在全国多地数十家航空制造和维修基地内,型面和结构复杂的航空构件及坯料随处可见。它们被放置在由南昌航空大学团队研制的检测仪器上进行“体检”。
高质量产品能有效规避灾难性事故的发生。无损检测在国际上被称为“工业卫士”,是保证产品质量和设备安全运行的一项共性技术,已被广泛应用于产品制造和设备设施维护等领域。
作为国内高校中最早设置的无损检测科研和人才培养基地,南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室(以下简称“实验室”)深耕前沿技术研发与产学研深度融合,不仅为国之重器筑起坚实的质量防线,也为无损检测行业培养了大批技术骨干。
从精准对接航空航天到瞄准世界科技前沿
南昌航空大学是中华人民共和国最早创办的6所航空学校之一。1982年,在钱学森先生的倡议支持下,该校创立了我国首个无损检测本科专业,开启了超声检测、射线检测等五大常规无损检测技术的研究与教学,如今已拓展研发出数十种无损检测新技术。
近年来,随着军工系统的发展,技术迭代不仅对检测精度和效率提出了更高要求,也对相关技术人才提出了更高期待。“以航天领域为例,技术的快速迭代使我们在新材料、新结构、新工艺方面遇到了不少‘卡脖子’问题,这些问题正是我们要着力破解的。”该校校长卢超介绍,随着我国智能制造领域的快速发展,复杂型面、狭小检测空间、高温、高转速等检测条件和环境,成为制约重大装备智能制造和运维发展的“痛点”。
从精准对接航空航天产业需求,到瞄准世界科技前沿解决关键核心技术问题,近年来,该校在服务好行业和产业的同时,不断向应用研究型高校转型。实验室也聚焦前沿,不断为航空航天、轨道交通等领域的重大装备筑起坚实的质量防线。
“从国防科技和国防军工,逐步扩展到目前的高铁和核电站,我们将检测难题提炼归纳为各类关键科学技术问题,并开展有组织科研。”卢超表示,实验室对接航空产业和国家重大需求,持续加强电磁与声学检测技术、光电检测技术、无损检测智能化三个研究方向的建设,围绕无损检测新机理、新方法、新仪器等基础科学和前沿技术开展研究,形成了先进传感、集成综合检测、云检测与智能分析评价等研究特色和优势。
破解高精度和高效检测的全球性难题
在西北某航空制造基地生产车间,一套形似机械臂的检测装置正在给航空发动机风扇叶片坯料做“体检”。这是全球首套盲测成像阵列超声检测系统,能将传统手工检测2小时的工作时间缩短到30分钟。
得益于实验室提出的“边扫、边测、边成像”新一代智能超声成像理念,该系统可根据相控阵超声探头测量构件型面信息,自动规划检测路径,检测后通过先进成像算法高精度显示缺陷信息,并自动识别缺陷类型。
航空发动机工作到一定时长后就要检修。采用传统检测工艺,须空时将发动机运回制造厂或专业维修厂拆分,分别对各部件进行检测,费时费力。如何开展不拆卸原位检测,让“空时检修”变为“视情维修”?
“聚焦这个问题,目前我们已经初步形成了几类技术方案,除了可以在机匣外局部或者固定点进行检测,还可以创新原位内窥检测方法,将多物理场方法介入,实现对关键部件各类损伤的检测评价。”卢超介绍,实验室瞄准世界科技前沿,针对航空重要装备,已开展“声—电—磁”集成综合无损检测技术机器视觉导航、多传感器图像融合与环境感知关键技术的应用研究,取得了一系列创新成果。
产教融合打造无损检测“黄埔军校”
“在写博士论文的时候我了解到,我国缺乏在高温状态下对铸件和锻件进行在线无损检测的相关技术。毕业后刚来学校入职,聊天中说起以后想做高温检测,卢超老师特别鼓励我。”该校测控系青年教师石文泽至今仍记得卢超鼓励他时说的话——“这个方向是科研攻关难点,如果要做,就得甘坐冷板凳,不要考虑快出成果、迅速产出的事。”
此后,卢超不仅从自己的横向课题经费里划出专项资金支持石文泽,还指导他申请了国家自然科学基金资助项目。而让石文泽没有想到的是,随着我国钢铁产业的升级,绿色低碳制造对高温检测技术的需求更加急迫,原本“冷门”的研究为解决“卡脖子”难题奠定了坚实基础。
聚焦生产实践一线开展科学研究和人才培养,已内化为实验室的基因。“在这里我不仅能接触最前沿的检测技术,还经常跟随老师深入企业和生产线。”雷震霆是北京航空航天大学的博士研究生,长期跟着导师卢超在南昌做科研。
在业内,该校被公认为无损检测界的“黄埔军校”。据不完全统计,中航工业、中国航发、航天科技、航天科工有近70%的无损检测技术负责人毕业于该校。“校友和同行会与我们交流生产一线的技术堵点、卡点。我们聚焦这些问题开展研究,并将科研成果转化为教学资源,融入课程、教材和专业建设中。”卢超表示,实验室积极对接航空、航天、兵器、核能、高铁、特种设备等行业及江西地方产业需求,结合学校的双导师培养体系,带领学生深入一线,培养其卓越工程师素养。实验室研制的各种设备除交付企业生产外,也会备份一套核心软硬件,方便学生日常操作使用。
《中国教育报》2025年12月17日 第06版
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