椭圆形还是方形

李光乐

十九大报告指出，中国特色社会主义进入了新时代。新时代的历史使命就是要进行伟大斗争、建设伟大工程、推进伟大事业，实现中华民族伟大复兴的伟大梦想。我身处的航空领域自然也责无旁贷，致力将党的十九大精神落实到航空发动机和燃气轮机“两机”重大专项实施工作上来，全力推动国家航空发动机事业向前发展。

飞机发动机在高温、高寒、高速、高压、高转速、高负荷等极端恶劣环境下，使用100年也几乎不会停车。

而要保证发动机稳定工作，就必须在地面上做好各种实际工况的模拟实验，一般用模拟实验舱模拟发动机的高温环境、高海拔的低温环境和低气压环境。我们常见的需要承压的油罐、气罐等容器都是椭圆形的，那么舱体结构是不是也只能做成椭圆形的？前一阵子，我参与了这项研究。

我们都知道，随着飞行海拔高度的增加，飞机舱内外的压差就会增大，舱体所需承受的应力也就越大。研究发现，方形结构的四个拐角处更易集中应力（70%舱内压力都集中在舱体的尖角上），最终会因为材料疲劳导致结构的崩溃。而在椭圆形结构上，圆角应力被平均分散，极少出现从某一点发生崩溃的情况。所以，目前我们看到的高空环境试验舱全是椭圆形的。但是，椭圆形的环境试验舱不仅看起来不美观，空间也没有得到充分利用，同时，工人在舱内操作时也不方便，经常磕磕碰碰。

有没有可能打破椭圆形舱体的一贯思路，把它设计成方形的呢？为此，我们展开了研究。在理论计算时，经过反复的强度计算和结构仿真分析，我们发现方形结构完全可以满足强度要求。在结构设计时，我们在舱体平面外面设置了加强筋结构，以增加结构强度，同时在面与面的结合处采用圆角过渡，以有效分散应力。在施工时，我们采用了先进的焊接工艺，并使用焊接无损检测，确保焊接质量。最终，方形舱体通过了一系列测试，在技术和成本上并不比椭圆形舱体高出许多，但美观度和实用性却大大增强了。

作为“现代工业皇冠上的明珠”，全球能独立研制先进航空发动机的国家只有美、俄、英、法等几个。我国正全面实施航空发动机和燃气轮机重大专项，我很庆幸这个伟大的时代赋予了“两机”重大专项发展的机遇，我所参与的工作也只是航空发动机数百个研究项目中并不起眼的一个。

中国的航空航天事业是在新中国刚成立时食不果腹的年代里起步的，中间有过起伏。即使在困窘中，也有人在默默地坚持。当年，宋文骢总设计师一边卖着面条、鸭子，一边研制戰斗机。如今，我国掌握了具有自主知识产权的新型战斗机设计技术，拥有了战斗机设计研发团队。航空人几十年的负重前行，才有了祖国的航空事业如此成就。