2023-12-06 14:50:28 作者：王瑞紅
李曉丹
航空工業(yè)的一小步，背后是成百上千項技術(shù)的突破創(chuàng)新。十年來，在有著“中國殲擊機(jī)搖籃”之稱的航空工業(yè)企業(yè)——沈陽飛機(jī)制造公司（以下簡稱沈飛），“羅陽青年突擊隊”共組建2000余次，解決各類生產(chǎn)技術(shù)質(zhì)量問題千余項。作為“羅陽青年突擊隊”的一員，沈飛工藝研究所航空工業(yè)一級技術(shù)專家、沈飛高級主管工程師李曉丹，十年如一日，與“羅陽青年突擊隊”的許許多多隊員一樣，以“羅陽精神”為指引，帶領(lǐng)團(tuán)隊攻堅克難，把3D打印技術(shù)應(yīng)用在飛機(jī)上，并且達(dá)到規(guī)?；⒐こ袒?，以最短的時間創(chuàng)造了行業(yè)內(nèi)高端裝備零件生產(chǎn)的奇跡，讓中國的增材制造技術(shù)在世界上處于領(lǐng)先位置，為我國戰(zhàn)機(jī)圓夢深藍(lán)插上了強勁的“翅膀”。
立志報國勇挑重?fù)?dān)開啟研發(fā)
2012年，李曉丹從東北大學(xué)冶金物理專業(yè)博士畢業(yè)后，立志到祖國和人民最需要的地方效力，她毫不猶豫地進(jìn)入了航空工業(yè)企業(yè)沈飛，并與正在為解決艦載機(jī)攔阻鉤難題而費盡心思的沈飛公司總經(jīng)理羅陽結(jié)識?！皻?15艦載機(jī)快上艦的時候，攔阻鉤的難題一直沒有解決，羅陽就帶著我們這些技術(shù)人員把所有可能的影響因素一項一項列出來，然后每個細(xì)節(jié)每個細(xì)節(jié)進(jìn)行推敲，不斷地調(diào)整主攻方向和研制模式。我與他只有為數(shù)不多的接觸，但他那股韌勁，到現(xiàn)在也忘不了?！崩顣缘せ貞洝?/span>
2012年年底，羅陽在隨“遼寧號”航母成功完成殲-15艦載機(jī)首次起降試驗任務(wù)返港靠岸后，因過度勞累不幸辭世，犧牲在他熱愛的崗位上，年僅51歲。2013年，為了加速實現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)的突破，沈飛公司成立了第一批“羅陽青年突擊隊”。帶著對英雄的緬懷，李曉丹加入了“羅陽青年突擊隊”，繼續(xù)完成英雄未競的事業(yè)。隨著新型戰(zhàn)機(jī)對高減重、長壽命、低成本等方面的需求愈發(fā)迫切，她臨危受命，把科研攻關(guān)的目標(biāo)瞄準(zhǔn)國內(nèi)航空制造領(lǐng)域的前沿——金屬增材制造技術(shù)，勇挑重?fù)?dān)開啟研發(fā)。
“增材制造技術(shù)是通過材料的逐層累加形成零件，這種增量制造的方式也被稱為3D打印技術(shù)。那個時候原有的生產(chǎn)方式已觸及‘天花板’。我們3D打印的零件主要是原位替代一些傳統(tǒng)難加工的零件，比如零件焊接或生產(chǎn)的時候有難度、有瓶頸，就會用3D打印技術(shù)來替代它?！崩顣缘ふf。3D打印技術(shù)對于那個時候的他們來說，別說研發(fā)，就是見也沒有見過。這項技術(shù)對當(dāng)時國內(nèi)航空領(lǐng)域而言還是一項新材料、新工藝、新技術(shù)，缺乏全面的材料性能數(shù)據(jù)以及完整的工藝流程研究，也缺乏相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。無論是全新的材料、陌生的工藝，還是高新的技術(shù)，在國內(nèi)航空領(lǐng)域都是一片“空白”，國內(nèi)航空領(lǐng)域?qū)⒍鄠€構(gòu)件組合零件進(jìn)行一體化打印的開發(fā)幾乎為零。毫無相關(guān)經(jīng)驗可以借鑒，研發(fā)難度極大。國外別的國家正在研究，他們心里也沒底。在這種形勢下，李曉丹和隊友們決定加速突破技術(shù)瓶頸、盡快打通生產(chǎn)線，搶在別的國家之前，盡快突破技術(shù)壁壘。
接受任務(wù)后，李曉丹帶領(lǐng)同樣來自“羅陽青年突擊隊”的7人團(tuán)隊，同時開展了廠房改造和設(shè)備研制調(diào)試工作，每天加班到深夜。為減少對設(shè)備的灰塵污染，李曉丹帶著幾名隊員，用塑料棚將設(shè)備罩起來，頭戴安全帽，在狹小空間內(nèi)加班加點反復(fù)調(diào)試設(shè)備、驗證試驗參數(shù)，優(yōu)化工藝流程。雖然條件艱苦，但那個時候，滿懷激情的李曉丹和隊員們的心里只有一個信念，那就是搶時間。
增材制造是行業(yè)的一個新領(lǐng)域，存在很多未知數(shù)和不確定性，也有不少“陷阱”。李曉丹不僅有擔(dān)重任的勇氣，更有不斷解決問題的方法。她全身心投入，從設(shè)備安裝、調(diào)試做起，不分晝夜地摸索試驗參數(shù)，優(yōu)化工藝數(shù)模，一次次地試驗、一次次地改進(jìn)。僅用了28天就研制出了沈飛第一個3D打印的航空零件——三通管路件，創(chuàng)造了行業(yè)內(nèi)以最短時間實現(xiàn)高端裝備使用并具備零件生產(chǎn)能力的奇跡。
“這個過程其實很艱辛，我用一個月把軟件做出來，但是用了好幾個月才把它裝到飛機(jī)上。比如激光選區(qū)熔化的這個件，它內(nèi)部的組織和常規(guī)的鑄件或者鍛件不太一樣，按照現(xiàn)有的規(guī)范就走不下去，需要去解釋、證明為什么這個不一樣，不一樣的原理是什么，這個狀態(tài)到底是對還是不對。這些細(xì)節(jié)有時候挺讓人抓狂?！崩顣缘ふf。
設(shè)備調(diào)試
以創(chuàng)新“推開”我國航空發(fā)展大門
首戰(zhàn)告捷，打通了典型工藝樣件在公司內(nèi)的全流程試制，這對于李曉丹團(tuán)隊來說，仿佛看到了一扇通往成功的大門?；貞洰?dāng)初取得突破時的感受，李曉丹說“它就像一把小刀，在漆黑的夜里豁開一個小口，令人振奮無比”。然而，有了初次突破，卻并不意味著他們可以停下腳步歇一歇。作為一項軍品，要實現(xiàn)從“產(chǎn)得出”到“用得上”，還有一段漫長而艱辛的路要走。隨后的8個月里，李曉丹帶領(lǐng)團(tuán)隊埋頭攻關(guān)，僅試驗數(shù)據(jù)及分析報告就完成了800多頁。為了證明材料合格、工藝合格、零件合格，他們對所有性能數(shù)據(jù)展開了全方位的工藝研究和產(chǎn)品性能測試，最終，他們以承載著8個月心血的800多頁的試驗報告，托舉著第一個增材制造零件飛上了藍(lán)天。專家對此項目的評價是：實現(xiàn)多材料、多工藝、多領(lǐng)域工程化應(yīng)用，達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。自此，沈飛成為國內(nèi)主機(jī)廠中首個自主開展增材制造技術(shù)研究并成功將其運用到飛機(jī)制造中的單位。
“一個軟件從‘長得像’到‘能用上’，再到大規(guī)模運用，是一條艱難的創(chuàng)新路。我們用了八個月的時間做了800多頁的試驗，所有的性能數(shù)據(jù)表明，這個材料合格、這個工藝合格、這個零件合格，才能把這個零件第一次裝到我們的飛機(jī)上。”李曉丹表示，雖然研發(fā)過程無比艱難，毫無任何經(jīng)驗可借鑒的他們，遭遇了很多困難和挑戰(zhàn)，但之后他們研發(fā)的增材制造零件在飛機(jī)上的大規(guī)模運用，卻讓他們團(tuán)隊的所有人有一種苦盡甘來的欣慰。
李曉丹曾經(jīng)說過：“我的航空夢想，就是推進(jìn)新技術(shù)在航空領(lǐng)域的應(yīng)用，提高效率，提升性能，解放設(shè)計，讓未來的戰(zhàn)機(jī)擁有更多的可能性。”她是這么說的，也是這么做的。作為“羅陽突擊隊”的一員，理工科博士出身的她是個敢啃硬骨頭的人，在急難險重任務(wù)面前，她從沒退縮過。她身先士卒、加班加點，組織團(tuán)隊完成了全部增材零件的并行設(shè)計、工藝準(zhǔn)備、外廠技術(shù)協(xié)調(diào)，對新工藝、新材料、新技術(shù)的應(yīng)用展開全方位的工藝研究和產(chǎn)品性能測試。在攻克技術(shù)瓶頸的同時，她也非常重視新技術(shù)在工程化應(yīng)用過程中面臨的一些問題，致力于節(jié)能降耗，提高研制效率、降低應(yīng)用成本。增材制造技術(shù)研究伊始，沈飛公司技術(shù)團(tuán)隊以試錯形式為主，研究成本和工作效率難以滿足工程應(yīng)用需求。針對這一問題，她開展了增材仿真技術(shù)研究，完成了某型號課題“鈦合金尾椎尖結(jié)構(gòu)增材成形過程仿真技術(shù)研究”，掌握了網(wǎng)格劃分、固有應(yīng)變校準(zhǔn)、應(yīng)力分布、變形預(yù)測等一系列仿真手段，并將仿真技術(shù)應(yīng)用到增材生產(chǎn)線，提高了研制效率，降低了研制成本。
金屬粉末原料費用是構(gòu)成增材制造生產(chǎn)成本的重要因素之一，因回收粉的性能未經(jīng)有效驗證，目前設(shè)計只允許上機(jī)產(chǎn)品使用新粉，造成了原材料的極大浪費。針對這一難題，李曉丹完成了《增材制造金屬粉末循環(huán)利用技術(shù)研究》課題，掌握了激光選區(qū)熔化工藝及其專用金屬粉末之間的性能關(guān)系，有效推動了增材粉末循環(huán)利用的進(jìn)程。
就是靠著這樣精益求精、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、勇于創(chuàng)新開拓的科研精神，她和團(tuán)隊，在短短幾年的時間內(nèi)，完成了一次又一次技術(shù)上的突破。2016年10月，她和團(tuán)隊研制的我國中型四代機(jī)搭載著數(shù)十項增材制造零件首飛成功，標(biāo)志著我國增材制造技術(shù)已經(jīng)步入工程化應(yīng)用階段。
2021年，沈飛首次承接某驗證機(jī)研制任務(wù)，對于這個以前沒有接觸過的產(chǎn)品，公司在設(shè)計與建立快速試制流程體系方面的經(jīng)驗是一片空白。公司領(lǐng)導(dǎo)鼓勵能者“揭榜掛帥”，李曉丹主動請纓，帶領(lǐng)“羅陽青年突擊隊”，全力開展技術(shù)攻關(guān)。持續(xù)推進(jìn)了“揭榜掛帥項目”——創(chuàng)新產(chǎn)品在新型驗證機(jī)上使用。在李曉丹及其團(tuán)隊的努力下，僅用100天便實現(xiàn)了設(shè)計、工藝、技術(shù)、檢驗“四員合一”，生產(chǎn)出了符合要求的產(chǎn)品，不僅比計劃提前近一周完成新機(jī)交付，還創(chuàng)造了一個新的制造模式，實現(xiàn)了增材制造零件技術(shù)的又一次新突破。
“這些成績的取得，是‘羅陽精神’在新時代里生動實踐的結(jié)果，羅陽同志矢志不渝、航空報國的愛國情懷已融入我們的血脈?！泵鎸ψ约喝〉玫某煽?，李曉丹謙遜地說。
航空強國是一種責(zé)任
十年，彈指一揮間。從設(shè)想到應(yīng)用，從起步到成熟，李曉丹作為見證者、參與者、引領(lǐng)者，經(jīng)歷了增材制造技術(shù)向前發(fā)展的每一步?？梢哉f，她和團(tuán)隊的成長，伴隨著沈飛飛速發(fā)展的每一步。而沈飛每一次的騰飛，都有她和她的“羅陽突擊隊”團(tuán)隊的汗水。
在十年的奮斗歷程中，李曉丹秉承“大有可為、事在人為、關(guān)鍵在為”的信念，帶領(lǐng)技術(shù)團(tuán)隊承擔(dān)和主要參研了國家、省市以及公司課題20余項，發(fā)表論文10余篇，使增材制造技術(shù)成功應(yīng)用到航空型號研制中，在航空零件增材制造研發(fā)生產(chǎn)中勇攀高峰。并且，在國內(nèi)航空主機(jī)廠中首次實現(xiàn)了典型零件的自主批量生產(chǎn)和裝機(jī)應(yīng)用，達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平，為推進(jìn)航空行業(yè)增材制造技術(shù)進(jìn)步作出突出貢獻(xiàn)，對助推航空工業(yè)和其他高端裝備制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展具有重要的軍事效益和經(jīng)濟(jì)社會效益。在行業(yè)內(nèi)首次將自制增材零件應(yīng)用于航空產(chǎn)品上，實現(xiàn)了增材制造技術(shù)在航空主機(jī)廠的落地，實現(xiàn)了單機(jī)用量（重量）達(dá)到復(fù)合材料的1/7，儲備用量預(yù)計可達(dá)到復(fù)合材料的50%，使我國成為世界上唯一實現(xiàn)增材制造技術(shù)在飛機(jī)上規(guī)模化、工程化應(yīng)用的國家。
在李曉丹及其所在的“羅陽突擊隊”隊員的共同努力下，如今，沈飛公司的3D打印裝機(jī)零件已達(dá)數(shù)百件，技術(shù)能力覆蓋了設(shè)計、制造、原材料性能檢測、產(chǎn)品研制、后處理、仿真優(yōu)化、無損檢測等領(lǐng)域，在3D打印產(chǎn)品應(yīng)用的廣度與深度上處于行業(yè)領(lǐng)先地位。十年間，殲-15艦載機(jī)體系作戰(zhàn)能力越來越強，作為航母編隊體系中的關(guān)鍵一環(huán)，從首次著艦到航母上晝夜起降，從?？胀粨粲?xùn)練再到伙伴式加受油，從單艦到雙航母時代，殲-15艦載機(jī)規(guī)?；瘧?zhàn)斗力已經(jīng)形成，與中國海軍共同圓夢深藍(lán)，壯志凌云馳騁海天。而最讓李曉丹自豪的是，在沈飛增材制造領(lǐng)域還誕生了兩位院士。
“信仰不是一種學(xué)問，信仰是一種行為。只有當(dāng)它被實踐的時候，才有意義?！鞭D(zhuǎn)眼間，李曉丹已經(jīng)在沈飛這個奷擊機(jī)搖籃工作和生活了11個年頭。 11年來，她的工作筆記本換了一本又一本，但這句寫在筆記本扉頁上的話從未改變。從業(yè)11年，在“羅陽精神”的感召下，如今的李曉丹，已成長為航空工業(yè)集團(tuán)一級技術(shù)專家，她主導(dǎo)的增材制造技術(shù)已在航空領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)多型號、多材料、多領(lǐng)域的設(shè)計和應(yīng)用，還先后參與了30多項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的編制。
“航空報國、航空強國不是一句口號，也不僅僅是一種榮譽，而是一份沉甸甸的責(zé)任。作為國家隊，我們肩膀上扛著的是大國重器。增材制造技術(shù)現(xiàn)在已逐漸成為世界各國制造業(yè)發(fā)展的重要方向，我國也高度重視增材制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，把它作為2025年戰(zhàn)略發(fā)展的重點。為了祖國領(lǐng)空的安全，為了早日實現(xiàn)航空強國的目標(biāo)，我將繼續(xù)沖鋒，把科技創(chuàng)新書寫在祖國的藍(lán)天上?！闭劦轿磥恚顣缘ぴ谘葜v中堅定地說。
致敬每一位新時代的筑夢人。
編輯：楊文博