【奖项及奖等】:2017年国家技术发明奖二等奖
【成果名称】:新型战机新概念结构与快速试制技术
【完成人】:许希武(第五完成人)
【简介】:机体结构的优劣直接影响飞机性能。传统结构在重量、寿命、成本已出现极限指标,迫切需要创新结构技术。本项目历时20余年的研究,通过设计与制造高度融合,发明了新概念结构和快速试制技术,打通了技术全链条,在减重和增寿等方面实现巨大进步。主要发明点为:带工艺属性和寿命属性的机翼/机身整体结构技术;功能/结构一体化的自平衡铰链平尾结构技术;融合先进制造技术的金属梯度复合结构技术和基于无模敏捷制造/柔性装配的快速试制技术。成果应用于多型飞机,成效表现为:重量控制精度较传统方法提高10-20倍,结构重量比例目前保持最低;寿命安全得到保障,疲劳薄弱环节减少50%以上;研制质量显著提高,设计更改大幅度减少;研制周期大幅度缩短;成本大幅度降低,零件和工装数量减少一半以上。成果突破了传统经典结构极限束缚,为新型战机研制开辟了新的技术途径,使飞机传统结构技术焕发出崭新的活力。
【奖项及奖等】:2017年度国防科技进步奖一等奖
【成果名称】:起落架机构设计关键技术
【完成人】:聂宏,张明,魏小辉,印寅,彭一明
【简介】:在新型起落架机构设计方法、起落架特殊机构设计、起落架复杂试验等方面突破多项重大关键技术,丰富并发展了我国起落架设计技术体系。
【奖项及奖等】:2017年度江苏省科学技术奖一等奖
【成果名称】:点阵复合材料装备结构轻量化理论
【完成人】:范华林、孙方方、金丰年、陈龙海、周建南、郑青、赵龙
【简介】:随着我国在航空航天飞行器结构、现代舰船结构、高铁结构、现代防护结构等领域技术的发展,装备结构面临大型化、高承载力、高机动性、高速化、多任务等要求,对关键材料与结构提出了轻质高强及多功能一体化等要求。基于此目标,在国家自然科学基金、863新材料技术、教育部新世纪优秀人才支持计划等课题的资助下,基于材料轻量化、结构轻量化、多功能轻量化、设计轻量化等方法,展开了装备结构轻量化理论研究。从点阵结构等效力学理论、结构轻量化设计理论、结构多功能一体化设计理论、结构制造、结构性能表征、装备结构开发与应用等多方面多角度展开了系统研究,解决了点阵结构轻量化设计理论,制造了多种新型轻质多功能复合材料结构,利用结构轻量化理论攻克了全复合材料承力筒及高铁导流罩等装备结构的设计制备等具体工程问题。成果主要发现点如下:
发现点一:轻质点阵结构力学理论。基于材料轻量化理论,提出了轻质高强碳纤维点阵复合材料概念,建立了系统的点阵结构力学理论,包括点阵结构均质等效理论、点阵结构局部屈曲分析理论、点阵结构的塑性屈服理论、点阵结构非增量弹塑性分析理论、点阵结构多模式破坏理论等。提出编织、嵌锁、模压、缠绕等多种碳纤维点阵复合材料制造方法。
发现点二:承力筒结构轻量化理论与碳纤维点阵夹层承力筒结构。基于结构轻量化理论,针对卫星、火箭等航空航天飞行器结构提出并设计制造了点阵夹层承力筒和多级加筋承力筒结构。
发现点三:多级点阵结构。基于结构轻量化理论,提出了超轻质多级点阵结构概念,建立了多级点阵结构力学,设计制造了新型多级蜂窝复合材料结构与多级格栅点阵结构。
发现点四:结构隐身点阵复合材料。基于多功能轻量化理论和承载-隐身-抗冲击一体化思想提出了结构隐身点阵复合材料结构。设计制备了结构隐身点阵复合材料,建立了结构隐身复合材料承载-隐身-抗冲击设计方法。
发现点五:纺织点阵复合材料轻量化理论。基于材料轻量化,开发了纺织点阵复合材料;基于设计轻量化,发展了装备结构轻量化结构设计的等效替代设计理论和多级结构设计理论。
本成果发表SCI论文40篇,SCI他引共计510篇次,单篇最高SCI他引58篇次。研究成果主要发表于复合材料领域四大顶级杂志Compos. Sci. Technol.、Compos. Struct.、Compos. Part A、Compos. Part B,先后被Science、Physical Review Letter、Materials Science & Engineering R引用评述。研究成果被国际复合材料权威俄罗斯院士V.V. Vasiliev在其综述论文中引用评述,被国际上其它2大课题组意大利Totaro和澳大利亚Morozov多次引用评述。