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圆满完成冰岛大侧风试飞,这道彩虹,国产客机ARJ21等了8年!
关键字: arj21arj21安全中国支线客机为什么要做侧风试验?
飞机起降多在逆风条件下进行,这样使用的跑道长度最短,可增加安全裕度。机场跑道的建设也会参考往年气象数据,使跑道方向与当地盛行风向平行。
起飞中的ARJ21。中国商飞供图
但风向不可能永远顺应人意,侧风不可避免。侧风会增加飞机起降操纵难度,也可能引发设备故障,因此在设计阶段,设计师们就考虑到飞机承受侧风的性能,但一款飞机到底能承受多大正侧风,还需要试验予以验证。侧风试验,主要测试飞机在侧风环境下的操纵稳定性和动力系统稳定性。飞机只有在验证侧风起降能力之后,才会被允许在相应的天气条件下运行。
适航条款这样说:
(侧风条件下 )飞机要有满意的可操作性,不要求特殊的驾驶技巧或机敏来维持直线航迹。
(来源:刘济美《一个国家的起飞》)
ARJ21飞机起飞和着陆抗侧风能力的设计目标值分别是30节(1节=1.852公里/小时)和27节。在此次冰岛试验之前,ARJ21累计安排了143天的大侧风试验(2010年~2013年)。但遗憾的是,受国内气候、天气、跑道朝向、空域使用机制等方面限制,侧风飞行时间仅有28小时46分钟,其余时间都是在等待。在中国民航局认可的层面,ARJ21飞机只完成了最高22节侧风的验证。在冰岛试验前,投入商用的ARJ21按照这一限制安排运营。
回溯
2010年5月13日,ARJ21飞机102架机第一次在位于西北大漠的空军鼎新机场进行大侧风试验。时任上飞院燃油动力部部长戚学峰说:“那一年,我们动力装置的主要任务是进行发动机进气畸变地面试验。但是,由于第一次进行大侧风外场试验,飞机转场的时间偏晚,错过了最佳的侧风季。”
2011年3月15日,ARJ21飞机102架机在最佳的侧风季节飞抵嘉峪关机场,这是试验开始最早的一次,也是动力专业收获成果最大的一次。2011年动力装置大侧风地面试验的主要目的是一方面通过发动机地面适航验证试验验证对发动机进气畸变相关适航条例的符合性;另一方面结合地面工程试验确定CF34-10A发动机在ARJ21飞机上的地面侧风运行和起飞包线/边界,从而制定ARJ21飞行手册在侧风条件下的发动机相关操作程序。
2012年4月23日,102架机又一次转场嘉峪关机场,与此前试飞性质不同,此次试飞不再是申请人的工程试飞,而是局方的审定试飞。这无论是对于大侧风试飞还是对于ARJ21项目的进展都是一个新的里程碑。但是4月底的鼎新机场已经结束了侧风季,ARJ21项目又一次丧失了最好的试飞时机。虽然没有完成任务,但是却促进了申请人与局方能力和认识的逐步提高,这也是工程经验的价值所在。
2013年4月7日,根据天气预报显示,鼎新机场当天的风力将接近7级,角度为140°,这正是进行试验绝佳的气象条件。但是理想的风并没有如约而至,戚学峰说:“今天的确经历了一个非常揪心的下午,嘉峪关机场风速满足试验要求,但是风的角度不是垂直于跑道的;鼎新机场风的角度虽然垂直于跑道,但是风速却达不到要求。如果在这里能有一条‘米’字型跑道,我们的试验就不会进行得这么艰难,耗时如此之长了。”
2013年4月28日,ARJ21飞机102架机转场阎良,历时4年的大侧风试飞,结束。
(来源:《一个国家的起飞》)
当然,22节的限制对于国内运营已经足够,毕竟那是专业试飞团队抱着“没有麻烦制造麻烦也要上”态度所寻找到的最极端天气。但是,我们国家有志向天气更加复杂多变的地区出口ARJ21,同时也希望充分证明飞机设计合理,因此更强侧风条件下的试飞依然是必选项。
ARJ21选择先投入运营,再补充完成拓展试验科目的发展之路,这是中国民机发展必经的曲折和坎坷。
在选择新试验场所时,冰岛进入了试飞团队视野。
冰岛试飞的ARJ21,余明/摄。早在2011年,ARJ21就在西北某军用机场抓住转瞬即逝的机会完成一次侧风约40节的起落。但那不是民航局参与的审定飞行,因此数据不能用于民航飞行标准的制定 - 飞机制造商和民航局的关系,就像运动队和裁判。前者选手内部训练成绩再好,在后者看来都是没意义的,只有正式比赛才算数
为什么是冰岛?
ARJ21是一款商用客机,出国试飞不存在障碍。早在2014年,ARJ21就第一次飞出国门,前往加拿大出色完成了自然结冰试飞。
侧风试飞方面,冰岛“首都国际机场”凯夫拉维克的气象条件和地面设施都有突出优势。
冰岛地处北大西洋北极圈边缘,有“世界中转站”之名(来源:Google Earth)
根据气象记录,凯夫拉维克机场秋、冬、春三个季节多风,而且风速常能够达到试验所需数值(超过50千米/小时)。
凯夫拉维克机场的风速和风向统计(来源:weatherspark.com)
凯夫拉维克机场独特的跑道布局则是另一项优势。一般情况下,机场跑道会沿当地盛行风向修建,以尽量减少侧风对正常起降的影响。但在凯夫拉维克,东西和南北方向的大风交织出现,因此机场修建并开放了两条90°交叉的跑道,分别指向南北和东西。
这样一来,无论什么风向,普通航班飞行员总能找到一条侧风较小的跑道起降,增大安全系数;而对于“没有困难制造困难也要上”的试飞团队,也能找到一条侧风强劲的跑道,开展测试。
凯夫拉维克机场卫星地图(来源:Google Earth)
凯夫拉维克机场跑道长度超过3000米,宽达60米,够起降包括安-225在内的所有型号飞机;并且拥有机坪、机库等完善的地面保障设备,这些都是进行试验的加分项。
冰岛凯夫拉维克机场19号跑道 陈肖/摄
此外,与大风天必飞沙走石的国内很多西北部机场不同,凯夫拉维克机场周边地表被苔藓覆盖,强风时不会形成扬沙砾石,有利于飞行安全。
除ARJ21外,许多民用飞机也都选在冰岛进行了侧风试验。
说完了冰岛,我们聊聊侧风着陆技术。
- 原标题:祝贺!8年坚持就为这惊险降落,国产客机证明自己安全超乎预期!
- 责任编辑:周远方
- 最后更新: 2018-04-10 16:32:03
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