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简单飞机冰岛在哪(4年,21天,86分钟……深度了解ARJ21冰岛大侧风试飞)

更新时间:2022-11-10 06:06:26

简单飞机冰岛在哪(4年,21天,86分钟……深度了解ARJ21冰岛大侧风试飞)

简单飞机冰岛在哪(4年,21天,86分钟……深度了解ARJ21冰岛大侧风试飞)

2018年3月26日,冰岛凯夫拉维克国际机场19号跑道的天空上,出现了一道彩虹,好似水门在迎接刚刚完成侧风包线扩展审定试飞第一个起落的ARJ21-700飞机104架机。追风4年,等待21天,ARJ21-700飞机用86分钟的飞行,漂亮地展现了在大侧风特殊气象条件下平稳起降的性能,标志着ARJ21-700飞机全面解除运行环境限制,也是全体参试人员向中国商飞公司成立10周年献上的厚礼。

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深度

时隔4年,为何重返冰岛

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2018年3月5日,这个戊戌年的正月十五刚刚过去,由中国商飞公司和中国飞行试验研究院共同组成的ARJ21飞机冰岛大侧风试飞联合外场试验队的队员们已在此前陆续到达冰岛。这一天,联合外场试验队的试飞工作正式拉开帷幕。ARJ21飞机将在今天完成国际转场最后一站的飞行,到达冰岛凯夫拉维克国际机场,准备在这里捕捉国内历时4年没有等到的“大风天”。

当天,冰岛当地时间9点59分,ARJ21飞机104架机从挪威卑尔根机场起飞,经过2小时19分的飞行,于12点18分落地冰岛凯夫拉维克机场。这是ARJ21飞机104架机第二次与凯夫拉维克国际机场的跑道亲密接触。上一次,是4年前的ARJ21飞机北美自然结冰试飞。当时,ARJ21飞机已经在加拿大圆满完成自然结冰试飞,从加拿大东北部的大堰湾库斯贝出发经格陵兰岛,到达冰岛凯夫拉维克国际机场,飞机落地,加油,接着继续飞往下一站挪威奥斯陆。

两次都驾驶着ARJ21飞机进行国际转场的赵鹏对冰岛的大风印象深刻:“那天飞机落了之后,滑行很久,停下,手刹拉上,轮档挡好,感觉飞机还有一点晃。下了飞机去推工作梯,要三个人一起推。我记得那天降落时报的是全风,60-65节,所以冰岛的大风在那一次就给我留下了很深刻的印象。”

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许多人不能理解的是,已经取得型号合格证、投入商业载客运营,ARJ21飞机为什么还要试飞?而且还是专门飞出国门试飞?

抗侧风能力是飞机一项非常重要的性能,飞机能够在多大的侧风气象条件下安全起飞和降落必须通过试验试飞来验证。ARJ21飞机在取得型号合格证的时候已完成大侧风审定试飞科目,根据适航条款,验证到侧风22节条件下飞机的起飞和着陆能力。不过,ARJ21飞机在设计时,其抗侧风能力的目标值是30节侧风条件下起飞和27节侧风条件下着陆。也就意味着,ARJ21飞机是有能力在更大侧风条件下安全地起降。那么,为什么在取证前不去验证这个目标值呢?

付琳是上飞院ARJ21飞机的副主任设计师,她告诉记者:“ 从2010年到2013年这4年,我们基本上每年花一个月到两个月的时间,根据气象调研得出的最大风季时间,到甘肃省嘉峪关机场去飞。但是那里机场跑道只有一条,并且是避开正侧风去修的,这也是国内机场跑道的普遍模式,这就导致试飞需要的侧风条件比较少。而且从那4年的经验看,基本上大于20节以上的风,就很容易吹起来风沙,这就影响发动机,没有办法进行试飞。”此前,ARJ21飞机验证到22节的侧风条件已经是4年试飞过程中遇到的最好气象条件了。

受制于国内气象条件和环境限制的ARJ21团队没有放弃。中国商飞公司ARJ21飞机项目办公室主任谢灿军透露:“ 取证完成后我们一直希望把这个限制打开,当时一个方面想在国内有没有可能的天气,另一个方面就是想到能不能到国外去抓。”最终,ARJ21项目团队将视线转向了国外。

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冰岛凯夫拉维克国际机场拥有全球为数不多的东西、南北两条“十”字形跑道。机场建设之初,因为其所处地理环境常年有大风,且受各种气象和地理因素的影响,没有固定的风向。因此,为了保证飞机全天在机场正常起降,凯夫拉维克机场设计了两条跑道。日常民航飞机在飞行的时候,可以根据风向,选择侧风风速较小的跑道起降。另一方面,对于试飞飞机来说,就可以选择侧风风速大的跑道来验证飞机性能。冰岛凯夫拉维克国际机场的确是国际上民机制造商进行新机型大侧风试飞的热门地点。

2016年,ARJ21项目团队正式启动冰岛侧风包线扩展试飞工作,因凯夫拉维克国际机场跑道2016、2017年维修,最终定在了2018年进行试验试飞。

等待21天,大风还会来吗

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“根据气象数据预测,11号将会出现一次25节的大风……”“14号的风速有可能可以满足试验条件……”“下一个可能的时间是18或19号……”中国商飞公司试飞中心气象台台长蒋瑜是此次联合试验团队中的气象专家,在冰岛的日子里,她无疑是整个团队的“网红”。天气是这一次试飞最核心的因素,每天早晚两份由她编制的《冰岛大侧风试飞天气专报》几乎是每一个试验队员每天最关注的文件。

蒋瑜和她的团队在试飞前,对冰岛凯夫拉维克机场过去10年的气象数据进行分析,最终结论最佳试飞时间是每年的11月至来年4月。但是因为冰岛地处北半球高纬度地区,从11月下半月到来年2月上半月,白天的时间非常短,所以3月和4月就成为了最佳的大侧风试飞时间。

然而,今年冰岛的天气给ARJ21联合试验团队开了个玩笑。从3月5日到达冰岛起的21天时间里,ARJ21飞机已经进行了16个架次29小时51分钟的机场适应性和侧风训练飞行。其中,除了3月16日出现了一次22节以上的风速条件,其余时间的风速都远远不能满足这一次的目标。

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着急吗?听到记者的疑问,试验队员的回答都是一致的:“习惯了,耐心等呗。”已经有了4年等风经历的付琳更是一点都不焦虑:“以前在国内飞的时候,很多时候连着好几天,每天起来看着窗外的小树一动不动,那个时候是很焦虑的。在冰岛,起码每天都是有风的,只是试验需要的大风一直没有而已。”

30节的风是多大呢?1节换算一下差不多是0.514米/秒,粗略估算,30节的大风就是15米/秒。这个风速对比我们生活中常说的风力等级,相当于7级的风。在这样的大风天气下,人如果在室外迎风走已经是非常不方便了。

这样的风对飞机的起降有什么影响?不妨想象一下人在室外行走时有风与无风的状态。如果在路上走的时候,一直有大风持续地从一侧面吹向你,这样走起路来就会不太稳,如果想要走一条直线也很困难。对飞机来说也是一样,在30节大侧风的条件下,也就是说始终有大风以一定角度对着飞机的一侧吹,那么飞机从一定高度朝向跑道降落的过程中,是否能够一边承受大风,一边对准跑道平稳地降落,无疑十分考验飞机的操纵性和稳定性。

ARJ21飞机总设计师陈勇告诉记者,这一次大侧风试飞主要验证飞机两个方面的能力:“一个是在起飞和着陆两个场景下,能否在不需要借助飞行员特别高飞行技巧的情况下让飞机平稳地着陆和起飞?这主要由飞机方向舵的操纵权限和飞机的副翼操纵权限来决定的。另一个方面就是,在大侧风起飞着陆包括地面操作的条件下,飞机的动力装置,发动机、APU,会不会因为侧风的影响而出现不正常运转的现象?”

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为了让飞机以最好的状态迎接侧风,等待期间,整个联合试验团队并没有闲着,始终保持着飞行的工作状态,即使大雪、降雨也没有休息,用一次次地演练来验证飞行试验组织能力、机组配合程度等,时刻准备着,有风就能飞。

飞行86分钟,ARJ21表现如何

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冰岛凯夫拉维克国际机场平均每天有100个航班起降,6点到9点,13点30分到18点是这里最繁忙的时段。因此,机场从安全角度考虑,允许ARJ21飞机的试飞时间是9点到13点30分。

2018年3月26日,这是ARJ21飞机到达冰岛凯夫拉维克国际机场的第22天,根据气象专报信息,这一天9点至13点间,凯夫拉维克国际机场19号跑道将会有31至36节的正侧风。根据计划,ARJ21飞机今天将执行6次起落,这一次飞行,飞机是什么构型,何种天气执行什么试验点,每个岗位的人员要做什么,飞行期间谁设置什么,谁做什么,谁观察什么,谁汇报什么……联合试验团队在前几天的筹备中,几乎将这6个起落期间的工作细化到每一分钟。

26日9点前,与19号跑道呈90度角的10号跑道上,一架接一架的民航飞机从这里起飞。跑道边,ARJ21飞机104架机正等待起飞。试飞员赵志强、陈明保持着与塔台和指挥室的密切沟通;试飞工程师屈展文、朱卫东、梁远东再一次交流了任务分工和飞行计划,同时机上测试系统做最后的检查。

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局方试飞员赵志强作为审定试飞代表坐左座:“我们差不多提前了20分钟就滑到跑道边,一边跟塔台沟通,等待9点钟放行,另一边是跟指挥室沟通,当时风速稍微有点小,建议再等一等。”

赵志强口中的风速小在人体感受上已经快要到极限了。机场内,联合试验团队办公室外停着的通勤车辆已经被大风吹得有一些摇晃。人在室外行走,每一步都要小心翼翼,生怕一脚不稳就北风吹跑了。侧风风速大的凯夫拉维克国际机场19号跑道,一直空闲着没有飞机起降。但是,对于ARJ21飞机来说,离平均30节的侧风条件,还差一点点。

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9点整,凯夫拉维克机场3054米长的19号跑道上,一架飞机滑跑、加速、抬头、起飞,在空中转了个弯,消失在云层中。10多分钟后,同样的方向,这架飞机从北向南,朝着19号跑道,迎着风,越来越低,着陆,反推打开,减速……ARJ21飞机大侧风包线扩展审定试飞第一个起降完成。最终试验数据显示,这一次起降,起飞平均正侧风风速32.5节,最大阵风39节;降落平均正侧风风速32.0节,最大阵风38.3节。这个结果已经超出了试验目标值。

“第一个起降顺利完成,我们对飞机一些响应、机组的配合、准备的充分程度有更大的信心,后面几次风速比较大的情况下还是很有把握去完成这些试验点。”赵志强和试飞院试飞员陈明完成第一个落地后,驾驶ARJ21飞机掉头、滑行到跑道另一端、再掉头对准跑道——第2次起飞开始。

“B001Q,风120度45节,阵风65节,跑道19,可以落地。”

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10点26分,ARJ21飞机当天第6次降落凯夫拉维克机场,计划的6个起落顺利完成。指挥室内瞬间响起了掌声。几分钟后,窗外下起了冰雹,伴着大风,小冰晶打得人脸都是疼的。

8个小时后,经过试验团队紧张地数据处理,计算出当天起飞时平均侧风速度为29.7至39.7节,着陆时平均侧风速度为29.3至37.7节,超过预期的起飞30节着陆27节风速目标。当天晚上,试验数据通过适航审查会议审查认可,大侧风操稳、动力装置试验点成功完成。至此,ARJ21飞机最后一项特殊气象环境运行限制被解除,飞机具备了在高原、高寒、高温高湿、自然结冰以及大侧风等全部特殊气象环境下的运营能力。

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在航后讲评会上,赵志强总结道:“今天飞行时的风速其实已经超出原计划的目标数值,但是我们试飞不是冒险,而是在科学分析基础上的判断。这一次试飞成功地完成,离不开团队里工程、气象、测试、机务等各个岗位工作人员的专业技术和默契配合。”

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这一次试验试飞是ARJ21飞机第二次飞出国门验证特殊气象条件下飞机的性能。在短短的86分钟里,这一支专业的团队以从容的态度,没有浪费一分钟时间,把握住了短暂的气象窗口,成功采集到试验数据。结果显示,起飞阶段正侧风最大瞬时风速47.4节,平均风速38.4节,着陆阶段最大瞬时风速48.7节,平均风速35.2节,高出国外同类飞机30%,与国际主流干线飞机相当,展现了飞机优异的性能。

这既证明了ARJ21飞机具备大侧风条件下安全、平稳起降的性能,也展示了机组过硬的素质,更展现了这一支民机试飞团队一流的能力。同时,局方试飞员及审查人员的全程参与,积累了大侧风条件下审定试飞经验,更加综合地对飞机的抗侧风能力进行评判,确保航空公司安全运营。

正如中国民航上海审定中心副主任揭裕文所说:“因为一款好飞机不是简单通过设计出来的,一定要走向市场,通过市场的反馈持续优化,不断完善。”

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投入航线运行近两年

ARJ21飞机在民航客机队伍里

还是个处于成长期的“小朋友”

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为了更好地满足客户的需求

提升飞机的品质

中国商飞还将不断地

根据客户的反馈和航线运营情况

持续开展设计优化工作

把ARJ21飞机打造成一款

航空公司爱买,飞行员爱飞,乘客爱坐的好飞机

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摄影|颜康植

编辑|李琰

校对|孙力

出品|中国商飞新闻中心

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