追夢大飛機丨C919失速試飛:最無畏的拉桿
試飛是飛機適航驗證的重要方式之一,,目的是把一款新飛機的風(fēng)險摸遍,、摸透,,找出飛機在特殊條件或狀態(tài)下的性能極限,確定安全飛行的邊界“紅線”,。只有試飛過關(guān)了,新飛機才能投入航線運營,。而失速是民用飛機在航線飛行中極力避免出現(xiàn)的危險狀態(tài),,飛機失速后,隨之而來的就是掉高度,、抖振,、滾轉(zhuǎn)甚至失控。防止飛機失速一直是民用飛機設(shè)計的一大技術(shù)難題,,同樣也是C919大型客機取證審定期間的重要驗證科目,。作為“試飛國家隊”的航空工業(yè)試飛中心,是承擔(dān)C919飛機失速試飛的主力軍,。今天我們就一起來認(rèn)識這樣一群勇闖藍天的試飛精英,。
航空工業(yè)試飛中心C919大型客機試飛工程師 杜毅潔:這是飛行中的C919飛機,現(xiàn)在我們看到的這些不銹鋼的圓筒,,里面都放著水,,這是水配重系統(tǒng),是調(diào)整飛機的重量重心的,。這兒有一個應(yīng)急離機出口,,當(dāng)飛機發(fā)生問題的時候,這里有一個小小的炸藥包會把這個門炸開,。這個位置就是我的工作崗位,,在這個地方我們能看到很多的監(jiān)控畫面,我們就在這個地方去監(jiān)控飛機的參數(shù),。
在這架僅用于飛行試驗的飛機里,,機長趙鵬和同事正在忙著進行失速試飛前的準(zhǔn)備。水配重系統(tǒng)、測試機柜,、電腦,,密密麻麻的測試線纜,幾張飛行工程師的座椅,,用于試飛的C919客機,,跟我們平時乘坐的飛機大不一樣。
失速,,是飛機迎角增大到一定程度,,導(dǎo)致飛機的姿態(tài)迅速變化、飛行高度快速降低或飛機過度振動,,并最終導(dǎo)致飛機失控的一種現(xiàn)象,。飛機失速時會急劇下降,在十幾秒之內(nèi),,掉高度少則一兩百米,,多則上千米,因此,,失速是挑戰(zhàn)極限的試飛科目之一,。
航空工業(yè)試飛中心副主任 C919大型客機試飛機長 趙鵬:它這個極限主要體現(xiàn)到在真實的大氣環(huán)境當(dāng)中,可能每一秒鐘你現(xiàn)在是可控的,,不代表下一秒是可控的,,如果發(fā)生了我們前期非預(yù)期的滾轉(zhuǎn)和偏航,如果改出不好飛機是很容易超載的,,飛機機體會出現(xiàn)裂紋,、斷裂甚至解體,你再有本事你可能一個機翼掉了,,還是比較難以回來了,。
在航空工業(yè)試飛中心,機長趙明禹因為ARJ21飛機試飛期間,,飛失速次數(shù)最多,,被同事稱為“失速哥”;機長趙生則因為擅長飛自然結(jié)冰,,被稱為“結(jié)冰哥”,。而趙鵬,年輕試飛員都叫他“六邊形戰(zhàn)士”,。
航空工業(yè)試飛中心C919大型客機試飛員 劉帥:國外評價咱們中國乒乓球,說馬龍是“六邊形戰(zhàn)士”,,沒有缺陷,,趙院(趙鵬)就相當(dāng)于這樣人,太完美了,。
同事眼中的“六邊形戰(zhàn)士”趙鵬,,是ARJ21飛機的首席試飛員,,也是C919飛機的試飛機長,曾先后試飛過ARJ21,、波音,、空客等30多個飛機機型,安全飛行超過一萬小時,?!?007年,趙鵬赴美國進行了幾個月的學(xué)習(xí)培訓(xùn),。學(xué)習(xí)期間,,他扎實的理論功底和過硬的駕駛技術(shù)引起了美國國家試飛員學(xué)校負(fù)責(zé)人的關(guān)注,經(jīng)他推薦,,趙鵬成為中國首位被國際試飛員協(xié)會認(rèn)定的國際試飛員,。
這些貼在機翼上的絲線,是檢驗飛機是否進入失速狀態(tài)的信號之一,。它們會隨著氣流運動,,如果氣流正常,絲線會向后飄,;如果機翼表面發(fā)生氣流分離,,絲線就會亂飛或者卷曲,這也意味著,,飛機進入了失速狀態(tài),。
航空工業(yè)試飛中心C919大型客機試飛工程師 杜毅潔:絲線開始變化的時候,當(dāng)時我就給趙院說了一句,,看見氣流分離了,,聲音很高。等我們飛機平穩(wěn)了之后,,趙明禹隊長他問趙院說剛才杜毅潔說了一句什么,?然后趙院說她看見氣流分離了,我當(dāng)時都能感覺到趙院的語氣,,你看她這么大驚小怪的樣子,,很沒有見過世面的感覺。
在失速試飛中“沒見過世面”的杜毅潔,,2006年碩士畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)航空發(fā)動機專業(yè),,2013年,被航空工業(yè)試飛中心公派到法國國家航空航天學(xué)院學(xué)習(xí)一年多,。即使是在歐洲,,能當(dāng)上試飛工程師的女性也是鳳毛麟角。
航空工業(yè)試飛中心C919大型客機試飛工程師 杜毅潔:我是覺得非常幸運,也很感謝,。我2019年的時候,,38歲,我覺得我很普通,,而且是一個中年女性的這么一個角色,,單位能讓我去做這個事情,給我信任,,包括飛行機組給我這種信任,,給我這種幫助。
剛?cè)胄袝r,,在杜毅潔這個試飛領(lǐng)域的“菜鳥”的眼中,,身經(jīng)百戰(zhàn)的趙鵬無論遇到什么事情,都是那么從容,。
航空工業(yè)試飛中心C919大型客機試飛工程師 杜毅潔:我有時候就說我說趙院(趙鵬)你們就像老虎獅子一樣的,,那個狀態(tài)就是那樣子的,很松弛的,,但是我就總像一只兔子一樣的,,尤其是最開始的時候,我遇到一點問題其實是非?;艔埖?。
飛機在失速后可能出現(xiàn)滾轉(zhuǎn),過大的滾轉(zhuǎn)對飛行安全危害很大,。因此,,在開展失速試飛前必須先進行大滾轉(zhuǎn)試驗,驗證飛機的滾轉(zhuǎn)改出能力極限,,以應(yīng)對失速試飛中可能出現(xiàn)的極端情況,。由于設(shè)計的進步,C919飛機的控制律設(shè)定了保護,,正常情況下,,滾轉(zhuǎn)坡度不會超過66度。但是在失速試飛中,,機組需要探索飛機能力的邊界,。
工程師經(jīng)過分析認(rèn)為,90度是一個很有代表性的臨界坡度,,從60度開始,,到70度、85度,,趙鵬開始逐步逼近90度滾轉(zhuǎn)的極限,。
航空工業(yè)試飛中心副主任 C919大型客機試飛機長 趙鵬:只有在試飛的時候,,為了規(guī)避失速帶來的風(fēng)險,才去做這樣的機動動作,,而飛航班不可能去做這樣的,我把飛機做一個90度,,乘客也受不了,。我們做的105度,感覺到飛機依然是可控的,,心中有數(shù),。
通過小火箭發(fā)射引導(dǎo),從飛機尾部打出來的失速傘,,是根據(jù)國際慣例進行失速試飛的標(biāo)配,。
航空工業(yè)試飛中心副主任 C919大型客機試飛機長 趙鵬:我們需要在尾部放一個傘,把飛機從這種急滾轉(zhuǎn)盤旋下降的這樣一個狀態(tài)下改出來,,然后飛機退出俯沖,,這也是最后救命的辦法。
C919飛機進入中國民航局審定試飛程序以后,,一場爭論困擾了整個試飛團隊,。在飛101架機的時候,為了試飛安全,,航空工業(yè)試飛中心給飛機安裝了失速傘,。但是,民航局審定試飛任務(wù)要用103架機來完成,,103架機要不要裝失速傘,?如果裝失速傘,整個項目進度可能會拖延半年,。而不裝,,萬一在試飛過程中出了安全事故,責(zé)任誰來承擔(dān),?
航空工業(yè)試飛中心C919大型客機試飛總師 周占廷:這就是相當(dāng)于你這個車前面有個安全氣囊,,你說裝不裝?有的人說了,,我開了一輩子車,,安全氣囊從來沒用過,我裝那干啥,?對吧,?如果你不裝,萬一出現(xiàn)了事故,,那對型號來講就是災(zāi)難性的,。
根據(jù)任務(wù)安排,,局方審定試飛最遲要在2022年9月前全部完成。此時,,大部分局方審定的試飛科目還沒有開始飛,。時間不等人。如何抉擇考驗著決策者的智慧和擔(dān)當(dāng),。
航空工業(yè)試飛中心C919大型客機試飛總師 周占廷:因為面臨很多抉擇,,有的時候是安全和進度的抉擇,你到底是保安全還是保進度,。有的時候是長期利益和短期利益的抉擇,,你到底是往前趕快地走,還是停下來,,把這個事兒弄清楚,,更有利于長遠(yuǎn)。沒有掉過淚,,但是淚水都是咽到肚里面,。
鏡頭前每一次看似順利的起飛背后,每一步都采取了很多預(yù)防措施來把風(fēng)險降到最低,。2014年,,C919飛機還沒有首飛,航空工業(yè)試飛中心就派出了近百人的科研人員常駐上海,,跟中國商飛一起為試飛進行協(xié)同設(shè)計,,測試改裝。C919飛機早期規(guī)劃的測試參數(shù)是5萬左右,,但在試飛過程中,,這一數(shù)字最終增加為9萬多個。每個參數(shù)記錄下來后都要分析處理,,并找出它的規(guī)律,。
航空工業(yè)試飛中心C919大型客機試飛總師 周占廷:飛機如果出現(xiàn)一些不安全的特性,我們要實事求是地把它的特性記錄下來,,不能造假,。我們對數(shù)據(jù)、對我們的結(jié)論是要負(fù)責(zé)的,,要經(jīng)得起歷史的檢驗,。再過幾十年,大家都認(rèn)為你當(dāng)時做的是正確的,。
正是因為有了扎實的數(shù)據(jù)積累,,在經(jīng)過充分的技術(shù)分析后,試飛團隊和設(shè)計團隊達成了一致:在103架機失速試飛時不裝失速傘,,為后續(xù)的試飛節(jié)約了半年時間,。
航空工業(yè)試飛中心C919大型客機試飛副總師 丁軍亮:一定要有技術(shù)自信,,101架機我們已經(jīng)完全摸透了飛機的失速特性,103架機雖然和它構(gòu)型上有區(qū)別,,但是我們會通過地面實驗,,通過風(fēng)洞實驗,能提前模擬仿真,,進行一個計算分析,。
不裝失速傘,為后續(xù)的試飛節(jié)約了半年時間,。2021年12月24日,中國民航局失速審定試飛拉開序幕,,到2022年1月19日,,在25天試飛里累計進入失速148次,試飛結(jié)果達到了取證適航標(biāo)準(zhǔn),。
作為中國首位國際試飛員協(xié)會的會員,,也是飛波音和空客十年以上的飛行員,對C919飛機的未來,,趙鵬信心滿滿,。
航空工業(yè)試飛中心副主任 C919大型客機試飛機長 趙鵬:在同行之間如果去介紹一款飛機是好還是不好,最典型的語言可能就是wonderful aircraft,,那么到底是不是wonderful,?我們?nèi)×俗C之后,很快能走向世界各地,。那個時候等世界各國的飛行員在操縱我們的C919的時候,,也發(fā)自內(nèi)心地說出wonderful,我覺得真正的力量是不需要更多語言的,。