张仲麟:C919试飞之路背后,是中国航空工业的重要突破

来源:观察者网

2022-08-02 11:04

张仲麟

张仲麟作者

民航工作者,民航业评论员

【文/观察者网专栏作者 张仲麟】

继7月23日宣布C919大飞机项目01到06架试飞机全部完成试飞任务后,在8月1日建军节当天商飞官方发布贺电庆祝C919完成了取证试飞。

这一点可能会让人有些迷惑,这C919不是说7月19号就完成试飞科目了么,还摆了个“大象漫步”来庆祝,怎么这里又有个贺C919完成取证试飞?难道是拿了适航证?

商飞庆祝C919完成所有取证试飞

得先说明下,这里的断句是:完成/取证试飞,而不是完成取证/试飞,也就是这次庆祝的是完成了一个重要的任务节点。至于7月份完成的试飞任务,是指由C919的01到06架试飞机所执行的试飞任务,也即占总试飞任务绝大部分的试飞任务,但不是全部试飞任务。C919项目的试飞科目中有一项是功能性和可靠性试飞,该项试飞要执行300飞行小时,其中包括150小时的模拟航线运行。这300小时的功能性和可靠性试飞中有一半由01-06架完成试飞,剩下的一半(也即150小时)则是由07架完成试飞。

也因此细看商飞公告可以看出区别来,7月23日宣布的是“01架到06架试飞任务完成”,而8月1日宣布的是“全部试飞任务完成”,差别就在这07架所承担的试飞任务上。而随着07架完成了试飞任务,C919的试飞之旅才算是彻底结束了——如果之后民航局没有要求补充试飞的话。

6架C-919在试飞院同框进行“大象漫步” 图自@航空物语

对C919项目来说,完成所有试飞项目是一个意义极大的节点,其重要性不亚于飞机首飞。试飞是一架飞机走完全部研发流程与定型的关键,是对飞机进行测试、采集飞行各种数据,验证各种环境下飞机可靠性以确保飞机有足够的性能与安全性的重要程序。可以说试飞就是一场全面测试飞机各项性能的考试,通过这场考试来确定飞机是否真的满足设计指标,是否真的满足适航要求,以及发现问题。如果飞机试飞中发现问题,那么还来得及进行修改与完善,但如果试飞时没发现、没解决,等飞机投入运行时才暴露出来那就会酿成种种事故与悲剧,而这在世界航空史上屡见不鲜。

最为典型的就是臭名昭著的737MAX装载的MCAS系统,在试飞中没有发现(或者说隐藏)其潜在的危险性,直接带来两起惨重空难。而对一架新飞机进行试飞考验的不仅仅是飞机的性能与质量,对主考飞机的考官(也即飞机制造商)来说也是一场考验,因为飞机的试飞与测试有着极为苛刻的要求,要全部满足考试大纲才能进行,其中就包括天气因素。目前关于C919的试飞细节尚未公布,但并不妨碍我们通过ARJ21当年的试飞之路来一窥C919的试飞。

从2008年11月ARJ21首次试飞成功之后ARJ21就开始了长达六年的试飞之旅。ARJ21的试验与试飞工作是严格按照适航要求开展的,对中国航空工业来说里面大量试验试飞项目是首次进行,一片空白。也因此在ARJ21的试验试飞过程中人员、设施、方法、判据、标准等方面也从无到有建设成了一套体系,而这套体系在C919的试验试飞中起了极大的作用。

在ARJ21的试验试飞过程中,天气因素始终是个绕不过去的坎。ARJ21在2010年的1月就开始了高寒试飞科目,用来验证极寒温度下飞机是否能够正常运转。然而根据适航要求,需要在零下四十度以下才能进行测试,非常的“靠天吃饭”,而零下四十度的天气属于可遇不可求。在2010年到2014年这五年间,ARJ21先后四次来到海拉尔追逐极寒天气进行极寒试飞,但前三次都没能遇到符合条件的天气。而到了2013年12月第四次来到海拉尔时ARJ21 03机的发动机却启动异常且因为天气过冷无法在当地修复,只能带着故障回到西安阎良完成修复后再飞回海拉尔进行高寒试飞,最终于2014年1月终于完成了高寒试飞。

你看,这高寒试飞温度高了不行温度太低了也不行,就是这么折磨人。

商飞试飞团队在海拉尔进行高寒测试

而自然结冰试飞虽然前后持续的时间比高寒试飞要短一点,但也持续了4年,最终成为了ARJ21试飞过程中著名的“跨国寻冰”。我国的适航条例CCAR25部的要求与美国FAR25部一致,其中最大结冰试验时要求大气中液态水的含量要达到每立方米0-3克且直径在15-50微米,这种苛刻的气象条件堪称悬浮在空中的湖泊。而如此苛刻的气象条件自然很难寻获。

在2011年4月到2014年2月之间ARJ21四次在新疆地区尝试寻找合适的气象条件,但始终未能遇到理想天气,四年间仅记录到一次有效数据,但是依然无法完成自然结冰试飞。直到后来在高人指点之下将目光从国内放到国外,才找到合适的试飞区域:加拿大东南部的五大湖区域。毕竟CCAR25是参考FAR25,而美国的FAR25自然是基于北美的气象条件制定。

于是2014年3月ARJ21前往加拿大进行寻冰之旅,仅仅用了几天的时间就顺利完成了此前四年都未能完成的自然结冰试验,终于给这项试飞科目圆满的画上了句号。

上述两项试验试飞项目只是ARJ21历时六年的试验试飞之路的缩影。在ARJ21的试飞中我们可以看到经验不足,可以看到设施设备不够靠人来补,也可以看到看天吃饭的无奈。然而ARJ21的一个重要作用就是给C919项目在前面趟路,而ARJ21也确实完美的完成了这个任务。300项试验任务、528个试飞科目、2942起降架次以及5257小时的试飞时间让中国航空工业发现了自己的不足并弥补上。

经验不足?现在有ARJ21的经验了。

设施设备不够?那我们造专用设备,就算赶不上ARJ21也可以给C919用。

看天吃饭?别忘了中国有句老话,人定胜天!

2014年我国在西安阎良开始建设飞机综合气候实验室,其规模与功能可以与美国麦金利实验室相媲美,用以在可以容纳整架飞机的巨大实验室内模拟地球上绝大部分极端天气及环境。ARJ21的试飞取证之所以耗时六年,等待天气是一个重要原因,而气候实验室的建成则让飞机足不出户就能完成各类设施设备及飞机机体在极端气温下的地面测试以大幅节约时间。

要严寒?零下五十度,整上!要暴风雪?安排!要狂风暴雨?这就来!风吹日晒样样能模拟,需要来多少次就多少次。当然与气候相关的试飞科目还是没法在气候实验室里完成的——毕竟我们还没造出天气控制仪来——但大量的地面测试在气候实验室这个高度可控可复现的环境下进行依然节约了大量的人力物力以及最宝贵的时间,也免去试验团队在严寒与酷暑之中苦等理想天气的艰辛。

当年ARJ21试飞团队在长沙进行高温测试,地表大气温度达到50度


C919在气候环境实验室内进行测试

极端气候下的地面测试可以在气候实验室内进行,那么极端气候下的试飞科目呢?是不是还得看天吃饭?是,也不是。说是因为我们目前依然不具备对大自然环境下的气候进行控制的能力;说不是则是因为虽然我们没法制造天气,但我们可以发现天气。

2020年11月,航空气象研究中心在试飞院挂牌成立。气象研究中心成立的任务之一就是进行特殊科目气象条件保障的研究。之所以成立这机构的原因很简单:国外疫情严重,C919没法像ARJ21一样飞加拿大进行自然结冰试飞,那就只能想办法国内就地解决了。而航空气象研究中心就是为C919保障这一试飞科目。在成立的一年后气象研究中心利用搭载专业设备的飞机在各地进行气候数据采集,在一年多的采集之后已经掌握了西安周围的气象条件与结冰情况,并总结出了结冰预测方法与数据库。

功夫不负有心人,在21年12月C919进行自然结冰测试飞行时,依靠气象研究中心强大的天气预测能力成功在空中遭遇到了自然结冰试验所需要的气象条件,给了试飞团队极大的信心。随后在22年的1月和2月试飞团队连续作战,完美的完成了自然结冰所涉及到的所有科目。而值得一提的是21年12月到22年2月西安正经历着新冠疫情,试飞院及试飞团队所处的阎良也在疫情封控区域之内。在疫情影响之下依然圆满完成了此前只有去加拿大才能完成的自然结冰试验。

国内进行自然结冰实验

在国内自行完成自然结冰试验的意义并不仅仅局限于C919完成了这一科目。正如上文所说中国民航的适航规章CCAR25部在很大程度上借鉴参考了美国FAR25部条例,甚至将一些北美特色气象条件下的要求也一起“照抄”。这一方面是因为制定CCAR25部时我国航空基础尚无法与美国相比,纵使“知其然而不知其所以然”也先借鉴了再说。但如今有着气象研究中心的丰富数据,有着C919国内自然结冰试飞成功的经验,我们完全可以在这基础上制定适合中国国情的适航条例而不用照搬国外的条例,变成“知其然,知其所以然”。

C919长达五年的取证试飞终于结束,对C919项目来说这是一场大考,民航局颁发的型号合格证将是这场考试的合格证书。而对商飞这个教练以及民航局这个考官来说,这何尝不是一次对他们的考验与锻炼?纵使有ARJ21在前面趟路,但大飞机的试飞与审定到底和支线飞机有不小的区别,有些领域依然是从零开始摸索并最终获得了喜人的成就。

详尽、符合规章的完整试验试飞流程是证明飞机可靠可用的基础,是对大飞机项目的负责也是对国家对人民负责这是必须的。历时5年试飞,总飞行小时数近万(预计)的试飞历程终将证明C919不会辜负中国人民对大飞机的期望,而这是仅有164飞行小时试飞的运十所无法做到的。

本文系观察者网独家稿件,文章内容纯属作者个人观点,不代表平台观点,未经授权,不得转载,否则将追究法律责任。关注观察者网微信guanchacn,每日阅读趣味文章。

责任编辑:张红日
C919
观察者APP,更好阅读体验

作者最近文章

08月02日 11:04

C919好消息一个接一个,分不清的看这里

07月29日 09:19

C919若拿不到欧美适航证,还能飞出去吗?

风闻24小时最热

网友推荐最新闻

俄乌冲突后下个“火药桶”在巴尔干?武契奇这样说

中石化等多家中企宣布启动自美退市,证监会回应

上半年中国赴美学生签证比疫情前少5成,“他们心有不安”

今年高温综合强度将为1961年来最强,还要热多久?

特朗普涉违反间谍法等三宗罪,FBI寻回11份机密文件

俄乌冲突后下个“火药桶”在巴尔干?武契奇这样说

中石化等多家中企宣布启动自美退市,证监会回应

东盟特快试跑,中国商品可经铁路抵达马来西亚