飞机专家张福泽：我为飞机定寿、延寿

　　20世纪50年代初，抗美援朝战争期间，美国空军依靠其强大的空中力量，对中国人民志愿军的交通运输线进行了绞杀战。

　　年轻的中国空军勇敢地投入了战斗，只有几十个小时飞行经验的飞行员驾驶米格十五战机，和美国空军有几千小时的飞行经验的王牌飞行员进行较量。

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　　在苏联空军的配合下，中国空军取得辉煌的战果。使美国将朝鲜西北角这一带视为恐怖地区，由于中国和苏联军队采用的飞行是当时的先进战机米格15，美空军将这一地区称为米格走廊。

　　十多年后的1962年，中国空军有一大批乌米格十五，米格十五比斯和相关教练机，已经到了使用寿命的关键期限。怎样为这些飞机确定寿命，就成了一个大难题。

　　主：那么这次我再没有接触到，看到您的这些资料之前，我觉得一般人提起这个飞机的定寿、延寿我也是觉得非常非常陌生，因为大家太不了解了，似乎是一个很空洞的概念，但是您自己其实却为这个事业奋斗了一生，所以我很想了解就是您自己第一次，就是接触到这个所谓飞机的定寿是在什么时候开始？

　　张： 1966年

　　主：是什么样的原因使您接触到这个事。

　　张：什么原因，这个事儿呢就是当时由于空军从当时的苏联引进的乌米格15飞机，当时苏联给的是1700小时。

　　主：就是说这个飞机米格15只能够飞1700小时它就必须要报损掉了。

　　张：对，到这时候以后呢这个飞机寿命已经到了。这个呢是因为当时没经验，这是可以理解的，就说明这个问题当时呢还缺乏认识，因为这个问题这个大家都不是很清楚，也不知道怎么搞，结果呢就变成了一个，就是我们那个系统的一个老大难问题，就是说这个飞机又到了寿命，这个还要继续飞，怎么样解决，解决呢又没有一套这个好的办法，因此变成一种老大难的问题了。

　　主：就是说这个需要定寿的这个任务是很重的一个，影响到了这个空军的这样一些状况是不是。

　　张：它这种飞机，它是一种教练机，教练机呢是培养飞行员的，这个一到寿了以后，这个飞机呢就不能再飞了，不能再飞了呢，这个飞行员就没法培养了，所以这个呢主要是作为一种战备训练用的飞机，他要停飞了，那么对这个飞行员的训练呢就受影响了。

　　主：那么当时我们需要您刚才提到米格15这样的飞机，当时需要为这种飞机定寿的这个飞机有多少。

　　张：有500多家。

　　主：那当时这500家对当时的空军来讲是不是一个很大的数字？

　　张：这个应该说这个数量还是比较大的。

　　抽梁换柱的故事

　　为飞机定寿，对于学飞机设计专业的张福泽来说，是一个全新的领域。在国外做此类试验都是整机疲劳试验。而中国的飞机定寿研究，居然是在连一架飞机样品都搞不到的情况下开始的。对张福泽来说，他当时所干的事情，是标准的偷梁换柱。

　　主：那么您刚才说这个工作的开始呢是在1966年的时候，就是那个时候正好是大家都所知道的这个文革时期这样一个开始，那么在那种情况下，你们怎么来做研究呢？

　　张：说到这个问题就是确实是一个比较难的一个事儿，说实在的搞这个飞机寿命，这个它是一个系统工程项目，牵扯很多部门，也牵扯到很多学科，要很多部门，很多学科共同完成的项目，在当时我们并没有认识到应该怎么样来做，我们刚开始也不知道怎么干，但是经过一段摸索以后呢知道怎么干了，需要飞机定寿、延寿需要做实验，要做实验呢我们单位呢又没有这个实验室，也没有这个试验设备，这又是一个难题，没有实验室，我们想办法，那在走廊上干，这也可以，但是没有试验设备这怎么办呢？没有试验设备我们就想办法自己研制，自己研制设备呢当时经费又，正在文化大革命期间，知识无用论呢，那么又没有经费我们怎么办，又要做实验，又没设备，那么我们自己就想办法这个研制设备，研制设备呢这个经费又不足，那么这些必须要的一些钢材和器材都没有，我记得我们研制设备的时候，这个由于一种这个支持件是很强的，所以我们就到人家附近的那个工厂的垃圾堆去捡人家那些废旧的钢铁，然后回来我们自己改装，然后作为我们的试验设备的支持件，这个支持件我们用马车拉回来的，到我们那儿工厂，然后改装，用在我们的支持件上。这个设备费了很大劲儿搞出来以后，实验件是需要上级部门来支持给提供的，实验件就是要飞机上的一个大梁和机翼上的大梁。

　　主：那么您从哪儿找这个大梁呢？

　　张：这个大梁，说难就难在这儿了，我们想从上级部门来调，调这个大梁呢就要毁掉一架飞机的，上级机关呢有的人受到文化大革命的极左思潮的影响，感到不需要做实验，而且你做这个实验，做这个大梁呢毫无用处，甚至说你这个是胡闹，因此呢就不给我们这个实验件，不给实验件那我怎么去试呢？这没办法，我们就想办法偷梁换柱。

　　主：那从哪儿去找这个飞机大梁？

　　张：到这个机场，或是到修理厂到处去找这个，那个报废的飞机，从那个报废的飞机上，把那个大梁拆下来，拆下来以后，我就把这个大梁换到那个航校那个教学飞机上的那个飞机上，然后把飞机上的那个大梁呢，就是教学飞机那个大梁拆下来，拆下来再运到工厂去，用这个大梁换在正在飞行当中的那个飞机上的大梁，把飞机正在飞行的大梁呢拿下来做我们的实验了。

　　主：可是您这连续的换大梁，都是偷偷换的吗？

　　张：这个不能说是偷偷换的，反正这个呢就是通过单位领导，这肯定得单位领导了，但是领导然后和航校联系，和工厂联系，这个说心里话，从现在看这就是有点胆大包天，通常是不允许这样的，但是在那个年代，在那种特殊情况下我们就这么冒险的这么干了，结果呢还成功了。

　　主：您当时的这个实验实际上主要是想测试这个大梁，它能够承受这个压力的这个程度是不是？

　　张：不是，就是跟模拟飞机在空中飞行的这些受载的状况，首先要编出来飞机的这个载荷谱，什么叫载荷谱呢？就是模拟飞机在空中真正飞行的受力的状态，然后编出来这么一个谱，编出这个谱以后呢，你比如说100飞行小时为一个循环周期，它总共能受这个各种载合能受多少次，然后我就模拟在这个实验台上，地面上实验，实验加100小时以后你这个飞机在空中就能相当空中飞100小时，我们要实验这个5000小时，那么就相当于你空中在飞了5000小时。

　　主：那么当时您用什么东西来使这个飞机，就是说载荷到这个负重呢？

　　张：这个需要我们另外一门测试技术，就是在飞机上装上这个测试仪器，把飞机的各种参数都记录下来，记录下来以后回来我们做数据处理和计算，然后搞出一个真正的飞行载荷谱儿，这个是专门的一个学科来做，

　　飞机定寿的转折点

　　就在张福泽和他的小组在默默无闻地做着飞机定寿的有关研究的时候。1972年，中国空军的一次空难事故，让领导层感受到了飞机寿命的巨大隐患。

　　对张福泽来说，他的飞机定寿研究从此进入一个和中国空军命运息息相关的关键性转折点。

　　主：我了解到那么在1972年的时候，我们国家的歼五飞机出现了一次空难事故，好像这一次是我们国家就是说因为这个疲劳问题造成的这个第一次空难的事故，我不知道是不是这样，那么这个事情就是给您的这个研究工作，是不是有一个很大的影响？

　　张：是的，1972年春节期间，这个我们空军的表演大队搞军民联欢的时候，在机场上空这个飞行，突然的一个机翼就折断了，飞机就解体，就砸在这个地里去了，当时我是到现场，事故一发生上面通知我马上去，我到那儿，正好掉下来的机翼，它这个断口是向上的，就是在机场的旁边，然后把这个断口送到这个科学院技术所去检查，检查结果是由于疲劳断裂。这次事故的发生对我们国家开展疲劳寿命研究是起到一个非常重要的作用。由于以前，这个事故以前这个一般的人，尤其是上层的这个领导部门，对这个问题并没有很好的了解，通过这个事故以后呢，上下都了解到这个疲劳断裂的厉害，它引起的后果，同时呢，也对我们前面那段工作做机翼大梁和机身大梁是一种肯定，原来我们做确定这个机翼大梁和机身大梁的时候，是很多人是抱着怀疑的态度，认为这个是整架飞机里最强的一个钢件，它怎么能够断呢？因此呢很多人抱着一种怀疑，或者是半信半疑的这个态度对待这件事情，但是我们当时这个信心还是百倍的，我们认为这个飞机，这个影响它的寿命就是大梁和机身大梁，它一旦垮了，这个飞机也就垮了。它就相当于一个人，一个这个脊柱一样，这个脊柱要断了，人就没法站起来了，所以这个呢，通过这个72年歼五大梁摔断以后，这个事情在某种意义上讲，就是事故它是推动航空事业发展的原动力。

　　主：那您后来有没有去做过这个主力机型的定寿和延寿。

　　张：是的，我从86年以后就开始搞我们国家其他的各个机型的飞机定寿。这个定寿就是在原来的一个比斯飞机定寿的基础上，开展我们全空军的各个机型的大机群的这个进行定寿，这项工作它的规模那确实是比前边那个要大得多，它是一个整个空军，各个系列飞机的这个一个大工程项目。这个是从75开始的，一直做这件事。

　　奋斗的历程

　　60年代末，张福泽研制成功我国第一台受力完全是自身平衡的闭环全尺寸飞机结构疲劳试验设备，在国内外属首创，获国家发明奖。1975年和1978年又分别给出中国空军两个大机群飞机各延长一倍寿命，为国家创造出1000余架飞机的价值，获全国科学大会奖。

　　80年代初，正当张福泽信心百倍地开展进一步研究的时候，他的命运又出现一次转折，他被调离飞机定寿的研究岗位，从事一些规范的撰写工作。

　　这段时间持续了整整五年。

　　主：那在您研究的这种经历当中，您觉得最苦恼的一段经历是什么时候？

　　张：这个应该说是叫我离开我亲手创建的这个定寿、延寿这个小组，离开了定寿这个领域去写规范，这段我是比较这个难过的。五年，在人生的一生里头，最精华的一段那五年。不过回头看现在也算可以，因为我这五年除了写规范，我还是在这个领域里头做了一些基础性的一些研究。这个是完全是我业余时间的，而且通过这五年的业余时间，在这个基础方面的研究，给86年以后大机群定寿还有一定的这个指导作用。

　　问：那么在您后来回到这个，在您后来有机会回到这个延寿、定寿专业领域研究的时候，是不是自己有一种抢时间的感觉？

　　张：是的，这个不是回来，一直就是在抢时间，不管你是在这个搞这个延寿工作，还是写强度规范，还是到机关去帮忙，都是这样，我可以这么说，我没有，虽然岗位离了，但是我的事业一直没有间断。

　　主：心没有离。

　　张：对，一直没间断

　　两个哥哥

　　张福泽出生在辽宁岫岩县的一个农村家庭，这里是出产岫玉的地方。

　　在张福泽很小的时候，他的父亲就去世了，全靠两位哥哥的劳作与供养，他才完成了自己的小学、中学、大学的学业。对两位兄长，他充满了感激之情。

　　主：您觉得在过去就是刚才讲到这个家庭对自己的影响当中，有没有一件让您记忆很深刻的事情。

　　张：我感到就是最使我很感动的是呢，就是我父亲去世以后，这个我在家干农活，这个两个哥哥呢这个在矿山干活，他那时候干活工资也很低，两个哥哥呢，我在农村，那个衣服就很简陋了，也很破了，这个哥哥呢就是省吃俭用，把自己的衣服和穿的东西，和用的东西都拿回去给我用，我上这个中学的时候，我两个哥哥自己衣服舍不得穿，给我穿，自己舍不得吃的东西给我，所以这些都使我对这两个哥哥非常感谢。

　　张福泽曾说，我的一生没有两位哥哥供养不可能走出农村，没有国家和组织的培养不可能成材，没有朋友和家人的支持和帮助不可能在事业上成功。

　　主：您觉得就是说这样一些在自己专业研究上的一些，事业上的一些大的波折的时候，在您最处于逆境的时候您自己在心里上是靠什么来支撑自己这样一种对事业追求的这样一个信心？

　　张：第一，我相信真理，第二，我追求事业，第三，有朋友，第四，有家人的支持。

　　两个偶像

　　图波列夫，米高扬

　　对50年代的中国学习航空的学生来说，前苏联的著名飞机设计师图波列夫和米高扬是他们心中的偶像。

　　图波列夫是前苏联一系列著名轰炸机的设计师，他设计的图系列型号飞机，在苏联卫国战争中发挥了重大的作用。

　　而米高扬设计局的首席设计师设计的米格系列飞机，至今仍然是世界许多国家空军的主力机型。中国空军在5、60年代的歼五、歼六和歼七就是在米格17，米格19和米格21的基础上改造而成的。

　　主：那么要说到这个飞机，那么当时你们在北航这样一些同学当中，在那样一个学校环境当中，就是说给你们一种影响最大的，让你们觉得就是对飞机有极大的兴趣和这种爱好的这样一些人，或者事情是什么？

　　张：这个从我们一入北航，这个北航呢这个气氛就给我们造成了这么一种热爱航空事业的这么一种气氛。

　　主：怎么感受到的呢？

　　张：这个一进招生广告，或者是欢迎的标语上，就写着迎接红色的航空工程师，另外呢这个学校在迎接新生，或者在宣传广告上，就是宣传当时苏联的图波列夫总设计师和米高阳总设计师，这个对于学飞机设计专业的人这是我们崇拜的人物。

　　飞机定寿研究的国际比较

　　自80年代起至今，。张福泽从技术上组织了我国几千架多系列大机群飞机定寿和延寿的大系统工程项目课题。在1986-1995年间，他作为我国多系列大机群飞机定寿和延寿的技术组织者，把我国几千架飞机定寿工作纳入一个统一的系统工程中，保证了飞机的使用安全，产生了数十亿元的经济效益。该系统工程课题，于1995年获国家科技进步一等奖，他创立的《系列飞机定寿法》获专业技术重大贡献奖，在这个领域作出了历史性的贡献。成为中国空军第一位院士。

　　在研究中，张福泽密切关注国际研究的最新动态。

　　主：您自己有没有做过计算，就是在您和同事们做这些大型机群，主力机群这样的定寿、延寿这些工作里面，究竟为多少架飞机，就是最后，是所有的飞机吗？中国所有的这个战斗机吗？

　　张：可以这么说是所有的飞机。

　　主：刚才您讲到，就是说在曾经有很长的一段时间，就是在研究世界各国的这个关于飞机的定寿、延寿的问题，我想到几个我们知道的，也许从外行的角度来看有几个比较有意思的问题我想问一问，比如说这个印度的军队曾经有很多的米格19的飞机，但是在后来就是说出了非常多空难的事故，所以印度的军队呢就把这个米格19叫做飞机棺材，飞行棺材是这么叫吗？那么当时就是他们在这个方面的定寿延寿的工作是什么来做的呢？

　　张：这个在我们国家这个型号的飞机就从来没有出现过，这个因为疲劳寿命问题摔飞机，你说的这个呢可能是由于其他的这个性能问题造成的。

　　在世界的著名的轰炸机中，给人留下深刻印象的是美国的B52重型轰炸机，这个在50年代中期生产的飞机，曾经参加过越南战争，海湾战争、科索沃战争，被称为“同温层的老兵”，直到今天仍然是美国战略空军力量的中坚。

　　那么这款飞机是如何在半个多世纪的时间里延年益寿的呢？

　　主：还有一个很有意思的例子，我们可以了解在美国亚利桑那州的一个大峡谷里面有很多美国的B52的轰炸机，就是废弃的都扔在那个地方了，那么实际上现在我们可以看到美国在现在的一些战斗当中，这个B52仍然是一种主力的轰炸机，那么是不是他们在这种方面的延寿工作做的很有意义呢？

　　张：这个飞机每一个国家有每个国家不同的用法，有的国家把有的飞机，你比如说它这个B52轰炸机，美国实际上现在还在用。

　　主：那从您的专业角度来讲，实际上美国在这个方面，就是说延寿方面的这些工作可能是做的是很好的？

　　张：是的，从目前来看国际上这个美国在这个飞机定寿领域他们是比较活跃，而且从事研究的经费和人力物力都比较大，而且他们的规范一改再改，逐渐完善，这一点是其他国家是不可比拟的。

　　在美国空军的战略武库中，B2飞机是美国空军的隐秘杀手，这种造价超过20亿美元，具有隐身性能的战略轰炸机，是美国空军在新世纪的战略投放力量，而且每次起飞都是从本土出发，长途奔袭。但由于这种飞机造价昂贵，相对于其他机种来说它的使用频率并不高。

　　飞机在不使用的时候是否也面临寿命的损耗。这正是张福泽的日历寿命研究的中心话题。

　　主：还有就是说这个B2轰炸机，就是说现在非常，就是说投资非常大的这样一个很高级的战斗机，那么这个飞机经常停在机库里，就是不怎么用这个飞机，就是用的次数非常少，而且一定要从美国的本土来起飞，那么很多人就问到，跟您的专业相关，说这样它的这个日历寿命是不是会同样影响这个飞机，它本身的这样使用寿命？

　　张：你提的这个问题很好，就是飞机的寿命它是有两大类，第一类呢就是我刚才说的，是疲劳寿命，就是在飞机力的环境下它的疲劳寿命，第二类寿命就是在使用环境和条件下的日历寿命，这个日历寿命呢它是以年为计算单位的，疲劳寿命呢是以小时来计算单位的，你说的B2这个飞机呢，那是它存放在仓库里头，它是日历寿命，那是年年在增加的，它疲劳寿命它不飞就没有，它这个日历寿命是与环境，就是与腐蚀环境有关系，定日历寿命这个呢还要影响到疲劳寿命，所以这个定日历寿命，目前国内外，包括美国也没有一个完整的、成熟的方法。

　　2000年，中国《航空学报》发表了张福泽的《关于飞机日历寿命的计算模型和确定方法》。有专家预测：中国有可能率先攻克这一世界难题。

　　从世界上最近几年发生的一些局部战争中，我们发现，许多飞机都是似曾相识，在海湾战争中，在科索沃战争中，以及在最近的

　　主：90年代初的海湾战争，那么到近期的伊拉克战争，那么这两个战争当中应该说是现代战争当中使用的这个飞机，您觉得它在这种定寿、延寿方面，在飞机整个战斗力当中占到一个什么样的作用呢？

　　张：在这个时候通常他不再管你的寿命，所以在具体打仗的时候，这个寿命就变得不是那么一个很主要追求的目标，但是没寿命不行，没寿命飞机你上去了，你不敢飞，飞了到时候就断了，机翼或者是什么地方断了也不行。

　　在飞机的类型中，舰载机具有与一般飞机不一样的要求，他的起飞方式使用航空母舰上的弹射装置弹射，而且在大海上的环境也与陆地上有所不同，那么对舰载机的寿命又有哪些讲究呢？

　　主：我不知道刚才咱们讲到了好几种国外机型的使用寿命，像F14是舰载机它的使用寿命是多少，您了解吗？

　　张：舰载机一般地面上的就是疲劳寿命应该差不多，但是舰载呢就是起落，对起落架要求比较严格。至于什么陆基的这个歼击机这个战斗机，从疲劳寿命应该差不多，但是日历寿命可能就要有差别了，因为它在海上，这个水蒸气、烟雾啊，环境恶劣，起落架着陆系统这方面有差别。

　　随着军用战机的代际更新，到了今天，先进的战机已经进入到四代以上，在现代战机中，飞机机动性能大大增强，在美国的F22战机上不仅采用了隐身技术，而且在

　　四代战机的机动性使飞机的灵活性如同蓝天舞台上的芭蕾演员，舞姿曼妙，魅力无穷。

　　与此同时，机载电子设备都出现全新的形象。在这样一个高度复杂的现代飞机上，在这样高难度的动作演示中，飞机的复杂性和它的寿命之间又有哪些新的关系？

　　主：我们一直在讲飞机的寿命，那么我们现在可以看到，在现代的这个新型的这些飞机当中，由于它的这些包括信息方面设的越来越精密，越来越复杂这个飞机，那么似乎这样的飞机就是说更容易坏，是不是它的使用寿命也同样在减少？还是说在延长？

　　张：你说的这个是属于飞机上的机载，或者是一些电子设备上的一些寿命可靠性的问题。

　　主：它和飞机本身是两个部分。

　　张：对对对，就是我是搞飞机机体寿命可靠性的，这个电子和机载设备这个呢，它也是有一帮人专门的一些专业来做这项工作，当然电子设备你一多，它出顾虑的概率肯定要多，但是不等于这个设备多了，先进了，一定是故障就要多，你要设计的好，可靠性高也照样可以保证可靠性的提高。

　　主：那么现在越来越先进的飞机，您研究的是它的寿命机体的这个部分，现在越来越先进的部分，越来越先进的飞机它的寿命跟以前的旧飞机比是不是也更长了。

　　张：应该说是这样，因为我们从机体寿命这个角度，这个它也是从几代飞机这个逐渐逐渐完善发展起来的，刚开始你像40年代、50年代设计的飞机，它基本上就不考虑疲劳寿命，后来到70年代就是开始考虑疲劳寿命，到80年代不仅考虑疲劳，还考虑损伤容限，断裂的力学的这些问题，目前我们不仅考虑疲劳，损伤容限还要考虑耐久性这方面的问题，这个呢也是随着飞机的发展不断往前发展的。

　　主：那您所了解寿命最长的飞机是有多长时间。

　　张：这个军机和民机还是不一样的。

　　主：军机呢。

　　张：军机通常现在这个不同国家也不一样，像美国有六千、八千的这都有。

　　主：在您自己了解的这个就是接触过的飞机和了解到的，各个国家这样的飞机当中，作为一个飞机方面的某一个领域的专家，您自己最喜欢的飞机是什么样的呢？

　　张：要从搞这个延寿的角度，我们倒喜欢搞飞机，因为老飞机呢它已经飞了一段，它的寿命潜力已经挖掉一大块了，那剩余还有多少剩余寿命，这个我们做起来呢就更有味道了，就更乐意做，但是你从这个研制新飞机这个角度呢，这个老飞机他就不感兴趣，但是我们这个领域老飞机是我们工作的对象。

　　主：您刚才说到对这个老飞机有兴趣，觉得研究更有味道，那么在您现在了解当中，就是世界上哪一款飞机，那么到现在为止是这个寿命最长，而同时又有这样一个战斗能力的飞机的一种。

　　张：我们国家现在的最老的可能就是我们刚开始定寿的5米格，从苏联引进的5米格15飞机，这个飞机是老的，但是这部分飞机基本上都淘汰了，已经没有了。

　　主：就像您当时大学毕业学的是飞机设计专业的话，假如说您今天有机会来做一个飞机的设计师，那您会愿意去设计一种什么样的飞机？

　　张：这个就很难说了，这个就不好假设了，当时这个刚毕业就是20几岁，现在都快70了，这就很难去假设再重新去做总设计师。

　　主：那如果说现在有机会的话，您想做什么呢？

　　张：我有机会，我现在还要做我的这个寿命研究，我今后，我今年是68，身体还可以，如果能允许的话我是准备把今后的，我们国家飞机的日历寿命问题把它解决。