50克，是1个鸡蛋的重量，是8枚硬币的重量，也是10张A4纸的重量。而对于上飞院纸桥承重挑战赛的参赛选手们来说，50克重的纸桥是创意和智慧的结晶，也是缜密构思和反复试验的成果，更是精益求精的“工匠精神”的象征。
近日，上飞院举办 “纸桥承重挑战赛”，寻找载重比最大的纸桥设计方案。设计师们利用周末、晚间的时间，研究纸桥受力形式，选择最优结构设计，不仅为繁重的工作解乏，也从另一个侧面进一步领悟到飞机减重的重要。
50克的纸桥承载了100千克的重量
大巧不工
不动如山
承重奖评比是这次承重挑战赛的重头戏，参赛者们带着自己不到50克重的纸桥，载上十几甚至几十千克的重物，挑战承重极限。尽管纸桥的结构多种多样，获得最大载重量的纸桥却有着不太起眼的外形。结实的桥墩，厚实的桥面，外表上看似没有太多几何结构运用的纸桥，在承重几十公斤的状态下还纹丝不动。
这座42.7克重的纸桥最终的载重量定格为100.7千克！要不是连接处的胶水不堪重负，完全没有变型的桥体可能还能承载更多的重量。而“大巧不工”的外型之下，包裹在粗壮桥面桥墩之内的，则是对于蜂窝结构的合理运用。
蜂窝结构由一个个正六边形边对边排列组合而成。而这座纸桥桥面桥墩的内部，是由一个个卷好的圆筒紧密排列而成，近似于蜂窝结构。蜂窝结构在力学性能中的最大优势，就在于自上而下的力通过每层蜂窝的传递，都会向两边分散，实现整体的高强度。
不仅如此，通过将蜂窝结构作为芯，增加蜂窝层数来增加厚度，再加上上下两张纸的表板，形成了蜂窝夹层结构，更是加强了桥面的刚性，这也是桥面始终纹丝不动的奥秘。
在保证强度的同时，蜂窝结构还因所需材料简、容积大的特性，能达到轻量化和保温的作用。因此，在航空工业中，蜂窝夹层结构也被广泛运用于翼面、舱面等，达到强度和重量之间的平衡。
“斤斤计较”
精益求精
如果高性能是对工程师们永恒的要求，那么在保证高性能的前提下，尽可能地增加经济性，则是更高的挑战。在本次承重奖评比过程中，载重量并不是唯一的评判标准，载重量除以桥体重量的载重比才是决定性的指标。
有着同样结实的外形、采用同样的蜂窝夹层结构、全场最轻、重量仅为29.9克的“向阳河桥”，却成功载重75.9千克，载重比达到了惊人的1：2538！轻量化做到如此程度，蜂窝结构的运用功不可没，但更重要的是设计师们为这座纸桥所投入的精力和心血。
在领奖时，“向阳河桥”队的队长李振提到，这座纸桥的诞生首先是经过了缜密的计算和设计，然后是对于原材料——A4纸的精挑细选，制作工艺上在胶水的基础上还使用了高温加固，最后对零件分别测试，再对部件分别测试，听上去貌似简单的整个制作过程却历时整整两天！
在航空工业中，对于轻量化的追求也是如此。无论是开发新的材料和结构，还是在制造过程中省去一切多余的材料，都需要设计师和工程师不懈的努力，去争取减去哪怕只有1克的重量。对于有些部件，一些改变可能效果微乎其微，但是再细微的效果，如果能够积少成多，也能为整体提升添一分力。
这座承重比第一的纸桥就是很好的例子。对于A4纸的挑选，和对整体的加固，可能单独看来并不会让那么轻的纸桥增加多少强度，但是这些努力叠加起来，就能取得显著的成果。飞机设计师和工程师为了这些细微效果的努力和追求，就是“工匠精神”的体现——哪怕能够做到有一点点改进，只要条件允许，就一定要争取做到做好。
“颜值担当”
人气为王
此次大赛还有一个特别奖项：外观设计奖。为了能使自己的作品获得更高的人气，参加外观奖评比的选手们发挥奇思妙想，展示了各种各样的纸桥设计。
有的抛弃常规，在桥的两边采用了单独的设计，保持整体对称的同时增强了立体感；有的在桥体上装饰了丰富多彩的图案，十分引人注目；有的在桥上拉起了横幅，为“三大战役”打气。通过微信平台，以及现场观众和参赛选手的投票，最终夺得第一的“颜值担当”——“上飞霓光”获得了一千多票，而第二名的“欲戴王冠、必承其重”也有九百多票，充分体现了大家的参与热情。
在飞机设计中，虽然同时代的机体设计都较为相似，也主要为飞机性能服务，但是“颜值”在一定程度上也影响着机型的人气。像空客A350就有着圆月弯刀般的双翼，而竞争对手波音787则有着平滑机翼和鲨鱼鳍式翼端。
同样，飞机上的彩绘涂装也是重要的“颜值”加成。色彩丰富、主题明确的彩绘涂装不仅能吸引更多的关注，而且能达到增进合作、传播价值观的目的。纸桥的“颜值”决定着人气，而对于飞机制造公司以及航空公司来说，提升颜值也是市场运作中的重要环节。
在这届纸桥承重挑战赛中，选手们展示的是天马行空的想象力，对于高性能和经济性平衡的追求，和对高标准的无畏挑战。而小小的纸桥，承载的是成百上千倍的重物、上飞院员工们的积极性和对制造更好的大飞机的梦想。
通过这次比赛，也进一步提升了上飞院设计师们的能力，相信这群有创意、有追求的民机设计师们一定能助国产大飞机事业腾飞。
来源｜《大飞机报》第29期
摄影｜王贝尔
编辑｜赵翎雅
校对｜孙力
出品｜中国商飞新闻中心
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