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值得回憶的一幕





  1953年秋,我和300余名同學(xué)一起從上海出發(fā),搭乘開往我們年輕一代向往的首都北京的列車。這成為了我終生要為航空事業(yè)奮斗的起點(diǎn)。
  入學(xué)后,我被分配到飛機(jī)系的工藝專業(yè),5年中數(shù)十門課程的學(xué)習(xí)、3次下廠實(shí)習(xí)、兩次機(jī)械課程設(shè)計。更為有幸的是我們參加了我校自行設(shè)計制造的“北京一號”的工作,我擔(dān)任機(jī)翼工段的工藝員,從工藝裝備設(shè)計、制造,到機(jī)翼產(chǎn)品的裝配生產(chǎn),當(dāng)時大部分工作都是以劃線、量規(guī)等大量手工作業(yè)的方式完成的。在短短100天的時間內(nèi),完成了飛機(jī)設(shè)計、制造直至飛上藍(lán)天的全過程,成為了我們走出書本、進(jìn)入生產(chǎn)實(shí)踐的開端。作為最后的畢業(yè)設(shè)計的教學(xué)環(huán)節(jié),我們將終身受益,為日后的工作奠定了基礎(chǔ)。當(dāng)我走出校門、奔向工作崗位之時,我感謝我的母校,感謝教授給我們知識的老師,我牢記5年來相互支持、學(xué)習(xí)的同窗好友。
  1958年秋,我被分配到三機(jī)部第九研究所(航空工藝研究所),從事航空工藝的研究。我曾經(jīng)參加和負(fù)責(zé)研究以下項目:參加手提氣動絞孔機(jī)的設(shè)計、機(jī)翼整體油箱制造工藝的研究,負(fù)責(zé)蜂窩鋁箔清洗流水設(shè)備的設(shè)計制造、膠結(jié)鋁蜂窩膠結(jié)質(zhì)量超聲無損檢測(包括壓電晶體的研制)、米—4直升機(jī)旋翼膠結(jié)蜂窩件的膠結(jié)質(zhì)量檢測、超聲傳感器及其檢測裝置的研制、強(qiáng)—五進(jìn)氣道側(cè)壁膠接質(zhì)量檢測的研究、飛機(jī)靜力試驗(yàn)角位移傳感器的研制等。我側(cè)重于飛機(jī)工藝檢測技術(shù)的研究工作。
  1972年末,經(jīng)組織調(diào)動,我又回到母校飛機(jī)工藝教研室,主要從事無人機(jī)機(jī)翼蜂窩結(jié)構(gòu)生產(chǎn)和膠接質(zhì)量檢測,以及測試技術(shù)的研究等科研和教學(xué)工作。一直到1995年退休。在這22年時間里,由于時代不可躲避因素的影響,除完成常規(guī)教學(xué)的工作,如課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、指導(dǎo)下廠實(shí)習(xí)、班主任、碩士生導(dǎo)師等,并開設(shè)專業(yè)技術(shù)課程《檢測技術(shù)》等,在以往研究工作的基礎(chǔ)上,主要研究完成了兩個方面的工作。一是激光全息攝影技術(shù)用于金屬膠結(jié)蜂窩結(jié)構(gòu)膠結(jié)質(zhì)量的檢測原理的研究;二是金屬板料成型性能檢測———單向引伸計、雙向引伸計的設(shè)計和研究,其成果已在教學(xué)、科研、生產(chǎn)中得到推廣使用,首次結(jié)合雙坐標(biāo)記錄儀實(shí)現(xiàn)了板件成型性能的連續(xù)性電測、記錄。
  1995年我退休后,加入我校中外合資的北京宇航計算機(jī)軟件有限公司,負(fù)責(zé)管理和技術(shù)工作,直至2008年退出全部工作。
  我十分慶幸在50余年的學(xué)習(xí)和工作中始終沒有離開過航空制造工藝領(lǐng)域,真正做到了學(xué)以致用。但在以上所述的若干項工作中,最值得我回味的是“激光全息攝影在金屬交接蜂窩結(jié)構(gòu)膠結(jié)質(zhì)量檢測的應(yīng)用”探索的研究項目?,F(xiàn)在追憶當(dāng)年的一點(diǎn)一滴,都是那么令人難忘。
  1973年還處于只革命不生產(chǎn)的年代,也是我調(diào)回北航的第二年。我們工藝教研室下屬的蜂窩組,主要負(fù)責(zé)無人機(jī)金屬蜂窩結(jié)構(gòu)機(jī)翼生產(chǎn)、研究任務(wù)。由于生產(chǎn)任務(wù)不飽滿,大多時間都在勞動、政治學(xué)習(xí)中流去。
  根據(jù)當(dāng)時已有的膠結(jié)質(zhì)量的檢測技術(shù),主要基于超聲測量的原理,其檢測均為點(diǎn)接觸的逐點(diǎn)測量形式,檢測效率低,很難滿足批量生產(chǎn)的需要。例如,米—4直升機(jī)旋翼采用金屬蜂窩膠結(jié)結(jié)構(gòu),每架次就有數(shù)百個膠結(jié)面必須逐個進(jìn)行膠結(jié)質(zhì)量檢測,探索一種“非接觸的面的”檢測的方法是我們所渴望的。
  正是在這個年代,國外激光全息攝影技術(shù)已進(jìn)入應(yīng)用階段,大量技術(shù)信息進(jìn)入我的視線。尤其是對金屬蜂窩結(jié)構(gòu)膠結(jié)質(zhì)量的檢測的應(yīng)用,我為之震驚。
  當(dāng)我做好前期的技術(shù)準(zhǔn)備工作后,向蜂窩組領(lǐng)導(dǎo)提出要對該方法作原理性的技術(shù)探索的想法時,得到了最大的支持,無障礙通過,決定立即上馬。
  當(dāng)時,確確實(shí)實(shí)的是,沒有一分錢的項目專項資金,沒有一塊光學(xué)鏡、適用的激光器,沒有一位物理專業(yè)技術(shù)人才,是個“三無”的課題組。但我們都是金屬蜂窩生產(chǎn)第一線上的科研、生產(chǎn)人員,都知道現(xiàn)在要做的事是蜂窩結(jié)構(gòu)專業(yè)所需要探索的工作?!皼]有困難要上,有困難更要上!”這聽起來像是“大躍進(jìn)”時代的口號,挺可笑。不!你看了以下的轉(zhuǎn)述就會知道,這是多么讓人難忘的精神!
  激光全息攝影膠結(jié)質(zhì)量檢測的原理,是用激光全息攝影方法對被測物體表面在受外力的作用下,由于膠結(jié)質(zhì)量的缺損導(dǎo)致物體表面產(chǎn)生的微量(微米)變形(局部突起等)進(jìn)行檢測,進(jìn)而間接判別膠結(jié)質(zhì)量,即可改變點(diǎn)接觸的逐點(diǎn)檢測方法,為“面”的檢測方法。
  具體測量方法是運(yùn)用同一個激光光源的兩束光———物光和參考光,當(dāng)一束物光到達(dá)被測物體表面產(chǎn)生的反射光,與另一束參考光相交于記錄介質(zhì)———感光干板上時,感光干板將如實(shí)記錄兩束光相交后產(chǎn)生的穩(wěn)定的干涉條紋。當(dāng)物體表面的微量變化,物光到達(dá)感光干板的光程產(chǎn)生相應(yīng)改變時,與穩(wěn)定的參考光束相交后的干涉條紋將生成畸變,進(jìn)而檢測膠結(jié)結(jié)構(gòu)物體表面的膠結(jié)質(zhì)量。
  根據(jù)激光測量原理,必須具備一定的基礎(chǔ)環(huán)境物質(zhì)條件,即激光光路系統(tǒng)和穩(wěn)定抗震的工作環(huán)境。當(dāng)時基于我們國家的大環(huán)境,在沒有專項科研經(jīng)費(fèi)支持的情況下,經(jīng)過我們工藝教研室蜂窩組全體人員努力,研究工作才得以開展。
  激光光路系統(tǒng),因當(dāng)時國內(nèi)尚無具有大功率的固體激光光源,我們采用的是小功率的氦氖氣體激光器;光源和光路中的光學(xué)元件等,是由本教研室從事飛機(jī)裝配型架安裝檢測課題的梁叔平老師無私提供的;光路中將同一個光源分成兩個光束的關(guān)鍵元件分光鏡,是由二系從事火控瞄準(zhǔn)器研究的胡老師提供的;光路中的反光鏡等光學(xué)元件及其支持、調(diào)整裝置及蜂窩結(jié)構(gòu)局部受力模型,是由蜂窩組曾在天津三條石受盡困苦的張樹彬老師傅親自加工的;感光干板是由天津感光材料廠提供的試制產(chǎn)品,在百般請求下給予少量試用。至此,光路系統(tǒng)基本物質(zhì)條件在沒花一分錢的前提下準(zhǔn)備停當(dāng)。
  抗震工作環(huán)境的必要性,是因?yàn)槲覀儾捎眯」β屎つ始す夤庠矗úㄩL為0.633微米)的兩路光束在感光干板上干涉成像,間接測量物體表面微米級的局部變形。由于“小功率”必然曝光時間長、光源波長短、干涉條紋細(xì)密,不允許周圍環(huán)境有些微的擾動。如何能滿足抗震起碼的要求?理想的設(shè)備條件是一間與四周建筑地基相互隔離的實(shí)驗(yàn)室,一個足夠大而平整、有一定重量的金屬工作臺面和底座,以及有一個穩(wěn)定的液壓減震系統(tǒng)作為支持等。這在當(dāng)時只能看作是異想天開了。但是我們用一句常用的豪言壯語“有條件要上,沒有條件也要上”激勵自己。當(dāng)然,現(xiàn)在年輕人看來會感到不可思議。
  我們在學(xué)校北邊、原印刷廠西側(cè)找到一座古墓散落下來的石碑、石底座,經(jīng)曠久日曬雨淋已腐蝕不堪。但正合我意,立即在張樹彬老師傅的帶領(lǐng)下,靠撬棒、滾棍,在張師傅的聲聲勞動號子的鼓動下,全組人員齊心協(xié)力硬將幾噸重的石塊,從學(xué)校的最北邊,一直“滾”到最南邊的機(jī)械加工廠的大型龍門刨機(jī)床旁邊,用吊車吊上機(jī)床,硬是將石碑表面“刨”了一層。如法炮制,又將石碑“滾”到老體育館東側(cè)教學(xué)大樓底層的蜂窩實(shí)驗(yàn)室,底座與工作臺面之間只加了四五層黑色硬橡膠板充當(dāng)液壓減震系統(tǒng)。這就是當(dāng)時竭盡全力能建立的我們自己的簡易工作臺。
  但是,這樣的抗震條件是欠缺的。比如,僅白天教學(xué)樓里腳步聲的震動,就足以干擾全息攝影干涉條紋的形成,只能采取主動規(guī)避外界干擾。因此,我們的試驗(yàn)都只能在夜深人靜的時候進(jìn)行。
  經(jīng)過若干個日日夜夜的勞作,在蜂窩組組長趙云會老師、胡凌云老師的共同合作下,第一張激光全息攝影記錄的感光干板在原激光光源照射下,觀察到了物體全信息的影像,大家為之振奮!第一張對膠結(jié)蜂窩結(jié)構(gòu)在外力作用下,其表面局部微量變形的激光全息攝影,在原光源的照射下,觀察到在感光干板上記錄的畸變的干涉條紋。我們原理性探索試驗(yàn)達(dá)到了意向的成功。
  我們?nèi)〉玫碾A段性、探索性、原理性的工作的成功,都是在教研室領(lǐng)導(dǎo)和同仁們的支持下獲得的。教研室主任馮厚植老師還組織了全校師生前來參觀指導(dǎo),這是對我們工作的肯定和對今后工作的支持。物理專業(yè)教研室的老師們前來參觀、交流。兄弟院校遠(yuǎn)道前來參觀,若干年后還稱道,他們院校第一張激光全息攝影教學(xué)用的干板還是出于我們實(shí)驗(yàn)室。
  至此,我們預(yù)期對檢測的“探索”工作已可告一段路,激光全息攝影技術(shù)用于蜂窩夾層結(jié)構(gòu)連接質(zhì)量檢測是可行的,并有望改變現(xiàn)有低效率的逐點(diǎn)檢測模式,提高檢測效率,適應(yīng)飛機(jī)批量生產(chǎn)的需要。但是,要真正達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用,還需做長遠(yuǎn)努力。例如,必須具備大功率的固體激光光源,降低生產(chǎn)環(huán)境抗震、避光等檢測環(huán)境的要求,適應(yīng)生產(chǎn)實(shí)際的需要,對激光全息攝影檢測干涉條紋進(jìn)行量化分析研究,提高檢測結(jié)果的量化和數(shù)字化等。但十分遺憾的是,探索的開端是良好的,最后卻沒有結(jié)出豐厚的果實(shí)。雖然做了努力,由于種種人為的、可以規(guī)避的原因,最終還是夭折了。
  我雖然努力工作了一生,不為名不為利,但由于工作涉及國防的特殊性,很少寫文章公開發(fā)表,因而既沒有“樹碑立傳”,也沒有留下寶貴的工作影像,也是憾事;但是,我們那時的“沒困難要上,有困難更要上”,確確實(shí)實(shí)不只是口號,而是我們實(shí)實(shí)在在的行動。(作者程惠蘇為我校退休老師)校友會供稿