“中国制造”闪耀新加坡航展
2016年5月惊艳首飞的C919再成亮点。这项写入十九大报告的科技成果,让老百姓坐上我国自主设计制造的大飞机指日可待,其中也凝聚了诸多科研团队的心血。例如,飞行在万米高空时,空气密度很低,机舱需要密闭加压供氧,以使乘客像在地面一样舒适,听似并不复杂,实际操作起来困难重重。

“条件挺苛刻的”,带领团队研制国产客机机舱气密性检测设备控制系统的蔡茂林如是说。密闭机舱加压过程的控制要求精确,一旦加压超调,机体就会报废,同时加压过程中气温的微小变化也会对判断是否漏气造成干扰。责任重大,使命光荣,蔡茂林率队出色完成了任务,为C919、ARJ21等国产客机翱翔蓝天保驾护航。
机舱气密性检测,本质上是一种“泄漏性检测”。流量、能效和泄漏,正是“气动元件关键共性检测技术”的三大方面。小到气缸,大到机舱,莫不如是。
2018年1月8日上午,中共中央、国务院在北京隆重举行国家科学技术奖励大会。北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院蔡茂林教授团队联合北京理工大学,国家气动产品质量监督检验中心,无锡气动所有限公司等单位,共同研究提出的“气动元件关键共性检测技术及标准体系”摘得国家科技进步二等奖。
这项成果解决了我国气动元件检验检测中的多项关键技术难题,部分达到国际先进水平,提高了我国气动元件的检验检测水平,有力擎起“中国制造2025”的强国梦。
气动擎起“制造强国梦”——国家科技进步二等奖获得者蔡茂林教授
蔡茂林,北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院教授、博士生导师、气动热力储能与供能北京市重点实验室主任。长期从事压缩空气系统的功率评价、节能优化与控制、气体测量以及大规模压缩空气储能等方面的研究。

2018年蔡茂林教授团队联合北京理工大学,国家气动产品质量监督检验中心,无锡气动所有限公司等单位,共同研究提出的“气动元件关键共性检测技术及标准体系”摘得国家科技进步二等奖。蔡茂林教授率领科研团队针对缺失的检测技术和标准,研究建立了气动元件基础通用、产品、方法标准构成的具有国际先进水平的完整标准体系。天道酬勤,标准的修订和建立,方法的开创和革新,在书斋里拍脑袋是想不出来的,必须依靠大量的工业现场实验和调查,其中辛苦自不必说。项目从方案设计,历经仿真分析、模拟联调试验、真机联调试验等多环节试验、测试、验收等阶段。2011年暑期,团队驻扎到宁波,7、8月份正是酷暑难当,在简易招待所里一住就是两个月。团队白天在厂房中进行设备联调、收集试验数据,晚上在没有空调的临时会议室里聚在一起分析试验数据,仿真优化控制参数,加班到凌晨是家常便饭。2012年,项目通过验收,检测设备正式用于ARJ21型飞机的机舱气密性检测工作,也为团队科研成果提供了第一手数据。苦心人,天不负。“气动元件关键共性检测技术及标准体系”项目获发明45项、实用新型106项、软件著作权10项,出版专著1本,发表SCI论文46篇、EI论文50篇,被包括IEEE/ASME Fellow在内的学者引用307次。项目先后获得2013、2016年中国机械工业科学技术奖一等奖。
在中国近百年来的一段历史进程中,无数“海归”靠着自己的智慧和力量为祖国的建设添砖加瓦。相较于日本东京工业大学副教授岗位优越的收入和科研生活条件,蔡茂林坦言,“当时回国的条件挺艰苦的”。但他甘之如饴,为自己能有所贡献感到心潮澎湃。十余年耕耘,在学生眼里,“蔡老师是一位神一样存在的人”,“严谨得让人折服”,“每周的科研例会雷打不动”。“蔡老师一直教诲我们脚踏实地,勤勤恳恳工作,科研没有捷径,更不容含糊,实验研究必须严格遵守各元件的工况,不允许有假设和忽略。”蔡茂林教授怀揣一颗赤诚报国心,十数年如一日潜心钻研气动领域,方有今日成果“丰茂如林”。
气动元件关键共性检测技术及标准体系
北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院蔡茂林教授团队联合北京理工大学,国家气动产品质量监督检验中心,无锡气动所有限公司等单位,共同研究提出的“气动元件关键共性检测技术及标准体系”摘得国家科技进步二等奖。为C919、ARJ21等国产客机翱翔蓝天保驾护航,在相关的标准数量已赶超美国和欧盟。

“节能减排”任重道远
2006年,我国颁布“十一五”规划纲要,首次提出“单位国内生产总值能源消耗(单位GDP能耗)降低20%左右”这一量化指标。“节能减排”一词也出自纲要文本,如今已是深入人心。全球范围内,日本是气动领域最为先进的国家之一,相关标准总数最多,有68项。1997年,《京都议定书》在日本签署,旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖,节能减排逐渐成为全人类的共识。在我国,以空气压缩机为例,一年的能耗是3000多亿度电,相当于全国总用电量的6%、工业总用电量的9%。北京市一年的耗电量大概也就900亿度,这说明看似跟我们生活没有交集的“气动”,其实能耗非常大,这里面节能的空间是巨大的。工业空压系统的节能研究,是基础性科研,相关技术和标准还需要随着实践不断更新,任重道远!