ARJ21-700國產支線飛機自然結冰審定試飛首獲成功
“四年追云逐雪事,一朝夢圓報國家”是ARJ21項目總指揮羅榮懷的感慨。對于ARJ21項目本身來說,北美之行攻克了取證路上的“攔路虎”。對于中國民機產業的發展來說,此次走出國門完成試驗,則為后續機型完成特殊氣象試飛任務開辟了新的道路。
4月28日,國產支線飛機ARJ21-700試驗機104架機經過長途跋涉,飛越1.6萬公里回到了陜西閻良試飛基地。這架飛機剛剛在加拿大溫莎機場成功完成了自然結冰試飛試驗,這不僅是中國航空史上大型噴氣式客機首次獲得自然結冰試飛成功,也是中國自主研制的支線客機第一次飛出國門開展特殊氣象條件下的試驗試飛。這是我國飛機適航取證之路上,具有里程碑意義的重大跨越。
審定路上一條 “攔路虎”
民機自然結冰試飛,是世界航空界公認的難題和挑戰,也一直是ARJ21-700支線客機項目適航取證試飛中的“攔路虎”。在北美期間,中國民航首次完全按照CCAR25部附錄C條款的要求完成了自然結冰局方審定試飛。這表明ARJ21-700飛機在按規章要求的結冰條件下能安全有效地運行,也體現了我國在民機試飛領域的突破,進一步提高了試飛團隊的能力。
中國民航CCAR25部明確規定,民用運輸機必須在極其苛刻的特殊氣象條件下進行自然結冰的試驗試飛。其目的在于,檢測飛機的機翼、風擋、發動機短艙等部位的防冰與除冰功能,是否能夠保證飛機的活動面在嚴酷的自然條件下正常工作。
這樣的規定是在“血”的教訓基礎上設定的,世界范圍內有過多次因機身結冰造成的空難。美國聯邦航空局(FAA)的一項統計資料顯示,每年全球約有30起因機身結冰引發的安全事故。其中,1994年10月31日,西蒙斯航空公司一架飛機,由于在積冰的氣象條件下飛行了30分鐘,突然失速并從大約10000英尺的高度墜落,機上68人全部罹難。2002年12月21日,臺灣復興航空的一架飛機由于機翼嚴重結冰而失速墜海。結冰問題一直是飛機制造商和適航當局最為關注的安全問題。
目前,ARJ21-700支線客機項目已經進入交付前的最后沖刺階段。局方適航審定試飛已經完成了顫振、失速、最小離地速度等高風險關鍵科目的試飛,順利進行了特種氣象條件下的大側風、高原、高溫高寒等高難度局方審定試飛,并一直將2014年年內取得CAAC型號合格證作為項目的奮斗目標。但是,自然結冰試飛一直是橫在試飛團隊面前的“攔路虎”,4年沒有突破。而該困難的存在,僅僅是因為國內難以捕捉到滿足適航條款結冰條件的氣象條件。
新疆“追云”多年而不得
從2010年開始,每年2月~3月和11月,ARJ21-700飛機的試飛團隊都要飛赴烏魯木齊開展自然結冰試飛。但經過多年努力,只在2012年3月9日完成一小部分試飛科目。根據國內氣象分析,烏魯木齊上空是我國最有希望獲得自然結冰天氣的地區,而試飛團隊在那里找了將近4年也沒找到。據介紹,對于自然結冰試飛條件可以簡單概括為兩點:一是該處水汽含量足,范圍廣,容易找到適合的連續結冰條件;二是空氣質量好,風沙、粉塵等懸浮物少,過冷水滴易于存留。試飛團隊意識到:烏魯木齊地面干燥、空氣質量不佳是造成難以捕捉適合天氣的重要原因。
“在運輸飛行時,飛行員最好不要碰到結冰天氣,國內很少有這樣的結冰條件,其實對航班飛行是好事。但是試驗試飛,試飛員就需要以身犯險,去天空找云,拖著帶冰的機身完成各項試驗數據的測試任務。”局方試飛員趙志強告訴記者:“只有試飛時將危險情況試遍了,交付給航空公司的飛機才能有更大的安全裕度。”
面對飛機取證交付時間的日益臨近,“走出國門做試驗”成為必然。據ARJ21項目總指揮羅榮懷介紹,利用全球資源進行飛行試驗在民航業并不是一件新鮮事。空客A320飛機的高寒試驗是在俄羅斯完成的,大側風試驗則是在冰島完成的。但中國商飛又如何像行業巨頭那樣動用全國乃至全球資源完成這次試驗呢?
萬里逐云飛赴北美
很快,國務院、外交部、工信部、民航局都給予了“北美逐云”大力支持。中國商飛和中航工業試飛院利用3個月的時間,完成了飛機調機方案、試飛組織方案、應急排故預案、備件保障和當地入庫方案等數百份文件,為ARJ21第一次走出國門做足了功課。
3月15日,104架機從閻良起飛。3月19日,飛機從哈爾濱出境,開始從西向東穿越整個北半球,飛赴與美國交界的加拿大溫莎機場。在俄羅斯境內白令海峽西側,轉場機組遭遇到了嚴重的暴風雪,飛機不得不在原地等待了7天。飛機在俄羅斯遠東的阿納德爾附近還經受了大風、低溫、暴風雪等多種考驗。
擔任此次試飛轉場任務的飛行員趙鵬是ARJ21-700飛機首飛時的首席試飛員,也是這次北美試飛試驗隊的大隊長。他回憶說:“飛機在阿納德爾機場著陸和起飛的時候,跑道寬度的1/3、長度的1/4完全被積雪覆蓋,飛機幾乎是在雪堆上滑行著去加油的。起飛后,暴風雪再次襲來,空中的能見度很低,并伴有風切變。”然而,即便在如此復雜、惡劣的氣象條件下,飛機依然經受住了考驗,并表現出了良好的性能。
在轉場過程中,也有很歡樂的時候。在美國阿拉斯加,空中管制員對飛機表現出了極大的興趣:“你們的飛機是什么型號?”趙鵬他們就會驕傲地回答:“這是中國自主研發的國產支線噴氣客機ARJ21。”而有的空中管制員還會問:“ARJ21是什么意思?”飛行員則會向他們解釋:Advanced Regional Jet寓意這是一款21世紀先進的噴氣支線客機。如果遇上愛聊天的管制員,他們還會對飛機評價一番:“你們的飛機和波音737-800的飛行精度、巡航速度與高度幾乎相同。”
3月28日,在經歷了9天的長途飛行(另有7天停飛等待)后,ARJ21-700飛機平穩降落在加拿大溫莎機場。紅色涂裝的104架機被當地的地勤服務人員戲稱為“溫莎機場的A380”。
試飛順利 捷報頻傳
為了確保試驗順利展開,中國商飛選擇了曾經為巴航工業ERJ170/190、龐巴迪CRJ700/1000北美試飛提供氣象支持的NTI公司作為此次試驗的合作伙伴。后者在試驗中,為ARJ21飛機提供結冰氣象保障、飛行保障和與塔臺的機上無線電通信聯絡以及空域的機上申請服務。
讓局方試飛員趙志強連連稱道的是,NTI公司氣象專家的專業化服務。“我國民機事業起步較晚,以前每次航前會,氣象預報只能告訴機組結冰云所在的大致范圍,但水滴直徑、過冷水含量等決定試驗成敗的關鍵數據幾乎沒有。而此次NTI公司的氣象專家,不僅能夠詳細地預報結冰氣象出現的時間、位置和高度,還能給出水汽含量、結冰云移動軌跡等關鍵參數,甚至還能根據經驗詳細指導飛行員具體的飛行路徑,并提前準備遇上惡劣天氣時的逃離路徑。這為機組有的放矢地進行‘追云’飛行,提供了有力保障”。
雖然此前在烏魯木齊進行的多次自然結冰試驗未能完成所有試飛科目,但在這個過程中,建立起的自然結冰試飛隊伍,已經具備了強大的試飛組織與管理能力。這也讓試飛團隊一旦擁有合適的天氣,試飛科目便進展順利,幾乎每天都有捷報傳來。
其中,最具傳奇色彩的是4月8日的飛行。原本以為只有30%概率的天氣條件下,機組在空中兩次“追云逐冰”逾5個小時,就在航空油料所剩不多的情況下,憑借試飛員對出現冰型的判斷、飛機性能的掌握,果斷作出了“最后嘗試5分鐘”的決策,完成了包括未放起落架構型下的爬坡度盤旋、大坡度轉彎盤旋、光潔條件下的失速特性飛行和帶起落架條件下的大幅度盤旋在內的多項高風險操穩試飛科目任務。而飛機當時距離本場已有600海里,回程又遭遇機身脫冰不利,落地時飛機剩油僅有1.6噸。這次試飛之后,困擾了項目團隊4年的自然結冰試驗所有局方審定試飛項目,圓滿完成。
項目一小步 產業一大步
“四年追云逐雪事,一朝夢圓報國家”是ARJ21項目總指揮羅榮懷的感慨。對于ARJ21項目本身來說,北美之行攻克了取證路上的“攔路虎”。對于中國民機產業的發展來說,此次走出國門完成試驗,則為后續機型完成特殊氣象試飛任務開辟了新的道路。同時,此次環球飛行,ARJ21也向世界展示了中國民機產業的新面貌。這在項目上也許只是一個試驗節點,而對于我國民機產業則意義重大。
試驗的順利完成,一方面,標志著新支線飛機具備了在極端惡劣天氣條件下安全運營的能力;另一方面,也標志著申請人和局方完全掌握了自然結冰試飛領域的相關技術。對于中國民航的適航審定試飛團隊而言,進一步提高了試飛團隊從組織、準備、實施、決策到分析、判斷等各方面能力。趙志強說,這次試飛是一次安全、順利、成功的試驗,是我國民機試飛領域的又一個突破。但成績的取得,是全體參試人員共同努力的結果。局方7位參試人員是:趙志強、徐駿馳、周成剛、李紅琳、路遙、李英和楊子洲。
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