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护航大飞机 助力中国梦!C919国产大飞机亮出适航“成绩单”
7月29日晚,一架国产C919飞机缓缓降落在山东东营胜利机场。舱门开启后,适航审定试飞员罗一鸣和试飞工程师吴浩文在完成当日试飞任务后走下舷梯,径直来到中国商飞东营试飞基地的飞行讲评室,第一时间进行试飞讲评。
再经过十几个小时的试飞,C919就将完成功能和可靠性验证,离型号取证目标越来越近,但在罗一鸣看来,型号取证只是一个阶段性的目标。“打造出既安全又舒适,让老百姓安心乘坐的大飞机,不论是审定方还是制造方都需要用精益求精的态度,持续打磨完善,以工匠精神真正将C919打造成为具有国际竞争力的‘大国重器’”。
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航后讲评,局方试飞员罗一鸣(右)、试飞工程师吴浩文(左)正在与申请人试飞工程师核实数据。
民机发展适航先行。航空制造业的历史证明,一款民机获得成功的重要标志是其安全性得到民众的认可。万众期待的国产大飞机C919亦不例外,需要向民众证明其安全性,拿出符合国际标准的适航“成绩单”。作为责任审查单位,上海审定中心肩负着代表公众对飞机在交付运行前进行全面体检,确认其性能达到适航标准的职责。早在2011年初,上海审定中心就组建成立了中国首支专业从事民机适航审定的试飞团队,在ARJ21-700飞机的审定试飞中先后拿下失速速度、大侧风、自然结冰、模拟冰型、振动以及抖振边界、最大刹车能量等多个国际公认的高风险试飞科目,填补了多项国内适航审定试飞空白,为中国民机的发展与空中飞行安全奠定了坚实基础。自2021年1月22日开展C919首个审定试飞以来,不论是风险、难度极高的自然结冰、最小离地速度试飞科目,还是常规的航电、通讯导航等试飞科目,C919审定试飞团队都严格按照适航法规、标准和程序要求完成每一次试飞验证,以最专业的技术和最严谨的态度助力中国“大飞机梦”早日实现。
担当——风险共担 同题共答
67%,这是C919审定试飞中并行试飞科目所占的比例。在此前国产ARJ21-700飞机的审定试飞中,这一比例仅为31%。
并行试飞比例的大幅提升,不仅体现了C919审定试飞团队为制造方分担风险的责任担当,也显示出对于国产大飞机制造水平的信心。据试飞组组长、试飞员赵志强介绍,一般来说,审定试飞是在飞机制造方完成相应科目的表明符合性试飞后,通过重复试飞相关科目对申请方实验数据进行验证的过程。
而并行试飞则是C919审定试飞团队主动承担风险,选取一些重点科目与制造方共同完成的。在C919的并行试飞科目中,很大一部分是像自然结冰、最小离地速度(VMU)、地面最小操纵速度(VMCG)、空中最小操纵速度(VMCA)这样具有极高风险的科目。“不同于普通的飞行,试飞是高风险的工作,面临的状况也与航班运行有巨大的差别。比如失速科目,在日常模拟机训练中,飞行员一般听到失速告警就会做改出操作。但对于试飞员来说,告警音响起意味着该科目刚刚开始,试飞中还要按不同试验点对应的减速率继续减速,以对飞机失速相关保护的阀门值设置、气动失速安全裕度等是否满足规章要求进行验证。这对试飞员的操控水平和心理素质的要求极高,风险也是极大的。”赵志强说。如果这些高风险科目制造方和审定方都各飞一次的话,无疑将增加双方试飞员和航空器面对风险的机会。在保证严格按照适航条款完成符合性和安全性审查的前提下,C919审定试飞团队以高度的使命感,主导并开展并行审定试飞,既实现了高效审查,又有效减少了风险,同时极大降低了申请人的试飞成本,加快了试飞进度。
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7月25日,C919飞机进行功能与可靠性科目试飞,C919降落在北京大兴国际机场。
飞行试验是验证一架飞机功能是否满足规章要求的最直接有效的方法。在C919审定试飞中,试飞组共完成了226个科目、998个审定试验点的试飞工作,累计审定试飞291架次;完成功能可靠性试飞86架次,156小时。如此高强度的飞行,却仅占整个试飞工作量的15%。按照民航适航审定中心“一本计划推进、一致目标攻坚”“同题共答”的要求,C919审定试飞团队除承担审定试飞工作外,在试飞大纲、风险评估、试飞任务单的编制和审查、组织技术交底、风险评估单评审等方面也进行了大量工作。
作为一款新机型,C919采用了很多最先进的材料和技术,这也给审定工作带来了挑战。“C919采用电传操纵系统以及侧杆操纵方式。但目前国内规章基本上都是针对盘杆操纵方式制订的,两种操纵方式存在着明显的差异。”试飞组副组长、试飞工程师屈展文告诉记者。对于C919这一采用电传操纵系统的新颖独特飞机,现有的规章未包含合适的或足够的要求。为有效验证飞机的操纵品质,需要专门制定补充的安全要求,即飞机的操控稳定性专用条件,同时还要根据这些专用条件制定专门的符合性验证方法、专门的试飞方法。
在审查中,试飞团队既是出题人,也做答题人。试飞员张宇说:“试飞中发现的问题我们不仅会及时指出,还会与制造方一同面对,共同解决。通过这种同题共答的方式,帮助他们积累更多的经验,从而为今后国际取证工作打下基础。”
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7月31日,当天试飞工作结束后,局方飞行员和申请人试飞员对窗外工作人员示意。
突破——穿云寻冰 完美破题
失速、最小离地速度和自然结冰被称作C919取证试飞的三大战役。自然结冰科目本身风险就高,结冰气象环境难以捕捉则让它显得难上加难。“能否顺利完成自然结冰审定试飞对于C919顺利取证意义重大。”赵志强深有体会地说。作为审定试飞员,8年前他参与了国产ARJ21-700飞机自然结冰试验,那次经历让他记忆犹新。从2011年开始的三年间,ARJ21试飞团队在国内始终未能找到理想结冰气象环境,最终只能远赴北美五大湖地区进行试验,在国外气象专家团队的共同努力下,花了1个多月时间才完成。“如果不能自主完成自然结冰试验,将严重制约国产大飞机的取证进度”。赵志强急在心头。
据介绍,商用飞机进行连续最大结冰试验时,气象条件必须满足液态水含量在每立方米0克~0.8克,水滴直径在20微米~40微米,条件极为苛刻。ARJ21-700飞机取证后,我国在飞机自然结冰气象条件的研究方面开展了大量工作。在开展自然结冰资源飞行实测的基础上,成功确定陕西阎良具备开展自然结冰实验的气候条件。
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局方试飞员赵志强正在进行C919试飞。(图片由受访者提供)
2022年1月20日,C919飞机自然结冰审定试飞在陕西阎良正式开始。“那几天我们几乎每天都在追着云飞。”赵志强说。飞机结冰对于飞行安全的影响是巨大的,强结冰气象条件不仅对整机的防、除冰系统有很高的要求,冰还会影响飞机的气动构型,增加阻力,减小升力,破坏平衡,严重时可能造成机毁人亡的事故。在云层中可能存在符合结冰条件的水滴,也是平时航班最要避开的气象条件;一旦开始结冰后,会马上选择脱离云层。但在做自然结冰试验时,不但不能躲着云,还要找着云钻进去。更具挑战的是,在机身开始结冰后,还要继续保持在具备强结冰气象条件的云中,让冰集聚达到3英寸(约7.62厘米),之后快速爬升到更低温度的高度上,将冰冻得更结实,以保证在带着冰完成大坡度盘旋、失速等大机动试验科目时,冰不会脱落而造成试验无效。
在赵志强驾驶飞机穿云寻冰的同时,作为试飞员的“黄金搭档”,试飞工程师谯裕青坐在操作台前透过舷窗,目不转睛地观察机身结冰情况。随着结冰达到试验标准,飞机爬升穿出云层,试飞机组开始完成一系列操稳和失速科目。此时的谯裕青也如同“导演”一样,通过耳机一边向机组通报每一个要完成的任务点,一边监控着仪表台上各种数据变化,确认试飞实验的有效性。
3天时间,3个架次,累计飞行超过15小时,上百次的穿云,最终完成包括飞行品质、机翼防冰、动力装置、驾驶舱视界等多个专业与系统在内的70多个试验点,此次自然结冰试验堪称完美。
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局方试飞工程师谯裕青正在驾驶舱记录试飞数据。
“我们终于实现了由中国试飞员驾驶着国产飞机,按照自己预测的天气条件,在祖国的天空上,全部自主地完成满足国际标准要求的自然结冰实验。”在完成最后一个架次飞行并确认实验数据有效后,赵志强激动地说。
逆行——力克疫情 力挽狂澜
2021年底,C919适航审定试飞进入了攻坚阶段,但让人意想不到的是,西安、上海、北京……接连出现的疫情给试飞工作带来了挑战。逆行,成为所有试飞组成员共同的选择。
2021年12月22日晚,赵志强和谯裕青在刚刚从西安阎良完成阶段试飞工作回到上海调整还不到3天的情况下,就毅然地选择返回疫情日益严重的西安。“幸好是回来了,到达几个小时后,西安就‘封城’了,要不肯定会错过特殊气象条件的试飞窗口,整个适航审定的进程要拖延几个月”。封城后第二天,他们马上投入到试飞工作中。每天与申请方人员吃同样的饭,做同样的工作,朝着同一个目标,特殊的环境也让他们更加坚定了专心完成任务的决心。在38天的封闭工作期间,他们不仅将试飞任务完成量从不到8%提高到27%,而且完成了自然结冰和失速两个重要科目。
随着试飞任务的不断推进,逆行仍在继续。3月上海疫情急转直下,赵志强再次与试飞工程师屈展文一起离沪赴陕。两人在阎良现场高强度奋战了3个多月,先后完成最小离地速度(VMU)、模拟冰型等多个审定试飞任务。疫情趋缓后,在上海审定中心和中国商飞公司的共同努力下,被封控在上海的试飞员徐远征和试飞工程师谯裕青在火车飞机全部停运的情况下,坐十几个小时的汽车奔赴各试飞基地开展审定工作。而留在上海的试飞组副组长、试飞员张惠中和试飞工程师王岩乐、戴闰志,也陆续离家奔赴中国商飞上海飞机设计研究院,与申请人同吃同住同奋斗,保证了C919型号MOC8(模拟机试验)的高效开展。此后,时任沈阳审定中心主任、适航审定试飞员罗一鸣,适航审定中心持续适航室副主任、适航审定试飞员张宇也赶赴外场增援试飞团队,参加中低风险科目的试飞工作。
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局方试飞员张宇在进行飞行前绕机检查。
人力资源的有力补充也让试飞工作按下了“加速键”。从7%到87%,在不到8个月的时间里,试飞团队克服各种不利影响,合理调配有限人力资源,审定试飞任务完成量实现大幅提升。试飞工程师戴闰志对于那段时间高强度的工作深有感触:“从阎良到东营再到蒲城,飞行员和工程师转场于各个基地,每架次飞行我们都尽量将试验内容排得满满的,就怕耽误任何一次飞行的机会。在功能可靠性试飞期间,经常是从早上开始飞五六个航段,一直飞到深夜,一日三餐都在飞机上解决。”
在关键阶段、关键时期解决关键问题。为了保障审定试飞工作按计划完成,在民航局航空器适航审定司的领导下,中国民航适航审定中心集中系统最强的力量,投入到国产大飞机的适航审定试飞工作中。C919飞机审定试飞任务的高质量完成,不仅有效检验了民航适航审定的试飞能力,也为国产大型商用客机的审定工作积累了宝贵经验。未来,中国民航适航审定系统将不断增强审定能力,助力民航高质量发展,为民航强国建设和国产民机制造发展贡献更大的力量。(中国民航报 记者张嘉宁)
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参加C919试飞的部分局方试飞员和试飞工程师在C919飞机前合影。(本文图片除受访者提供外其他均由汪洋拍摄)
取证试飞 “试” 出安全
2022年8月1日,注册号为B-001J的C919飞机完成专项功能和可靠性试飞任务后,平稳降落在山东东营胜利机场,中国商飞东营试飞基地用民航最高礼仪“过水门”迎接国之重器。
专项功能和可靠性试飞旨在系统检查C919飞机部件与设备的功能和可靠性,是在飞机定型投入量产前,在类似交付运行的各种航线运行条件下,对飞机部件与设备的功能和可靠 性进行检验,以确保飞机、设计及其部件功能正常且在运营期间持续可靠。
C919飞机专项功能和可靠性试飞开始于2022年7月24日,局方试飞专业组和申请人试飞专业组在18个飞行日超过150小时的专项功能和可靠性试飞过程中,通过模拟航线正常运行检查 、地面专项检查(机场兼容性测试)、模拟飞行中出现的故障检查和按 PMMEL(主最低设备清单建议书)模拟带故障放行条件下的296个检查项,对C919飞机23个系统进行了功能和可靠性检查。专项功能和可靠性试飞通常是型号合格取证前的最后一次试 飞“大考”,本次C919飞机专项功能和可靠性试飞以东营胜利机场为模拟基地,航线覆盖北 京大兴、上海浦东、敦煌莫高、武汉天河、长春龙嘉等12个机场,通过高强度、高密度的专项功能可靠性试飞,对C919飞机各系统的功能和持续可靠性进行了检查,对于未来C919 飞机的成功运行起到了很好的示范作用。C919飞机是我国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机,于2017年5月5日成功首飞。2020年11月27日,C919飞机型号合格审查组签发C919项目首个型号检查核准书(TIA),C919飞机正式进入局方审定试飞阶段,并于2021年1月22日完成首个局方审定试飞。自首个审定试飞开展以来,C919飞机试飞专业组共计完成了审定试飞科目226个,审定试验点998个,累计审定试飞 291架次,共计718飞行小时;完成功能和可靠性试飞86架次、156小时。C919飞机审定试飞占全部表明符合性试飞的比例约55%,其中并行试飞比例高达67%,充分体现了C919飞机试飞专业组的责任担当和专业能力。目前,C919飞机已完成了型号合格取证前的全部审定试飞任务。(中国民航报 汪洋)
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本文、图刊登于中国民航报2022年8月31日1版、4版
原标题:《护航大飞机 助力中国梦!C919国产大飞机亮出适航“成绩单”》
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