智探精微之處 守護大國重器
http://www.m.zhihufw.com2025年12月17日 09:47教育裝備網
在全國多地數十家航空制造和維修基地內,型面和結構復雜的航空構件及坯料隨處可見。它們被放置在由南昌航空大學團隊研制的檢測儀器上進行“體檢”。
高質量產品能有效規避災難性事故的發生。無損檢測在國際上被稱為“工業衛士”,是保證產品質量和設備安全運行的一項共性技術,已被廣泛應用于產品制造和設備設施維護等領域。
作為國內高校中最早設置的無損檢測科研和人才培養基地,南昌航空大學無損檢測技術教育部重點實驗室(以下簡稱“實驗室”)深耕前沿技術研發與產學研深度融合,不僅為國之重器筑起堅實的質量防線,也為無損檢測行業培養了大批技術骨干。
從精準對接航空航天到瞄準世界科技前沿
南昌航空大學是中華人民共和國最早創辦的6所航空學校之一。1982年,在錢學森先生的倡議支持下,該校創立了我國首個無損檢測本科專業,開啟了超聲檢測、射線檢測等五大常規無損檢測技術的研究與教學,如今已拓展研發出數十種無損檢測新技術。
近年來,隨著軍工系統的發展,技術迭代不僅對檢測精度和效率提出了更高要求,也對相關技術人才提出了更高期待。“以航天領域為例,技術的快速迭代使我們在新材料、新結構、新工藝方面遇到了不少‘卡脖子’問題,這些問題正是我們要著力破解的。”該校校長盧超介紹,隨著我國智能制造領域的快速發展,復雜型面、狹小檢測空間、高溫、高轉速等檢測條件和環境,成為制約重大裝備智能制造和運維發展的“痛點”。
從精準對接航空航天產業需求,到瞄準世界科技前沿解決關鍵核心技術問題,近年來,該校在服務好行業和產業的同時,不斷向應用研究型高校轉型。實驗室也聚焦前沿,不斷為航空航天、軌道交通等領域的重大裝備筑起堅實的質量防線。
“從國防科技和國防軍工,逐步擴展到目前的高鐵和核電站,我們將檢測難題提煉歸納為各類關鍵科學技術問題,并開展有組織科研。”盧超表示,實驗室對接航空產業和國家重大需求,持續加強電磁與聲學檢測技術、光電檢測技術、無損檢測智能化三個研究方向的建設,圍繞無損檢測新機理、新方法、新儀器等基礎科學和前沿技術開展研究,形成了先進傳感、集成綜合檢測、云檢測與智能分析評價等研究特色和優勢。
破解高精度和高效檢測的全球性難題
在西北某航空制造基地生產車間,一套形似機械臂的檢測裝置正在給航空發動機風扇葉片坯料做“體檢”。這是全球首套盲測成像陣列超聲檢測系統,能將傳統手工檢測2小時的工作時間縮短到30分鐘。
得益于實驗室提出的“邊掃、邊測、邊成像”新一代智能超聲成像理念,該系統可根據相控陣超聲探頭測量構件型面信息,自動規劃檢測路徑,檢測后通過先進成像算法高精度顯示缺陷信息,并自動識別缺陷類型。
航空發動機工作到一定時長后就要檢修。采用傳統檢測工藝,須空時將發動機運回制造廠或專業維修廠拆分,分別對各部件進行檢測,費時費力。如何開展不拆卸原位檢測,讓“空時檢修”變為“視情維修”?
“聚焦這個問題,目前我們已經初步形成了幾類技術方案,除了可以在機匣外局部或者固定點進行檢測,還可以創新原位內窺檢測方法,將多物理場方法介入,實現對關鍵部件各類損傷的檢測評價。”盧超介紹,實驗室瞄準世界科技前沿,針對航空重要裝備,已開展“聲—電—磁”集成綜合無損檢測技術機器視覺導航、多傳感器圖像融合與環境感知關鍵技術的應用研究,取得了一系列創新成果。
產教融合打造無損檢測“黃埔軍校”
“在寫博士論文的時候我了解到,我國缺乏在高溫狀態下對鑄件和鍛件進行在線無損檢測的相關技術。畢業后剛來學校入職,聊天中說起以后想做高溫檢測,盧超老師特別鼓勵我。”該校測控系青年教師石文澤至今仍記得盧超鼓勵他時說的話——“這個方向是科研攻關難點,如果要做,就得甘坐冷板凳,不要考慮快出成果、迅速產出的事。”
此后,盧超不僅從自己的橫向課題經費里劃出專項資金支持石文澤,還指導他申請了國家自然科學基金資助項目。而讓石文澤沒有想到的是,隨著我國鋼鐵產業的升級,綠色低碳制造對高溫檢測技術的需求更加急迫,原本“冷門”的研究為解決“卡脖子”難題奠定了堅實基礎。
聚焦生產實踐一線開展科學研究和人才培養,已內化為實驗室的基因。“在這里我不僅能接觸最前沿的檢測技術,還經常跟隨老師深入企業和生產線。”雷震霆是北京航空航天大學的博士研究生,長期跟著導師盧超在南昌做科研。
在業內,該校被公認為無損檢測界的“黃埔軍校”。據不完全統計,中航工業、中國航發、航天科技、航天科工有近70%的無損檢測技術負責人畢業于該校。“校友和同行會與我們交流生產一線的技術堵點、卡點。我們聚焦這些問題開展研究,并將科研成果轉化為教學資源,融入課程、教材和專業建設中。”盧超表示,實驗室積極對接航空、航天、兵器、核能、高鐵、特種設備等行業及江西地方產業需求,結合學校的雙導師培養體系,帶領學生深入一線,培養其卓越工程師素養。實驗室研制的各種設備除交付企業生產外,也會備份一套核心軟硬件,方便學生日常操作使用。
作者:本報記者 甘甜
責任編輯:董曉娟
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