——记西北工业大学副研究员周金华

朱 悦

航空发动机被誉为“现代工业皇冠上的明珠”，是衡量一个国家综合科技水平、科技工业基础实力和综合国力的重要标志之一。几十年前，中国航空发动机工业曾是一片空白，在领域内被称为“心脏病”。为了打破这一现状，我国航空发动机行业通过引进技术、产品改良、技术创新等方式，建立了较为完备的发动机产业体系。但令人担忧的是，现如今航空发动机集成诸多现代工业的核心技术仍只掌握在少数国家手中。

航空发动机系统十分复杂，每一个零部件都与其最终的性能呈现息息相关。为了打破这一现状，西北工业大学（以下简称“西工大”）副研究员周金华多年来和所在团队成员深耕在复杂薄壁构件数字化制造与智能制造、航空发动机关键构件高性能切削理论与技术、薄壁结构切削残余应力及变形控制理论与方法等方向的研究中，为航空发动机零件制造提供了一系列关键技术支撑。身为千千万万航空航天科研工作者中的一员，周金华矢志通过科研匠心守护好祖国的航空“心脏”，使其更好地为我国航空工业发展保驾护航。

少时理想伴随终生

1984年，周金华出生在广西桂林的一个小山村。小时候，每当天空上有飞机飞过，周金华总是忍不住抬头仰望。从那时开始，神秘的飞行器就激起了周金华极大的好奇心。随着年龄的增长，从事航空研究的梦想在周金华心里慢慢生根。功夫不负有心人，2005年9月周金华以优异的成绩考入西工大机电学院飞行器制造工程专业，从此与航空发动机领域研究结下了不解之缘。

大学4年，周金华在航空发动机领域研究中积累了扎实的专业基础。为了能在专业领域持续深耕，本科毕业后，他选择留在本校继续攻读航空宇航制造工程硕士学位。研究生阶段，周金华接触到了生物增材制造等领域的前沿技术，在计算流体力学研究中打下了坚实的基础。虽然这一时期的学习与本科阶段所接触的领域不同，但在这段宝贵的科研经历中，周金华吸收了流体力学、固体力学等方向知识，也无形中为他今后深入到航空发动机制造领域研究打下了扎实的科研根基。

从一个前沿到另一个前沿，周金华对于飞行器制造领域研究的热爱只增不减。研究生毕业后，他决心回到自己的“老本行”，深入到与飞行器制造更为紧密的研究工作中，开展更多创新性探索。为了能够更早地接触到相关项目的研究工作，周金华提早半年就进入了博士阶段的课题组，因其勤学的科研态度，以及扎实的科研功底，周金华很快被导师委以重任，担当一项先进航空发动机机匣精密加工项目的技术负责人。在这一过程中，他领导团队成员对相关制造技术进行了一系列改进，大大提升了其制造精度及加工效率。为了将相关研究工作与产业应用相结合，周金华还深入发动机企业一线，与企业工程师进行面对面沟通，通过对发动机零部件的生产、加工问题进行调研，他顺利得到了产业一线的一手资料。在这一项目的实践过程中，周金华的独立思考能力及解决工程问题的能力均得到了大幅度提升，其科研理论与工程实践相结合的思想也越发成熟。

突破国产航空发动机技术壁垒

远离家乡扎根西北十几载，激励周金华砥砺前行的便是其始终如一的航空科研梦。长期以来，西工大“公诚勇毅”的校训无时无刻不影响和熏陶着像周金华一样的西工大学子，投身于国家重大战略研究中，实现自己的人生价值。面向航空发动机长寿命、高可靠发展的“卡脖子”问题，周金华始终认为：“制造国产大飞机不能只搞一个飞机壳子，必须把飞机的‘心脏’搞出来，这样才不会受制于人。”

近些年来，随着国家航空领域科技水平的提高，国产新一代高性能航空发动机自主研制过程中开始普遍采用新材料与新结构，其中包含了大量的复杂薄壁构件，对其制造品质要求越来越高。而在这一情况下，科研人员必须提升相关研究技术水平才能达到预期目标。

大尺寸复合材料风扇叶片作为先进大涵道比涡扇航空发动机的关键部件之一，能有效降低发动机的重量，但由于复合材料自身抗冲击能力较差，往往需要在叶片前缘采用金属加强边对其进行保护。近年来，周金华及其团队就针对国产高性能大涵道比涡扇航空发动机前缘金属加强边构件的研制，开展了一系列技术攻关。前缘金属加强边属于典型的大尺寸超薄壁结构，内腔是集深、窄、狭长、扭曲等难加工特征于一体的V型结构，这对制造工艺提出了新的挑战。为了攻克这一难题，周金华和团队成员们不得不从零开始，进行科研攻关。一般来说，零件加工需要全天24小时运转，为了保障这一过程不出现任何问题，周金华和团队成员经常要彻夜守候在机器旁，虽然辛苦，但热爱、责任感和使命感，让周金华始终乐在其中。

功夫不负有心人，最终周金华团队针对薄壁结构变形难控制的问题，提出了一种面向残余应力变形的非对称工艺控制方法；形成了从基础研究到技术创新的产学研合作模式，并在工厂完成批量生产，零件加工质量稳定。从最初的技术雏形，到最后实现了加工精度和效率的双提升，这一研究突破了国外的技术壁垒，攻克了相关核心技术，有力支持了国产高性能大涵道比涡扇航空发动机的研制。

科研不能纸上谈兵，想要真正发现科研问题，就要深入到企业一线去。从2019年开始，周金华前往产业一线做了大量调研工作。他发现：我国高温合金高压压气机整体叶盘的复杂薄壁叶片加工变形大、效率低、精度难以达到设计要求，严重影响压气机的气动性能、寿命和可靠性。

为了改变这一现状，周金华带领团队成员围绕高温合金整体叶盘叶片铣削残余应力变形问题，在揭示高温合金材料多轴高速铣削残余应力形成机理的基础上，建立了叶片强时变工况铣削残余应力的三维分布模型，实现零件设计公差约束下的铣削工艺参数域的反演设计。研究成果为我国新一代航空发动机整体叶盘叶片的高精高效高速加工提供了基础模型与关键技术支持。

团队共辟科研创新未来

滴水难成海，独木难成林。科研成果背后，周金华始终未曾忘记与自己并肩前行的科研团队。周金华所在的工信部航空发动机先进制造技术国防科技创新团队，主要依托于航空发动机高性能制造工信部重点实验室、航空发动机先进制造技术教育部工程研究中心。多年来，团队在复杂结构精确成形与制坯、复杂薄壁结构高效精密加工、关键构件抗疲劳制造和制造过程智能控制4个主要研究方向上形成了独特技术优势，面向航空发动机结构—材料—工艺一体化发展需求，取得一批高水平成果。

从事科研十几年来，周金华的成长和蜕变与团队的培养息息相关。虽然在团队，每个人的分工不同、主攻的科研方向也不同，但团队成员始终紧密团结在一起，向着国民经济实际急需解决的一些“卡脖子”问题展开攻关，而与团队成员们向着一个目标共同攻关的过程中，周金华的科研价值也得到了最大实现。

当前，我国航空发动机事业挑战依然巨大。在周金华看来，航空人还须脚踏实地，一步一个脚印提高我国航空发动机的研制能力。对于科研，他始终抱有一种自由探索的开放态度。在他看来，科研人员要敢于走出去接触，学习更多前沿科研技术，为航空技术创新及航空发动机零件的制造注入更多新的思想。展望未来，在和团队成员们围绕复杂薄壁结构高速铣削残余应力变形控制、多轴加工过程在线监测与调控等方向开展相关研究工作之外，周金华还将在增减材制造方向开展大量科研探索，努力将更多与传统制造截然不同的前沿技术引入航空发动机的零件制造中。他相信在祖国航空人的共同努力下，我国的航空发动机事业必将会迈上新的台阶，而他甘愿做其中的筑路者。

（责编：张闻）