北航气动弹性研究室（航空工业气动院王朝安诉说和风洞天平的点点滴滴）

2020年8月17日下午，气动院原天平室主任，84岁高龄的王朝安老人回到模型天平技术中心，与天平室员工分享自己工作的经历，诉说自己和风洞天平的点点滴滴。本文根据王老讲述的内容整理而来。

航校毕业，走进天平室。

气动院（沈阳院区）建所初期的气源系统

我是1959年从沈阳航校毕业的。之前念了两年半的初中，正好航校去鞍山招生，因为我家是农村的，继续完成初中学业比较困难，就应招了。我在航校念了3年，59年3月毕业。

毕业以后我本该分配到西北空气动力研究院，这个研究院在西安附近，不过那时候还没有组建。于是我便来到沈阳，在112厂待培，结果在这一呆就是几十年。

112厂第二研究室是为了搞风洞建设而专门分出来的研究室，我被分配到天平组。当时天平组中负责研究高速风洞天平的有五六个人，组长是陈传遥，南京航空学院毕业，后来到二十九基地去了。

我来到这里时正赶上FL-1风洞建设的时期。刚被分到天平室时，我其实连天平是什么都没有概念，脑子里想的是实验室里用来称质量的天平的样子，后来才发现想法不对。

626所仿制的第一台天平

70年代歼九在FL-1风洞做高速校核实验

FL-1风洞引进的是苏联人的图纸，包括洞体和测控系统，也包括天平。当时有一套天平图纸，我们就按照它来加工天平，并进行应变片粘贴和校准。我来的时候这个图纸已经在112厂的54车间加工了。

粘贴应变片

这台天平是一台纵向四分量天平，它是在59年下半年加工出来的。它是一个外式天平，除了俯仰元件，其它元件都在模型外面。

我看到这台天平和它上面复杂的测量和补偿元件感到很新奇，因为它不但能测出力的大小，还不同于普通的单分量传感器，能把作用在模型上的力和力矩分解出来，并测出力的参考点。

这时候我才意识到风洞天平绝不是当初脑子里想的称重量的秤那么简单，因为没学过相关知识，只能一点一点开始摸索。

最早天平使用的材料是30CrMnSiA，用这种材料加工天平时需要进行热处理，而热处理会带来变形，所以那时候的天平不能直接加工到最大尺寸。不像现在用的材料热处理温度低，可以直接加工到最终尺寸。当时类似的困难要比现在多很多，一个是因为刚入门，什么都不了解，另外技术上也确实有不足。像应变片、天平元件加工等都谈不到设计的层面，就是单纯的模仿，完全按照人家图纸来。

艰苦年代，却热情高涨。

天平实验室门牌

风洞刚刚建成，飞机设计单位对数据的需求就非常迫切了。那时候的口号是“摸透米格21”，因为型号单位需求迫切，我们这边实行三班倒，每班八小时，风洞一直不停。吹风车次排得很紧，经常是这边风洞还没停，那边更换条件的人员就已经就绪了。尽管设备落后，但是人员的工作情绪很高，最高车次能达到24小时吹风百十来次。

老天平

试验前，气动分析人员会把载荷的范围提供给我们，我们再根据天平的校准结果，对当时使用的四元记录仪设置初读数。记录仪上有一个打印机构，相当于一个小锤，在纸带上打点。风洞的计算班会读取纸带上的数，根据我们事先提供的天平校准结果，通过手摇计算机进行计算。每次风洞吹风完毕，就可以听到手摇计算机哗哗哗的声音，数据当时就能计算出来。

像四元记录仪这种设备在当时就很先进了。而做测压试验时，则是使用水银压力计测量压力分布，它是U型管结构，一头与大气连通。试验人员需要用相机拍出照片来读数。

那个时候正好赶上自然灾害，吃不饱饭，生活非常艰苦。每人28斤的粮食供应，放到现在可能吃不完，但在当时就是不够，因为没有副食，吃不上肉。有个一起工作的同事，喜欢几顿不吃饭，然后攒在一起吃顿饱，结果把身体都吃出毛病来了。

苏联援助，出国访学，设计出自己的天平。

苏联专家来访

61年苏联专家到沈阳来访问，在我们这里进行技术讲座，对我的启发很大。有一位苏联专家叫契明柯夫，给我们详细地介绍了应变天平的设计和计算方法。可惜后来我和同事再去苏联时这位专家已经过世了。像我们当时毕业的学生，在学校里面只是简单地学了些材料力学知识，不像在座的各位学习过弹性力学等课程。我看到你们可以很自如的用计算机获得结构的应力、应变图像，这在我们那时候可是连想都不敢想。

受苏联专家讲课的启发，我们自行设计出一台半模天平，装在FL-1风洞给机翼做试验。这也是我们着手设计的天平的开始。

设计的第二台天平是一台横向五分量全模天平。在这个天平的设计中，我们第一次应用了双向单弯曲梁结构。

不管是苏联专家讲课、出国考察，还是收集国外资料以及参加国内天平会议，天平技术的发展离不开国内外技术交流。像箔式应变片的应用、天平校准设备方法的改进，包括我们小天平的研制，都与技术交流息息相关。

天平校准台

说到校准设备，一般想到的是天平校准台。实际上，校准台所涉及到的不仅仅是天平技术。设计校准台要比设计一台天平难得多，这其中既包括天平技术，也包括机械设计、自动控制、激光、数据采集处理等，范围很大。所以当时我们和沈阳自动化研究所，沈阳航空学院，仪表所等单位进行了广泛的技术合作。

我一直在关注天平校准设备发展的情况，我了解到现在沈哈两地共有九套天平校准台，其中包括新建的滑流天平校准台，另外我们还给外单位建了许多套校准台，我想国内恐怕没有一家单位的校准设备能像我们这么齐全。

发挥优势，不忘初心，继往开来。

90年代在FL-8风洞开展的发动机动力模拟试验试验

我们现在叫“模型天平技术中心”，我不知道其他单位有没有类似的叫法，但这表明天平技术在我们院里的地位。这是我们几代天平人共同努力的结果，这个结果来自于大家的钻研，努力，共同合作。合作包括我们的内部合作和国内外交流合作，很多东西单靠一个人是不行的。

我记得第一次天平会议是77年在哈尔滨召开的，此后在沈阳和重庆等地方也开的几次会议，当时全国的风洞天平技术交流是很火热的。现在国内天平会议逐渐成为一个分支，很少有单独的会议去研究天平了，我们应该把天平会议再张罗起来。包括风洞天平手册，也都是很老的版本了，几十年过去了，我们可以在国内牵头再编写一版。

我想这里的天平技术不落后于任何地方，属于国内先进水平，过去是这样，现在也是。