他傾力26年在航空新材料研制與應用技術研究領域堅持創新,用科技不斷實踐著強軍報國的夢想,在實現國產C919大飛機和軍用飛機及其發動機用鈦合金材料國產化與跨代發展進程中作出了重要貢獻。他,就是中國航發北京航空材料研究院博士朱知壽,一位來自樂清農村的學霸。
農家小院走出的“鈦”空專家
朱知壽,1966年出生于樂清的一個普通農民家庭,從小成績優異,尤其對數理化興趣濃厚,在大學時期選擇就讀金屬材料專業。從天津大學到清華大學,在別人看來頗為枯燥的這一技術領域,朱知壽一待就是26年。
從我國航空材料宗師顏鳴皋院士與曹春曉院士,到如今的朱知壽,已成為航空鈦合金材料技術領域的集大成者。他主持完成了國家重點科研項目16項,曾獲得國家科技進步二等獎1項,國防科技進步獎一等獎、三等獎各1項;發表研究論文120余篇,獲授權國家發明專利9項,申報國家發明專利26項。近日,朱知壽又榮獲第四屆“中國航空學會馮如航空科技精英獎”這一全國航空領域最具權威、最有影響的科技精英獎。
航空材料好比建造之材,是航空大廈之基,而鈦合金材料則好比這些建材中的鋼筋。因具有強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點,鈦合金主要用于制作飛機主承力構件和發動機壓氣機部件。
過去,我國航空鈦合金材料以仿制“俄系”或“美系”鈦合金牌號為主,為改變這一狀況,朱知壽領導科研團隊實現我國飛機結構用關鍵鈦合金主干材料立足國內自主保障,先后建立了我國低強高韌、中強高韌損傷容限、高強高韌損傷容限、超高強韌和低成本高性能等飛機結構用鈦合金材料及應用技術,在系列化發展、構建具有中國特色的航空鈦合金材料體系等方面作出了重要貢獻。
技術創新應用的行家里手
朱知壽不但注重材料技術創新性理論研究,在工程化和型號應用實踐中一直發揮著專業特長。“創新研究不完全是在實驗室里進行,尤其是新材料,更重要的是要結合實際應用和工藝技術。”這是朱知壽在接受采訪時屢屢提到的一句話,如何讓科研不至于淪為“空中樓閣”?朱知壽每年都會花費大半的時間往返于全國各地的飛機制造廠、專業化鍛造廠和材料廠,將創新性的研究成果不斷與工藝驗證和實際應用相結合,實現工程化應用目標。
從木制飛機到金屬飛機,再到如今的復合材料,航空材料的變革都會推動飛機制造業技術水平的提升。而航空結構材料也始終處于材料應用技術領域的最前沿,其技術含量之高、技術難度之大,被譽為材料世界的“天之驕子”。
在主持“九五”預研~“十二五”預研項目過程中,朱知壽按照上級機關決策和航空工業發展要求,選擇長期制約我國裝備發展的損傷容限型鈦合金材料關鍵技術為突破點,創新研制模式,在關鍵技術突破后及時轉型,組織工程化研制,創立了投入少、周期短、效果好、符合國情和材料發展規律的研制與工程應用模式。這一模式遵循材料研制和應用研究的“兩個全過程”原則,解決了從技術攻關到工程應用的斷層問題,迅速提升主干材料的技術成熟度,實現“產、學、研、用”一體化,為工程化和型號應用提供了及時可靠的技術保障。
助力軍機鈦合金用量創新高
由于密度比鋼小得多,而強度又和鋼很接近,鈦合金可以大大減輕飛機及發動機的重量,提高飛機的燃油效率。為了確保足夠的空中優勢,鈦合金在世界發達國家軍用飛機中的用量也不斷提高。
為了能夠將某中強度和高強度損傷容限型鈦合金材料技術等預研成果,成功大量應用于飛機的大型安全壽命級關鍵承力部件,過程中需要攻克飛機應用和實際生產中的大量技術和應用難題,朱知壽帶領項目組與時間賽跑,在材料廠和多家航空專業化鍛造廠開展工藝穩定性控制技術集智攻關,多次召開工藝評審會和工廠現場技術協調會,制訂統一的技術規范和實施細則,最終解決了冶金、性能和探傷雜波等質量穩定性控制技術難題。
通過協同工藝攻關,穩定加工質量,加強應用基礎研究,朱知壽帶領團隊確保了型號飛機的大型安全壽命級關鍵承力部件的批量穩定供應、安全可靠使用,保證了型號研制進度。
目前,由朱知壽主導研制的鈦合金新材料在我國軍機中的用量不斷提升,逐漸比肩美國與俄羅斯的總體技術水平。在C919大型客機中同樣也選用了鈦合金這一新型輕金屬材料,主要用于機身蒙皮、機身機翼、機翼滑軌、液壓燃油高壓管路系統等部位。C919也是我國第一次在民用飛機上大量使用鈦合金。