今天,对中国民航事业来说具有里程碑意义。
中国民用航空局今天下午在北京向中国商用飞机有限责任公司颁发了ARJ21-700飞机型号合格证。这标志着我国首款喷气支线客机通过了中国民用航空局型号合格审定,飞机设计满足保证安全的基本要求,获得了参与民用航空运输活动的“入场券”,标志着我国拥有了第一款具备航线运营资质的喷气客机。
连日来,记者深入主制造商中国商飞在上海的各个研制机构,转战取证试飞的核心区域西安阎良航空城,倾听来自飞机研制、生产、试飞、客服等各个环节员工的心声。ARJ21-700的取证之路,走得艰难,却也走得坚定。
398条审定条款逐条通过
何为适航?“说白了,是代表公众来做技术把关。”代表民航局从事适航审定工作的项目审查组组长沈小明说,适航是构成国家航空安全的重要组成部分,也是民机进入市场的通行证。
作为中国首款完全按照国际适航标准研制的涡扇喷气支线客机,ARJ21—700飞机于2002年6月14日立项,2008年11月28日实现首飞,并接受了中国民用航空局(CAAC)的全面审查。
审查包括300项地面试验,审查和批准了包含有243个试飞项目、1301个试飞点的审定试飞大纲,审定试飞累计761架次、1141小时57分钟,审查和批准了3418份符合性验证报告,共计30多万页,厚度达30米10层楼高。
按照中国民航局颁发的适航标准(《中国民用航空规章》第25部,业内简称“25部”)ARJ21须满足398条适航审定条款。“这一条里面又分好多条,都有具体的数据要求飞机必须达到的性能。到目前为止,ARJ21从2008年首飞以来一直是安全可靠的。”
沈小明对ARJ21—700飞机的一个试验印象深刻。按照事先给定的加载控制程序,飞机上的载荷要从零平稳加至100%极限载荷,并按规范要求保载3秒钟。这是飞机结构受载最为严重的一项极限载荷静力试验。“真正飞机正常受力67%的比例,做试验做到100%,CAAC适航代表全程监控并目击了试验。”
试验过程也经历了很多反复。比如,保持3秒的设置,工作人员在电脑上设置了时间,但怎么证明是3秒?“这是之前我们没料到的。这就是学习的过程,最后我们拿到专门做时间计量的单位做标定计量,才得到认可。”
中国商飞公司副总经理罗荣怀说,从飞机立项开始就申请适航证,花了12年,“我们要掌握与国际适航标准接轨的法规、条款,需要不断地学习、提高,再加上民机的关键技术有很多难关要攻克,可以说适航工作是边学习、边实践、边探索、边提高、边攻克难关的过程,因此这条路走得是非常不容易。通过这些年的研制,整个队伍包括适航审定队伍的提高,对国家来说太宝贵了。”
领一张证付昂贵“学费”
ARJ21—700飞机是由我国自主设计研制的飞机,机载设备和特设统一由国际招标,严格按25部标准办事,且接受我国适航管理部门严格审查后,才取得适航证的。适航取证要求高、程序复杂、协作单位多,难度大,但商飞人认为,ARJ21—700飞机适航取证是“自古华山一条路”,非走不可,别无选择。
为什么适航取证需要这么长时间?沈晓明解释说,我国民机研制基础薄弱,比方说我们试验设施不全、试验环境不全,像大侧风试验,我们没有这个环境要求,而且没有这样的场地,没有这样的机场,又比如自然结冰试飞,国内就很难满足这样严酷的条件。
即便是之前自主研发的运十也没有经历过适航取证的过程,大家都是在试错中成长。比如,25部里有句话是“在任何载荷情况下,飞机不得有有害的变形”,“怎么理解这句话?这句话要落实到机组就要分析,所有的载荷,这个载荷怎么来选,选多少才合适;有害的变形就要判断是在哪些部位,在什么样的情况下发生的,要把原则的变成定量化。这个探索过程非常不容易,我们也交了很多‘学费’。”
老专家刘乾酉对适航取证的过程感受很深:“几乎天天都要认识新问题,天天都要学习,我们每一步都有收获,每一步都有新的体会。试飞验证的398条条款,每一个条款验证的判据是什么,用什么方法来验证,在没做之前认识不到。一个溅水实验,要求80%的水面深度超过12.7毫米,可是我们的跑道是斜的,国内就没有符合条件的跑道,一般的雨根本就存不住,怎么解决这样的问题?这都是非常大的挑战。”
坐镇阎良的中国商飞公司西安外场试验队副大队长白永宽回忆说,一开始好多实验根本不知道怎么做,比如防雷击,空客320在德国汉堡做过雷击试验,飞机冲着雷雨就往上飞,机翼被打中好几个雷击点,飞机没事。“对毫无经验的我们来说,怎么做?我们请国外的专家咨询,最后请国外的实验室、结合国内的实际情况去做。”
6年5000多小时试验试飞
从2008年ARJ21—700首飞后,试飞员赵生的职业生涯就与这架飞机紧紧连在一起。“我一共试飞了2500多小时,平均每年要飞三四百小时。很多人说,这活风险太大。我不否认,可对我来说,工作的价值、毕生追求的东西都在民机试飞事业上。能够在ARJ21上施展我们的能力,是使命,也是自豪。”
近6年试飞生涯,赵生印象最深的还是今年3月ARJ21—700首次飞出国门,在北美地区完成的自然结冰试验试飞。“要让ARJ21—700飞机在结冰条件下飞行45分钟,在飞机表面结冰达到一定厚度,气动外形发生重要改变的情况下,验证它是否依然能表现出满足适航条款要求的操纵品质。我们在乌鲁木齐飞了4年,始终没有找到有效点。后来决定去加拿大,我压力很大。国外航线怎么飞、机场什么特点、气象条件如何、怎么沟通,一大堆外文的航线图压过来,当时真的犯怵。”
团队的坚持、科学的验证、4年在乌鲁木齐反复试验,都为试飞打下了坚实的基础。赵生难忘在加拿大的关键一飞。当时,他和搭档赵志强已飞近3个小时,ARJ21—700飞机的油量也已经不支持试飞员再做更多的尝试。然而他们决定利用最后的5分钟,降低飞行高度再碰碰运气,就在飞机180度转向之后就遭遇了一片云层,凭借着积累的结冰试飞经验,他们意识到,这是一片满足适航条款要求的结冰云层。
“为了防止冰脱落,我们打算在结冰云层中执行操稳试飞,但是飞机结冰的速度太快了,发动机脱冰产生的振动值也在持续升高。”赵生说,“为了保证安全,我们还是决定脱离云层再执行操稳试飞。”所幸,飞机脱离云层后并没有遭遇温度升高的逆温层,冰牢牢附着在飞机的非防护表面。由于受油量的制约,他们必须将所有试验点的操稳动作一次性准确无误地完成,没有任何可以重复的余地……最终,他们不辱使命,为ARJ21—700飞机历时4年的自然结冰试飞画上圆满的句号。“我越来越信任这架飞机,也越来越喜欢这架飞机,它体现了我们对适航的理解与对生命的尊重。”
截至12月16日,ARJ21—700飞机5架试飞机累计安全飞行2942架次,5258小时,完成近528个科目的验证试飞任务。其中,包括颤振、失速、最小离地速度、自然结冰、大侧风、高原、高寒、高温高湿等一系列一类高风险、高难度和关键科目试飞。完成适航取证试飞总时长超过波音787,成为世界上试飞时间最长的一款飞机。