电子报
电子报

中飞院:“玩火”烧出的世界第一策划/李士刚 大学生记者团 张天驰 文/大学生记者团 张天驰 代文康 李林翠 石先粮 图/资料图片











  起步于康定的长跑2011年,中飞院、波音公司、清华大学以及中国科学技术大学(以下简称“中科大”),在中科大西藏拉萨火灾实验室做有关飞机货仓承载机理实验。但在实验过程中,中飞院科研人员发现拉萨实验室条件不是很理想,因为民航局更需要做有关火灾测试的实验。于是2012年他们联合清华大学、中科大专家,申报了民航局一个科技重大专项《高高原航空燃油火灾机理及灭火有效性研究》。
  该项目在2013年成功立项,并于2014年顺利在康定建成全球海拔最高的航空安全工程实验室(海拔4290m)。这不仅为成功探究高海拔对机场专用水成膜灭火剂的性能影响提供了可靠的实验环境,还为验证飞机在飞行中发生火灾、航空发动机性能、飞机除冰防冰科学技术等问题,提供了真实的实验硬件平台。
  重大科技专项中有关灭火有效性的研究,由中飞院、清华大学、中科大和中航油共同承担。清华大学、中科大主要做一些基础理论研究,中飞院做关键应用技术,一是做消防水枪,二是环保型的消防泡沫。据悉,团队全力攻关这两样硬技术,目前进展比较顺利,消防水枪原型已经设计出来了,正在委托有关精工单位加工这把消防水枪,而环保消防泡沫的配制也在进一步的完善当中。
  团队在做《高高原航空燃油火灾机理及灭火有效性研究》实验过程中,发现了一个“有趣”的东西———机载消防系统。目前,民航领域还是在用老式的哈龙消防系统,但该系统的使用对环境危害较大,亟需升级换代。为满足中国大飞机的研发需求,做新一代机载消防系统已刻不容缓。
  我校在组织科研人员跟踪欧美国家新一代机载消防系统基础理论与关键技术研究的同时,联合清华大学、民航二所等单位,以新一代机载消防系统为主题,不仅成功申报民航局2016年的科技重大专项,而且在中飞院举办的大飞机周活动中,与中商飞进行深入交流,“团队研究进展获得中商飞的充分肯定”。
  对于民航现有的哈龙灭火器,因为它所含的氯、溴元素太多,对环境有一定的危害,国际上都在寻找新的产品来替代它。而中国在这方面起步晚,除中飞院外,其他高等院校在这方面的研究还比较少。世界第一这样诞生团队为了完成民航局科技重大专项研究,不仅在学校新区建立了实验室,还在康定花费大量资金建立了一个全球海拔最高的火灾实验———中国民用航空飞行学院高高原航空安全工程实验室。它的海拔是4290米,与清华大学的模拟低压舱形成互补优势。清华大学的模拟低压舱实验室可模拟0到10000米的海拔高度的变化,而中飞院的实验室可为清华大学在模拟低压舱取得的有关数据提供一个真实的验证环境,这也是世界上唯一能进行如此程度模拟的实验室。
  实验室良好的实验环境,自然也吸引到波音、空客等全球各大航空公司的关注。作为全球知名的大飞机制造公司,波音公司与中飞院的科研团队进行了深度交流与前期合作。“当然,团队更愿意为以后的国产大飞机提供实验环境,因为这么独特的实验室为国产大飞机服务,才是大家心里最愿看到的!”团队上下时刻怀揣着“民航梦”、“国产大飞机梦”。
  该实验室还可以检验航材的耐火性,比如说飞机在高空上发生火灾时,飞机的材料能经受火烧多长时间,保证飞机能坚持飞行多长时间,这是将来要准备研究的问题之一。此外该团队计划在2016年建造一个FAA标准火灾机理测试舱,该实验室建成后也将是世界唯一具有真实环境的实验室。
  其实,中科大很早就已经在合肥建立了国家火灾重点实验室,但由于平原地区对于高海拔地区的火灾不好开展研究,所以他们在2009年又在拉萨建立了一个高原火灾实验室。但这个实验室是建立在一个武警训练基地里的,而限于军方的管理要求,这个实验室在使用过程中会受一系列的条件拘束,使用起来非常不方便。与中科大高原火灾实验室相比,中飞院的实验室具有海拔更高、使用更加开放和后勤保障更有利等特点。
  提到后勤保障更方便,团队负责人贺元骅教授介绍到,虽然中飞院的实验室海拔高达4290m,但这里仍旧可以吃到正常的饭菜。去年,在康定做实验时,贺教授和清华大学的科研人员开玩笑地说:“我代表中飞院,在这里请你吃一次高海拔的四川饭菜。”在康定火灾实验室,大家可以吃到现做的炒菜、炖菜等。骄人成绩来之不易对于吃苦,值得一提的是科研团队中的研究生们。目前,对于工科院校的硕士研究生,完成毕业论文的途径主要由三种:一是计算机模拟;二是通过查找文献后归纳提炼;三是寻找实际存在的问题,通过实验将其验证来寻找规律,然后提出一个解决问题的方法。
  工科就是这样,所有的数据都要真实的,从实验中取得的,因此做实验很辛苦。比如烧火,有时候一脸的灰,脏脏的,脸上也很可能一不小心就沾抹上机油。而且即使火灾现场防护很到位,还是有可能会伤到人的。但中飞院的老师和学生们在这种“脏险”的环境里,依然能静心做实验,并获取有关数据。出于安全因素考虑,在平原地区的实验,一般情况下团队都是借用温江消防厂,或者公安部四川省消防研究所的实验室。有时候老师和学生一出去做实验就是2-3个月,一忙起来连给家人打电话的时间也没有。
  高原上的艰苦,是生活在平原地区的人难以想象的,一是海拔高,二是缺氧,三是吃饭与交通不方便。去实验室的路途很长,也很危险,来回大概就需要三个小时的时间。而且,高山高原地区环境恶劣,气候变化多端,道路经常结冰,这样花费在路上的时间就会更长。即使在夏天还是会下大雪,虽然天气预报说最高温度是10℃,但这个最高温度仅仅也就只可能在中午维持一个小时左右,其余时间大多数都是在零下。所以,在上面做实验的时候都是穿着军大衣的,甚至干活时也会经常伴随着气喘头疼。
  而且在高原地区还要注意饮食习惯,以免产生闹肚子的症状。虽然说闹肚子在平原地区没什么大碍,但是在高海拔高寒地区却会引起各方面的不适,严重的话还有可能有生命危险。尤其在冬天的时候,在康定做实验更是危险。贺教授也常开玩笑地和同学们说:“在这样的条件下,你们最主要的任务就是思考如何长时间活着待下去!”
  不过时间长了真的是很孤独的,在那里天冷,交流的人员少,没有迷人的风景可以欣赏,只有看不完的蓝天与白雪。他们也只有在闲暇时,才能看着康定机场来往拎着大包小包的旅客,排解心中的孤独。在高海拔、缺氧、低温等条件下,团队的每位成员,相当于在用自己的生命去热爱这份事业!那些做起的“家当”2015年4月7日至11日,团队承办了“2015年航空消防与应急救援学术/培训会议”。本次活动邀请到美国航空消防的政界、学界和企业界杰出代表4人,就美国航空消防救援的人员消防培训现状与发展、消防装备研究现状及发展趋势、大型运输机场和超大型客机消防技战术、航空消防法规体系及政府监管机制等主题展开深入研讨,使来自民航局公安局、民航各地区管理局、运输机场、航空公司和民航科研院所等地代表100余人,更加明确了我国民航强国消防能力建设的方向与路径。
  2015年4月至10月,团队接受民航业内科研院所的委托,顺利完成了民用机场消防装备配备技术研究任务,为我国机场专用消防车技术性能的确定,提供了充分的技术支持。团队研究人员通过本课题的研究,不仅深入了解了民航机场专用消防车的灵敏反应、动态稳定、紧急制动、高超越野、快速扑救等性能的技术边界及检测方法,也为我国即将到寿的消防车持续安全保障能力评估储备了基础理论与关键技术。
  同时,为适应我国消防人员职业化发展趋势,团队组织师生翻译美国国家消防协会(简称NFPA)编写的《机场消防救援》(第五版),以借鉴欧美航空强国航空消防人员培训知识技能模块。该书由美国、英国、加拿大和国际民航组织等多个国家、国际组织15余个机构参与编写,翻译内容涉及机场及航空器概述、航空安全及航空器危险事件、机场火场通信、机场消防设施、机场灭火装备及灭火剂、机场消防专用车驾驶员及战斗员、机场应急计划、机场灭火战略和战术行动等内容。据了解,这是国内基于教学科研目的之用,首次系统翻译美国航空消防培训教材。该资料的翻译,对推进我国机场消防战斗队员、消防车驾驶员、灭火剂技术人员的正规化、专业化建设,将发挥关键基础性作用。
  此外,为尽民航人圆我国大飞机梦的一份职责,该团队大力组织科研人员跟踪欧美国家新一代机载灭火系统基础理论与关键技术研究。在今年10月中飞院、中商飞举办的“大飞机周”上,团队负责人贺元骅教授作了题为“新一代机载灭火系统”的学术报告,深得中商飞与民航各界专家学者的肯定。会后,中商飞专家对中飞院在机载灭火系统上的研究产生了浓厚的兴趣,围绕机载环保灭火系统的研发,与团队科研人员进行了深入的探讨。在路上离不开合作说起合作,团队的合作伙伴———中科大、清华大学的科研阵容那是相当的强大。他们拥有一个中国工程院院士范维澄,数十个像张辉教授那样的长江学者特聘教授。因为中科大、清华大学和中飞院的合作是建立在知识共享的基础上,所以范院士和张教授等都非常愿意与中飞院的科研人员一起合作。
  在张辉教授看来,中飞院的科研人员非常勤奋务实,有愿望也有能力将科学研究推向纵深。正因如此,他非常支持新一代机载消防系统的研究,并与团队科研人员开玩笑地说:“如果这个实验真的做成了,你们的名字可就写到天上了啊!”
  据项目组负责人介绍,在申请到该项目后,我校就立刻与合作伙伴共同开展有关科学实验。正是因为前期的合作形成了彼此的信任,现在中飞院与清华大学准备在2017年,共同推动“十三五”科技部重点项目的一个子课题。对于中飞院来说,这不仅能加强学校科研力量建设,而且也是对之前科学研究的一个总结。
  对于未来,团队紧扣民航强国战略,努力做好“十三五”航空消防科教工作:围绕国家消防人员职业化发展趋势,联合业内航空消防实际运行单位,争取新建航空消防人员职业培训基地,组织编写航空消防员职业培训系列教材;围绕我国航空消防装备、灭火剂及消防设施等持续安全保障性能化评估模块,建立健全相应检测检验实验室及联合体,承担航空消防装备持续适用能力评估工作;围绕我国大飞机制造的需求,紧跟欧美国家哈龙替代灭火技术装备研发趋势,充分利用我校独具的全球最高航空安全工程实验室,主导研发中国化新一代机载灭火系统;充分利用清华大学作为国家十三五公共安全技术装备项目组长单位优势,紧扣民航应急技术装备本质安全需求,从机载-机场、地面-空中应急技术装备一体化角度,推动科技部支持“航空应急技术装备系统”子项目立项……“路漫漫其修远兮”,中飞院科研人员在追求真理的道路上,将一如既往地砥砺前行。