做試驗時，總顧問也去了。當(dāng)加載到快要斷裂的時候，我感到很緊張，怕不合格?？傤檰枀s很有信心地說不要緊，可以過。結(jié)果的確合格了?！?/p>

7月3日，試飛員段祥祿駕駛初教5飛上藍天，新中國制造的第一架飛機誕生了！

經(jīng)過國家試飛員試飛檢查，1954年7月20日，國家試飛委員會認(rèn)為“飛機性能符合蘇聯(lián)資料及技術(shù)要求，可作為空軍航校教練機之用，可以進行成批生產(chǎn)?！?月26日，中央軍委予以批準(zhǔn)。

1954年7月26日，由二機部趙爾陸部長主持，在南昌飛機制造廠舉行初教5首飛成功慶功大會，并向毛澤東主席發(fā)了報捷電。8月1日，毛主席簽發(fā)了給南昌飛機廠職工的嘉勉信，信中說：“祝賀你們試制第一架雅克-18飛機成功的勝利。這在建立我國的飛機制造業(yè)和增強國防力量上都是一個良好的開端。”

據(jù)了解，這是毛澤東在1954年向國防工業(yè)企業(yè)連發(fā)三封嘉勉信的第一封。9月28日，新華社以《我國自制飛機成功，首批自制飛機飛上了祖國的天空》為題，向全世界宣告：中國人從此有了自己制造的飛機。到當(dāng)年年底，南昌飛機制造廠就生產(chǎn)了10架初教5飛機，第二年又交付部隊60架。到1958年10月停產(chǎn)時，初教5共交付了379架。由于在初教5研制過程中的突出貢獻，張阿舟榮立特等功。

創(chuàng)辦振動研究所

1955年，張阿舟調(diào)到南京航空工業(yè)?？茖W(xué)校（1956年升格為南京航空學(xué)院，1993年改名為南京航空航天大學(xué)）任教，先后擔(dān)任航空工程、力學(xué)和相關(guān)學(xué)科的教學(xué)工作，開設(shè)過飛機構(gòu)造與強度、自動調(diào)節(jié)原理、薄壁結(jié)構(gòu)力學(xué)、飛機強度計算、理論力學(xué)、直升機設(shè)計等多門課程。

張阿舟一邊教書育人，一邊繼續(xù)從事飛機結(jié)構(gòu)強度的研究。從20世紀(jì)50年代后期到60年代初期，他先后發(fā)表了10多篇有關(guān)飛機靜強度的研究論文，提出了一系列強度計算的原則和方法。

此后，張阿舟轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)振動理論和應(yīng)用研究。他的研究成果應(yīng)用于殲7I、殲7E、強5、直8等飛機的結(jié)構(gòu)設(shè)計和試驗中，為型號發(fā)展做出了重大貢獻。

張阿舟先后主持制訂和編審了飛機、直升機結(jié)構(gòu)強度和振動方面的多種規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和手冊，為我國順利過渡到自行設(shè)計飛機做了大量開創(chuàng)性基礎(chǔ)研究和技術(shù)儲備工作，共有10余項科技成果獲得國家和部、省級科技進步獎。

1983年，南航成立了振動研究室，張阿舟任主任。1985年，振動研究室升級為振動工程研究所，張阿舟擔(dān)任首任所長。該所擁有一支學(xué)科齊全、實力雄厚的師資隊伍，培養(yǎng)出大量的碩士和博士研究生，承擔(dān)著航空航天、核工業(yè)、車輛、機械、船舶、化工、冶金等多方面的科研課題，是我國頗具規(guī)模的振動研究中心。

教學(xué)科研雙豐收

張阿舟自20世紀(jì)60年代開始招收碩士研究生，并于1980年起招收博士研究生，是我國首批博士研究生導(dǎo)師之一。他的學(xué)生中，不少人成為科技骨干、學(xué)科帶頭人，如趙淳生、胡海巖先后當(dāng)選為中科院院士。

張阿舟一直以極大的熱情關(guān)注著我國航空工業(yè)的發(fā)展，先后參加了運10和水轟5等飛機的振動分析和排故工作，多次為發(fā)展我國自己的干線客機奔走呼號。他還積極參加了我國航空航天工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的論證和咨詢工作，先后對我國發(fā)展航天飛機和國產(chǎn)干線飛機等重大問題，向國家有關(guān)部門提出過多項重要意見和建議，受到國家和有關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)的高度重視。

1986年7月30日，張阿舟、沈元、季文美、胡溪濤聯(lián)名向中央上書——《千方百計盡早提供和使用國產(chǎn)干線飛機》，闡述了發(fā)展干線飛機的緊迫性，建議國家集中力量發(fā)展自己的干線飛機。

張阿舟畢生從事航空事業(yè)，科學(xué)研究成果豐碩，教書育人，桃李芬芳。胡海巖院士曾在一篇文章中說：“人生得一良師，不僅可以終身受益，甚或能夠改變命運。張阿舟教授于我而言，就是這樣一位良師?，F(xiàn)在導(dǎo)師已經(jīng)故去，但他的音容笑貌、他的精神信念、他的學(xué)術(shù)風(fēng)范將永遠銘記于我的心中。”