我送“翔鳳”上九天

薜志毅

2008年11月28日，中國第一架具有獨(dú)立自主知識產(chǎn)權(quán)的ARJ21—700支線客機(jī)(101架)首飛成功，為中國航空史寫下了新的一頁。但首飛僅僅是整個(gè)試飛工作的開始，為了把“翔鳳”送上九天、翱翔世界，背后有很多生動(dòng)感人的故事。

創(chuàng)新試飛技術(shù)

科研試飛是每一種新機(jī)型飛向藍(lán)天的必由之路，它與論證、設(shè)計(jì)、制造并稱為航空工業(yè)的四大支柱。每一種新型號在試飛中都要經(jīng)過性能、操穩(wěn)、強(qiáng)度、環(huán)控、救生、電子、通信、發(fā)動(dòng)機(jī)等數(shù)十項(xiàng)的試飛，這里每一項(xiàng)還可以分為若干子科目，這些科目包含著探索、創(chuàng)新，風(fēng)險(xiǎn)、經(jīng)濟(jì)等方面的意義。因此，每一種新型號試飛都是藍(lán)天探險(xiǎn)，有的型號試飛甚至是由科研人員和試飛員們的生命鑄成的。

對于ARJ21來說，要使其成為國際上普遍認(rèn)可的民機(jī)，就需要對用戶負(fù)責(zé)，對每一個(gè)乘客的生命安全負(fù)責(zé)。因此，必須按照國際認(rèn)可的適航條例FAA25部(中文為CCAR25部)來飛，每一項(xiàng)試飛都要接受中國民航總局的適航認(rèn)證審查。同時(shí)，對于這個(gè)型號的試飛，項(xiàng)目公司還要求為ARJ21的地面模擬器提供技術(shù)數(shù)據(jù)，這就使得ARJ21的試飛出現(xiàn)了前所未有的高要求和高難度，也是試飛院從過去的航空鑒定“法官”演變?yōu)橹袊窈娇偩诌m航審定的“對象”。

為了給ARJ21飛機(jī)打好試飛基礎(chǔ)，幾年前，中國試飛院就組織了一批專家翻譯出版了數(shù)十萬字的《民機(jī)試飛指南》，這就是美國的適航條例(FAA)，也是我們試飛ARJ21必須遵守的國際公認(rèn)的條例，為ARJ121的試飛技術(shù)研究夯實(shí)了基礎(chǔ)。

在這里，失速試飛就是個(gè)前所未有的難題。對于失速，中國試飛院過去在軍機(jī)上飛過，但是大多數(shù)都是殲擊機(jī)、殲擊轟炸機(jī)和教練機(jī)等，而對于這種高平尾的、有70個(gè)座位的支線客機(jī)，他們還是第一次遇到。而且根據(jù)資料測定，這個(gè)機(jī)種容易失速，此科目必須飛，以后萬一遇到飛機(jī)失速情況飛行員能很快改出，保障飛行安全。

為了將這一技術(shù)吃透，我國知名的航空失速尾旋專家王啟負(fù)責(zé)這一課題研究。他看了大量資料，經(jīng)過反復(fù)計(jì)算，終于設(shè)計(jì)出了中國第一個(gè)民機(jī)反失速傘。也就是說，將一個(gè)特制的傘加在ARJ21飛機(jī)的高平尾上，在飛機(jī)失速出現(xiàn)時(shí)產(chǎn)生一種反作用力，幫助飛機(jī)很快改出。

反失速傘、飛機(jī)平尾上的傘箱、固定的螺桿和位置等許多設(shè)計(jì)，既不能影響飛機(jī)的氣動(dòng)布局、結(jié)構(gòu)，又要求滿足課題研究的需要。課題組費(fèi)了很大功夫，在寒冷的冬夜、在炎熱的夏天，他們在實(shí)驗(yàn)室琢磨推算，將方案盡量設(shè)計(jì)到最佳、最有效。后經(jīng)過模型自由飛試驗(yàn)，終于找到了最可靠的試飛方法，取得了滿意的效果。

在ARJ21的預(yù)研項(xiàng)目中，由李勤紅研究員負(fù)責(zé)抓總的有4個(gè)課題，即ARJ21民機(jī)空速系統(tǒng)校準(zhǔn)、顫振、若干關(guān)鍵技術(shù)和飛行管理系統(tǒng)。他組織技術(shù)人員一起參與，從2003年立項(xiàng)后，4個(gè)課題組在運(yùn)7飛機(jī)上試飛了近200個(gè)架次，對每一個(gè)細(xì)節(jié)都做到了嚴(yán)格驗(yàn)證。最后根據(jù)ARJ21飛機(jī)的特點(diǎn)，進(jìn)行創(chuàng)新和探索，之后進(jìn)行反復(fù)推算、驗(yàn)證、形成文件。經(jīng)國防科工委組織的專家評審，得到了充分肯定。

這些課題反映了ARJ21飛機(jī)科研試飛的復(fù)雜性，也代表我國當(dāng)前民機(jī)試飛技術(shù)的前沿，基本都是中國第一次，是我國試飛技術(shù)的重要?jiǎng)?chuàng)新。

熟悉FAA條例

為了徹底摸清ARJ21的科研試飛技術(shù)，學(xué)習(xí)世界上航空發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)。在2008年4月至8月，中國試飛院的5名航空工程師和5位ARJ21試飛員赴美國試飛員學(xué)校學(xué)習(xí)。目的是進(jìn)一步搞清美國民航局頒布的、世界大多數(shù)國家認(rèn)可的美國適航條例FAA25部的試飛方法。

美國試飛員學(xué)校位于美國北部的莫哈韋，是美國科研試飛人才培養(yǎng)方面的權(quán)威機(jī)構(gòu)，學(xué)校的校長、教員大多數(shù)在試飛方面都有很高的造詣。剛?cè)r(shí)，美方人員雖然面帶笑容，但內(nèi)心里是有些瞧不起人的。

中方赴美學(xué)習(xí)的試飛員和工程師全都是碩士畢業(yè)，英語基礎(chǔ)好，在試飛方面也比較有經(jīng)驗(yàn)。到美國以后，先是每天上午由美國教員帶飛，不管是試飛員還是工程師都要上，下午則是由美國教師講解適航條例FAA25部。對于上機(jī)飛行體驗(yàn)，5個(gè)中方試飛員倒是都能適應(yīng)，沒有什么問題，但是對于5個(gè)中方工程師來說，由于在國內(nèi)從未上過機(jī)，開始時(shí)由于飛行動(dòng)作太大，都不適應(yīng)，嘔吐得很利害，但仍然堅(jiān)持著。

在學(xué)習(xí)中還有一個(gè)比較大的困難，就是生活不習(xí)慣。莫哈韋是一個(gè)偏遠(yuǎn)小鎮(zhèn)，根本找不到中餐館。這些來自中國西部的小伙子們都吃不慣西餐，好在試飛員陳明是四川人，會燒四川菜，于是他自告奮勇地當(dāng)上了伙頭軍。他一邊和大家一起學(xué)習(xí)，一邊兼職為大家做飯。到了星期天，大家湊一起還可以包一頓餃子。

在生活上親如兄弟，在學(xué)習(xí)上他們都很認(rèn)真。在研究FAA25部時(shí)，試飛工程師張培田與試飛員趙鵬對條例上的一句話產(chǎn)生了爭論，張培田認(rèn)為是“航向”，而趙鵬則認(rèn)為是“坡度”。兩人各不相讓，都認(rèn)為自己有足夠的證據(jù)。按說張培田和趙鵬都是中國的試飛精英，一個(gè)是研究室主任，一個(gè)是ARJ21首飛的試飛員組長。正因?yàn)樗麄儗W(xué)習(xí)認(rèn)真、任何疑點(diǎn)都不放過，才有了這次爭論。最后請美國教員解釋，教員笑著說：“你們倆都對，這不是什么問題。原因有兩個(gè)，一是美國FAA25部原文說得比較含混，二是中國CCAR25部翻譯得不清楚?！?/p>

近4個(gè)月在美學(xué)習(xí)結(jié)業(yè)了，與全世界其他國家的學(xué)習(xí)人員一樣，在最后的一段時(shí)間里，美國試飛員學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)要親自看看中國試飛工程師的學(xué)習(xí)結(jié)果。張培田等經(jīng)過討論后寫出論文，在結(jié)業(yè)時(shí)進(jìn)行答辯。當(dāng)他們答辯的時(shí)候，開始美國試飛員學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)還蹙著眉頭，但聽著聽著都舒展開了，最后成了笑臉，并連聲說“真不錯(cuò)，沒想到你們的許多觀點(diǎn)非常新穎，有些甚至超過了我們”。赴美學(xué)習(xí)的所有人都感到，學(xué)習(xí)雖然艱苦，但收獲很大，為完成ARJ21的試飛任務(wù)打下了良好的基礎(chǔ)。

一份合格答卷

按照美國適航條例FAA25部的規(guī)定，ARJ21需要檢驗(yàn)的參數(shù)多達(dá)五六千個(gè)，比我們過去測試軍機(jī)的參數(shù)指標(biāo)要多得多。參數(shù)的取得是靠測試獲得的，而測試就是將各電子元器件、傳感器、采集器等通過電纜與微機(jī)連接起來，將所有變化信號采集下來，經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理，從而分析出新型飛機(jī)試飛過程中的溫度、速度、壓力、升限和振動(dòng)等變化。

參數(shù)是飛機(jī)各種狀態(tài)微小變化的反應(yīng)，試飛科技人員就是通過這些變化來了解飛機(jī)的狀態(tài)，從而找出問題所在，然后進(jìn)行改進(jìn)。這也就是科研試飛的目的，所有飛機(jī)只有在真實(shí)大氣中經(jīng)歷各種嚴(yán)格的考核，才能最后從“丑小鴨”變?yōu)椤鞍滋禊Z”。

同時(shí)，ARJ21飛機(jī)與軍機(jī)不一樣，在機(jī)翼和發(fā)動(dòng)機(jī)上所留的測試空間特別小，現(xiàn)有的電纜都無法通過，這給測試工作出了很多難題。如何克服這些難題?試飛院調(diào)集ARJ21負(fù)責(zé)測試的副總師吳春麟帶領(lǐng)技術(shù)人員來到上海，對飛機(jī)進(jìn)行實(shí)地考察、測量和研究。

2007年1月初，正是暴風(fēng)雪襲擊長江南岸城市的時(shí)候，試飛院的工程人員正在上海飛機(jī)廠，每天都頂風(fēng)冒雪，徒步往返于住地和工廠。在那里，他們一邊認(rèn)真測量飛機(jī)的尺寸、一邊研究測試方案。經(jīng)過艱苦細(xì)致的現(xiàn)場考察和測量，大家做到了心中有數(shù)。

為了提高試飛數(shù)據(jù)的處理效率，試飛院運(yùn)行軟件室專門設(shè)計(jì)研制了ARJ21試飛數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一個(gè)專用的綜合性民機(jī)適航試飛數(shù)據(jù)系統(tǒng)，其中包括民機(jī)試飛綜合管理信息系統(tǒng)、民機(jī)飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、民機(jī)適航試飛科目數(shù)據(jù)處理軟件庫和飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理工具箱等4大部分。有了這一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)后，就可以全面提高數(shù)據(jù)處理速度、壓縮處理流程，在第一時(shí)間將數(shù)據(jù)提供給設(shè)計(jì)研究人員。實(shí)踐證明這一系統(tǒng)是成功的，為保障ARJ21首飛安全起了重要作用。

就這樣，中國試飛員測試人員經(jīng)過了學(xué)習(xí)、考察、研究、實(shí)踐、攻關(guān)，其中也經(jīng)歷過失敗，但最終找到了適合于ARJ21的測試方案，并將試飛院研制的A／GADS監(jiān)控系統(tǒng)安裝在中國商飛公司，可隨時(shí)清楚地看到所有測試參數(shù)的變化，為ARJ21的設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供了可靠的科學(xué)依據(jù)。就連在場的外國專家也稱贊“了不起!”

2008年11月28日，ARJ21—700在上海大場首飛，同時(shí)也是對中國試飛院多年科研攻關(guān)的考試?！跋桫P”的首飛成功證明，中國試飛人多年的奮斗、攻關(guān)是值得的，關(guān)鍵時(shí)刻得了滿分，交了一份合格答卷。當(dāng)然，首飛成功只是一個(gè)開始，還要按照適航條例FAA25部的要求進(jìn)行嚴(yán)格試飛。只有最終得到國際民航界的認(rèn)可、取得適航證后，才是我們的最終目標(biāo)。但是，我們有理由相信，中國試飛院一定會圓滿地完成ARJ21的所有試飛任務(wù)，將“翔鳳”送上九天，飛向世界……

責(zé)任編輯思空