许多人也许会觉得奇怪,中国960万平方公里的国土,难道就没有符合自然结冰试验条件的地方吗?中国商飞为何要不远万里,远赴加拿大完成试验?这个试验究竟有多重要?
从美国联邦航空局(FAA)最新的统计资料中也许能够一窥究竟。每年全球约有30起因结冰引发的安全事故,其中1991年12月27日,斯德哥尔摩一架麦道81飞机在刚起飞后不久,两台发动机因吸入了从机翼上脱落的冰块而停车,飞机紧急迫降,在机场外着陆,机体断为三截;1994年10月31日,西蒙斯航空公司一架从印第安纳波里斯飞往芝加哥的航班,由于在利于积冰的气象条件下飞行了30分钟,突然失速并从大约10000英尺的高度坠落,机上68人全部罹难;2002年12月21日,台湾复兴航空编号为GE791的ATR72-200飞机由于机翼严重结冰而失速坠海。有鉴于此,结冰问题一直是飞机制造商和适航当局最为关注的安全问题之一。
目前,中国民航局CCAR25部明确规定,民用运输机必须在极其苛刻的特殊气象条件下进行自然结冰的试验试飞。其目的在于检测飞机的机翼、风挡、发动机短舱等部位的防冰与除冰功能是否能够保证飞机的活动面在严酷的自然条件下能正常工作。
为了满足适航当局的要求,ARJ21-700飞机从2010年开始了自然结冰试验的征程。项目研制团队曾4次奔赴新疆地窝堡机场,却仅在2012年3月19日抓住了一次符合条款规定的气候要求,完成了部分自然结冰条件下的机翼防冰、风挡防冰、短舱防冰相关的试飞内容。那么,为何这项国外申请人和局方用20~40个飞行小时即可完成的试飞科目,到我们这就成了取证路上的拦路虎呢?
一组数据也许能从侧面反映CCAR25部附录C对民用运输机实施自然结冰试飞的云层状态、大气环境温度、云层微物理参数的严苛要求:连续最大结冰试验时液态水含量在0~0.8g/m3,水滴直径在15~40微米;间断最大结冰试验时液态水含量在0~3.0g/m3,水滴直径在15~50微米。但对于新疆这么一个气候干燥的地区来说,无论从水滴直径还是液态水含量考虑,显然不是一个最佳的试验地点。但是中国商飞在向国家气象局、总参气象所咨询后,得出的结论是,综合气候、机场条件、空域管理等多个因素后,除了新疆之外,中国境内再也找不到更适合的地方了。
另一组数据,能够反映出自然结冰试验对于空域的要求。在进行操稳试验时,要求飞机机翼未防护表面在结成2~3英寸厚度的冰型后,进行45分钟的不间断飞行。且不论新疆的气候条件能否让飞机结出满足适航要求的冰型,仅45分钟的带冰飞行就需要至少十几万平方公里的空域。但由于我国空域管理十分严格,ARJ21在试飞过程中必须严格按照事先申请的航线和空域进行飞行,即使在飞行过程中,发现满足试验条件的云层,如果不在规定的空域范围,也只能“望云兴叹”,这也造成了“飞机等云”的被动局面。为了改变“守株待兔”的试验模式,2013年中国商飞联合中航工业试飞院,协调多方力量,在新疆申请了16.5万平方公里的试飞空域,并在乌鲁木齐、克拉玛依、福海三地设立监测点,实现三地联合追云试飞,这已是当今自然结冰领域最为先进的试验方法了。然而可惜的是,ARJ21依旧未能遇到满足试验条件的天气。
面对飞机取证交付时间的日益临近,“走出国门做试验”的念头在项目团队领导的脑中浮现。而事实上,这个想法早在2年前就已经有了雏形。据ARJ21项目总指挥罗荣怀介绍,利用全球资源进行飞行试验在民航业并不是一件新鲜事。以空客为例,A320的高寒试验是在俄罗斯完成的,大侧风试验则在冰岛完成。因此在国内捕捉天气无望的情况下,2012年,ARJ21项目的总设计师陈勇和首席试飞员赵鹏就曾先后赴北美和欧洲进行考察,最终选定北美地区的一个很重要原因是,FAR25部中对于自然结冰气候条件的判据是根据北美五大湖地区的气候条件制定的,而中国民航局CCAR25部在很大程度上是FAR25部的翻版。因此如果能够到该地区进行试验,寻找适合的天气自然不在话下,但真正的难点在于中国商飞将如何像行业巨头那样动用全国乃至全球资源完成这次试验。
文汇报记者 张晓鸣
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