追梦大飞机:从跨国寻冰到国内“破冰”

2022-10-08
新闻来源: 云南省温州商会
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自然结冰试飞,是通过试飞来验证在结冰气象条件下,飞机还能不能安全地飞行。而自然结冰试飞,又是飞机取证中的三大高风险科目之一。美国联邦航空管理局的统计数据显示,每年大约有8起因结冰导致的飞行事故。因此,国际上任何一部适航法规,都不可能忽视结冰对飞行安全带来的影响。因为C919飞机的适航审定完全对标国际标准,国产大型客机要想拿到型号合格证,就必须完成自然结冰的试飞科目。然而,在民航飞行中,极少有飞机会主动进入结冰区域。航空工业试飞中心作为“试飞国家队”,为了啃下自然结冰试飞这块硬骨头,多年来一直在锲而不舍地探索, 主动进入结冰区域去试飞。



(视频制作:总台空天逐梦融媒体创意工作室)

根据气象预报,2022年1月22日下午2点以后,陕西安康某空域会出现结冰气象,航空工业试飞中心试飞机组迅速行动,(下午)2点左右,机组到达了指定的空域。

航空工业试飞中心C919大型客机试飞员 刘帅:飞自然结冰要在云的边上慢慢绕,找薄的地方先试一试,然后一点一点往里面进入,你不可能一下就进入最严重的区域里面,我就相当于在死亡线前一步在这试探一样。

航空工业试飞中心C919大型客机试飞工程师 杜毅洁:我们要在云里面待很长很长的时间,这个过程里面四周都是一片白茫茫的,什么都看不见,全部都是被云里面的水汽包围的,好像是盲人一样的一个飞行状态,这个时候机组也是依靠仪表来操纵飞机的。

试飞机组做了三次穿云的垂直探测,但是,由于机翼上只结了一层很薄的冰,结冰效果没有达到适航取证要求的标准。

为了飞行安全,下午5点多日落之前,机组就要返航。此时已经是下午3点了。还有两个多小时,机组能不能找到结冰云层并进行飞行试验?阎良机场的气象台里,一场争分夺秒的气象会商正在进行中。

通过卫星云图、气象雷达、探空站点的资料,结合飞机的机载探头实测的数据进行分析,气象部门迅速做出了新的预报。因为有利于结冰的天气系统北移得太快,气象台建议飞机立即返回阎良机场空域进行探测。

航空工业试飞中心气象台台长 杨涛:你有可能你说是几分钟的时间,本来这边整个结冰条件还挺好的,但是过了几分钟之后,这边就完全没有结冰条件,飞机再过来已经不行了。所谓的追冰其实就是在追结冰的一个云层。

中国民机的自然结冰试飞始于ARJ21飞机。2011年到2014年,航空工业试飞中心与中国商飞公司在新疆地区组织实施了ARJ21飞机自然结冰试飞,但在四年多时间里,始终未能捕捉到理想的结冰气象。

航空工业试飞中心气象台台长 杨涛:一次次的失望,最后累积成的就是心酸,甚至怀疑自己。我记得印象很深的一次,早上过去看了整个来说湿度条件还有其他方面还是不错的,但是机组上去在我们指定区域,连云层都找不到。

2014年3月,ARJ21飞机不得不远赴北美五大湖地区进行试验。

航空工业试飞中心C919大型客机试飞副总师 丁军亮:自然结冰的适航标准,它的发源地就在北美的五大湖,美国人利用结冰探测飞机穿云穿了28000海里,才形成了这个标准。所以形成了一个认知,就是好像全球范围内只认为只有在北美五大湖才能飞成自然结冰。

在当地专家团队的协助下,困扰ARJ21适航取证长达4年之久的自然结冰试飞,仅用了1个多月就顺利结束。ARJ21飞机首席试飞员赵鹏至今仍对指导他们追冰的外国气象专家印象深刻。

航空工业试飞中心副主任 C919大型客机试飞机长 赵鹏:国外的专家能够把整个的气象条件描述得就仿佛他在云里看到了一样,告诉你云的尺寸有多大,你在云顶还是云底飞,还是在云中飞,然后这个云团大概以什么样的速度向什么方向走。我每次飞完就觉得很神奇,我就跟我们气象工作者说,这样的气象专家是我们所需要的。

C919大型客机进入适航取证阶段以后,2020年,受新冠肺炎疫情影响,赴北美五大湖地区执行自然结冰试飞的可行性微乎其微。依赖外国资源才完成的ARJ21飞机自然结冰试飞,让试飞院的试飞工程技术人员感到极其“憋屈”。中国这么大,难道就真的找不出一块适合大型飞机开展自然结冰试飞的空域?

要想不受制于人,就得自力更生。2020年12月,航空工业试飞中心被工信部确定为国产大型客机自然结冰试飞任务的牵总单位,吹响了在国内开展C919飞机自然结冰试飞攻坚战的号角。

自然结冰试飞,属于航空学与气象学的交叉学科,气象需要寻冰,而航空技术则需要“破冰”。自然结冰试飞前,能否提高结冰气象的探测能力是重中之重。航空工业试飞中心决定,先租赁一架气象飞机对中国境内的结冰资源进行探测,为C919飞机的自然结冰试飞蹚路。

航空工业试飞中心C919大型客机试飞副总师 丁军亮:我们整个就是三步走,第一步先是结冰探测飞机自己去探冰;第二步C919飞的时候,结冰探测飞机伴飞,它先进到冰里面探到有冰,然后把风险和已知要素和未知的风险排除之后,C919再进去;第三步才是C919单独去飞自然结冰。

2021年2月28日,航空工业试飞中心租赁的一架气象飞机正在陕西某空域进行探冰飞行。塔台得到消息,机组说目标空域的结冰条件非常好,但飞机进入结冰区后短短的几分钟内,塔台和机组突然失去了联系。

航空工业试飞中心气象台台长 杨涛:指挥员在进一步询问的时候,突然就没有声音了,当时大家都非常的担心和害怕。飞行事故统计来说,因为天气造成的结冰,其实它占了很大的一部分,所以大家当时都屏住了呼吸。大概过了一分多钟之后,机组才传来了给这边塔台汇报,说是要求返航。

机组降落以后,杨涛才得知,由于当时结冰速度特别快,飞机的爬升率在短短的一分多钟里下降了五分之二。机组保持平飞了一段时间,飞机才基本平稳了。

通过结冰探测飞机将近一年的飞行探测,航空工业试飞中心基本掌握了陕西、新疆等地区及周边省份的结冰资源,初步形成并检验了结冰预测、结冰气象实时监测方法,建立了结冰资源数据库。找到了结冰规律以后,探测飞机在陕西阎良空域,多次找到了符合条件的结冰源。

根据结冰气象预测,2021年12月8日,航空工业试飞中心组织了C919飞机自然结冰首次试飞。

试验机穿云4次,成功遇到了符合试验要求的结冰气象。

C919飞机首次在国内自然结冰试验获得成功,实现了中国民机领域自然结冰试验的历史性突破,监控大厅一片沸腾。

航空工业试飞中心C919大型客机试飞副总师 丁军亮:所有人都欢呼雀跃。我当时用了白居易的一首诗,表达了当时的心情,“绿蚁新醅酒,红泥小火炉。晚来天欲雪,能饮一杯无。“晚来天欲雪,就是马上要下雪了。自然结冰一定是在下雪之前才能飞成功的。能饮一杯无,我说今天是一个历史性的一天,值得纪念的一天,大家晚上一醉方休。

2022年1月20日,中国民航局开始了对C919飞机的审定试飞。到2月17日,航空工业试飞中心试飞机组和民航局审定试飞员一起,先后在陕西志丹、安康、甘肃庆阳等区域上空截获了自然结冰云区,共完成了5架次自然结冰并行审定试飞任务。

中国民用航空局C919型号合格审定试飞专业组组长 赵志强:让飞机带了三英寸的冰,来做一些包括大机动盘旋、副翼阶跃(的试飞),以及在带三英寸冰的条件下,实施的所有构型的失速试飞。

通过中国民航局审定试飞,C919飞机在机翼结冰三英寸的情况下,依然有稳定的操控能力和安全飞行的能力,自然结冰试飞圆满成功。

此后,试飞机组又攻克了最小操纵速度、最小离地速度等试飞难题,为C919飞机取证铺平了道路。

五年的试飞过程中,针对发现的问题,C919试飞团队凝心聚力、攻坚克难,如今,这些问题都得到了有效解决。

航空工业试飞中心C919大型客机试飞副总师 丁军亮:我们已经安全飞行了1530个架次了,将近4000多个小时,我认为是没问题的,而且期间暴露的很多问题都解决了。解决问题是飞行试验的职责,能发现问题才能解决问题,通过发现问题解决问题才能技术进步。只要把每一个问题解决好了,整个飞机就安全了。


来源:澎湃新闻