在加拿大追冰逐云的日子

司古

迎險而上才能證明安全

4月8日早6時，加拿大安大略州溫莎機場。局方試飛員趙志強和中航工業(yè)試飛員趙生早早地和技術(shù)保障人員坐在一起，研討當天的試飛計劃。今天將要進行的試驗飛行，是ARJ21-700支線客機（104號機）適航取證的關(guān)鍵課目之一——飛機積冰狀態(tài)下的操穩(wěn)性驗證。從國內(nèi)轉(zhuǎn)場到加拿大安大略后8天來，ARJ21每天都在五大湖區(qū)上空追逐冷濕云氣，完成了飛機系統(tǒng)防冰的功能驗證科目，如今只剩下積冰狀態(tài)下操穩(wěn)性驗證這塊“硬骨頭”。

今天加拿大氣象技術(shù)專家給出的分析報告認為，當天冷濕云氣的環(huán)境并不十分理想，飛行試驗成功概率只有25%，能否真的遇上冷濕運氣用加方專家的話說“得靠運氣”。而早前的4日和5日，試驗成功率還被估測為70%，但當時試飛中飛機積冰后無法保持冰層穩(wěn)固附著，試驗點最終被判定為“無效”，今天雖然加方給出的報告不甚樂觀，但人們?nèi)圆幌敕艞壢魏纬晒Φ臋C會。

8點多，試飛機組及保障人員進場準備。10點，航前檢查完成，飛機按計劃從溫莎機場起飛，向東北方向?qū)ふ依錆裨茍F。趙志強駕駛飛機按預定航路飛行，追逐冷濕云氣。在冷濕云氣中過冷水的作用下，飛機無防護部位（即未采用防冰裝置的部位）果真開始積冰，冰層厚度很快達到了適航標準規(guī)定的2英寸（5.08厘米），一度甚至超過這一數(shù)字，趙志強馬上準備進行操穩(wěn)性試驗，但不待他完成飛行動作，機翼和平尾上的冰層即快速崩落，試驗條件喪失，未能完成試驗課目。人們心中多少有些沮喪，加方氣象專家的預測可能真要“應驗”。按照事先擬定的計劃，飛機在完成首個架次飛行后，備降在圣赫伯特機場（St Hurbert），因為根據(jù)氣象預報，在該機場附近還可能出現(xiàn)冷濕運氣，下午還有機會上去追逐一番。落地后，圣赫伯特機場附近的許多工作人員好奇地圍上來，對這架臨時著陸此地的“大家伙”問長問短，當?shù)弥@是中國商飛自主研制的支線客機后，他們十分驚訝，紛紛詢問該機的適航試飛進展如何。而此時，氣象人員也在審慎分析數(shù)據(jù)，認為下午仍有碰到冷濕云氣的可能。

再堅持5分鐘

下午2時，飛機再次起飛，這次又遇到了冷濕云氣，冰層再度出現(xiàn)在機翼表面，但遺憾的是僅積累到1.8英寸厚度，達不到適航標準要求的2英寸，且伴隨著快速脫落的現(xiàn)象，試驗科目仍無法完成。不知不覺中兩個半小時過去，預定返航時間逐漸迫近。說來有趣，所有民航飛機都把冷濕云氣作為航線飛行中竭力避免的不利因素，而在適航試飛中，為了驗證飛機防冰系統(tǒng)是否可靠，在積冰條件下飛機的操縱性能是否滿足安全要求，試飛人員必須駕機在空中追逐冷濕云氣，主動讓飛機積冰，冒著風險去證明飛機設計符合適航標準的要求。造化偏偏如此弄人，在你想追逐那些平常飛行員竭力躲避的冷濕云氣時，它們偏偏讓你捉摸不定，不是根本撞不上，就是撞上也不賜予你牢固的冰層，讓你沒法完成試飛課目。

除去返航必須的燃油儲備，飛機上可用于試驗飛行的油量已經(jīng)不多。是飛回去等明天，還是繼續(xù)追云？試飛機組和技術(shù)人員必須作出決定。經(jīng)過認真計算剩余油量和耗油率，趙志強認為飛機還能繼續(xù)試驗5分鐘，而此刻前方正有一片明顯云系，他果斷決定，飛進去看看！

飛機追云而去，鉆進云層后，飛機風擋上無防護部位很快開始許多小的冰點，趙志強感覺“有戲”，立即讓試飛工程師檢查氣象參數(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)環(huán)境非常理想，符合試飛規(guī)章要求。機不可失！趙志強立即與隨機加方協(xié)調(diào)員聯(lián)系，向空管申請沿原航線等待飛行，對方立即答復可以。為了追逐合適云層，趙志強緊接著向空管申請4 000～5 000英尺高度的機動空間，對方在1分鐘內(nèi)即答復許可。云氣中過冷水滴迅速在飛機機翼和平尾無防護部位凝結(jié)成冰，厚度很快達到2英寸，更為難得的是，這次冰層比以往任何時候都更為牢固，顯然是凝冰。趙志強隱隱覺得成敗就在此一舉，冰層厚度達到試驗要求后，他立即以柔緩的上升率操縱飛機出云，把頭腦中早已演練多次的試驗動作如行云流水般連貫完成：先是以40度大坡度盤旋飛行并保持15秒，接著是左右副翼30度階躍飛行，最后又連續(xù)完成了飛機光滑構(gòu)型、放襟翼構(gòu)型以及放襟翼起落架構(gòu)型下的失速特性試飛。過去幾天，這些動作是趙志強一直憋在心里想做而沒有機會做的，現(xiàn)在機會來了焉能放過？！他心里清楚，飛機機動油量不多，如果動作稍有差池，試驗點無效，根本沒有機會試驗第二次，即便日后還有機會，誰知道什么時候能碰上這難得的凝冰？！

試驗課目結(jié)束后，趙志強憑感覺認為這次應該是勝券在握。他立即駕駛飛機爬升到28 000英尺，轉(zhuǎn)向返航航線。飛了一陣子，觀察員告訴他，冰還在。真是有趣，找的時候你不來，來了還不想走？趙志強按照預案調(diào)整到低空，加大油門高速飛行5分鐘，試圖利用高速狀態(tài)下氣動加熱效應讓冰層消融脫落，結(jié)果事與愿違，冰層還服服帖帖地粘在機翼上。那就帶冰返航！通過積冰試飛，趙志強早已對飛機積冰狀態(tài)下的操縱性信心十足。就這樣，他駕駛著積冰嚴重的飛機奔向溫莎機場。30分鐘后，飛機開始向溫莎方向降低高度，準備建立進近航線。突然，一個白色的物體從雷達罩前方砰的一聲崩落，向后急速飄去，是冰殼！趙志強明白，冰層開始脫落，他下意識地檢查發(fā)動機參數(shù)，一切正常，看來這樣的冰塊對發(fā)動機未造成不利影響，ARJ21-700經(jīng)受住了最嚴酷條件下自然結(jié)冰的考驗。

下午6時，飛機平安返航溫莎機場，此時飛機上的油量僅有1.6噸，已經(jīng)達到安全余度的極限。早已等候在機場的中國商飛羅榮懷副總經(jīng)理立即迎上來，問走下飛機的趙志強，怎么樣？趙志強只說了兩個字，拿下！落地后經(jīng)技術(shù)人員提取技術(shù)數(shù)據(jù)進行判定，所有飛行動作和積冰條件完全符合試驗大綱要求，積冰操穩(wěn)試驗宣告成功！

背景回溯

ARJ21-700為什么要遠赴加拿大試驗？這一決策過程異常艱難。早在2010年，中國商飛就開始了自然結(jié)冰試驗工作。在2014年3月之前，ARJ21-700曾4赴烏魯木齊尋找冷濕云氣，但由于我國適用于航空試驗飛行的氣象資料研究不足，加上當?shù)囟練鉁仉m低但濕度不足，適于試驗的氣象條件很難“碰上”。即便偶然發(fā)現(xiàn)合適的試驗條件，由于國內(nèi)申請使用空域程序較為刻板，飛機只能在申請的空域內(nèi)飛行，有時發(fā)現(xiàn)空域外有合適云團，飛機也沒法立即開拔，必須申請變更使用空域，等到一套程序下來，云團可能蹤跡不見。

為了盡早完成試驗，特別是完成2014年實現(xiàn)適航取證的關(guān)鍵節(jié)點，經(jīng)過多方調(diào)研和審慎考慮，中國商飛領導層最終決定，到國外適合該科目試飛的地區(qū)完成試驗。初步調(diào)研顯示，世界上適合自然結(jié)冰試飛的理想地區(qū)主要有兩個，一是北美五大湖地區(qū)，另一個是歐洲的阿爾卑斯山區(qū)。這些地區(qū)大氣中存在高純度的過冷水，溫度可達零下25度。此外，俄羅斯蘇霍伊SSJ完成該科目的達明斯克地區(qū)也可以考慮。這樣一來，可供選擇的國家和地區(qū)就有了4個，即美國、加拿大、俄羅斯和歐洲。赴美試飛雖然條件理想，但簽證問題多多。赴俄羅斯也算可行，但俄方動作遲緩，連辦理一個考察邀請函都拖沓不堪。歐洲也算不錯，但歐洲多是小國，試驗飛行可能涉及跨國別問題，需要接洽歐盟多國，協(xié)調(diào)難度很大。如此一來只有加拿大比較可行。加拿大的五大湖地區(qū)具有得天獨厚的試驗條件，這一地區(qū)早已成為國際知名航空企業(yè)進行自然結(jié)冰試飛的首選；其次，加拿大自然結(jié)冰試飛專業(yè)保障能力較強。在當?shù)?，飛行計劃只須提前兩個小時上報航管部門，審批通過后便可組織飛行，通常一個架次便可飛行上千千米追蹤結(jié)冰云層。當?shù)豊TI公司是一家非常專業(yè)的氣象預測和飛行協(xié)調(diào)服務機構(gòu)，可以作為中國商飛的理想合作對象。工信部、外交部、民航局等部門對這一出國試驗行動給與了大力支持，積極幫助協(xié)調(diào)關(guān)系，最終達成了赴加試驗行動。

出國試飛，在中國民用飛機發(fā)展史上從未有過。此間的風險與困難，中國商飛領導層有深刻認識。飛機遠在萬里之外的異國他鄉(xiāng)，且不說協(xié)調(diào)各國支持的困難，單是技術(shù)保障就是巨大的挑戰(zhàn)。一旦飛機出現(xiàn)故障，哪怕是更換一個小小的零件，都要涉及工業(yè)品進出口報關(guān)等繁瑣程序，可能直接關(guān)系到試飛工作的成敗。再者，飛赴加拿大萬里航程，其間氣象地理條件都較陌生，對于一架研制中的支線飛機將是嚴酷的考驗。但無論如何，不走出去，ARJ21-700可能就無法完成本科目的審定試飛，其市場前景將一片灰暗。走出去，還有成功的機會，雖然試驗人員要面對巨大的挑戰(zhàn)。在灰暗未來與嚴苛挑戰(zhàn)面前，商飛試驗團隊決絕地選擇了后者。

3月15日，ARJ21-700飛機104架機從中航工業(yè)試飛中心騰空而起，開始了首次國外試飛的旅程。飛機途徑中國、俄羅斯、美國、加拿大4國9個機場，奔波14天后順利抵達加拿大溫莎機場。此后10天，試飛團隊展開了高密度試驗飛行，依靠加拿大支援機構(gòu)準確的天氣預報數(shù)據(jù)，試驗機組一次次騰空而起，追逐冷濕云氣，先后完成了機翼防冰系統(tǒng)、風擋防冰系統(tǒng)、RAT（應急電源）防冰系統(tǒng)、發(fā)動機防冰系統(tǒng)、飛機操穩(wěn)性等在自然結(jié)冰條件下的性能試驗，經(jīng)受住了嚴苛條件的考驗，試驗全部取得成功。

你們的組織工作

沒有瑕疵

在加拿大試驗期間，試驗團隊最大的感受就是中國航空工業(yè)還有許多基礎工作需要“補課”。別的不說，單就飛行試驗氣象保障這一問題，我們就需要借鑒西方先進國家的做法。中國的氣象研究，大多是針對防災減災工作，而用于飛行試驗的氣象研究工作，則在精準度和及時性方面相對落后。在加拿大，當?shù)氐娘w行氣象專家通過先進的探測設備和檔案數(shù)據(jù)，建立起吻合度非常好的氣象預測模型，可以較為精確地預測適合試驗科目的氣象條件出現(xiàn)的時間和空域。我國以往的飛行試驗氣象支持系統(tǒng)通常只能預測有無合適條件，大致出現(xiàn)在哪個空域，而加拿大則可以預測條件合適的云團的大致移動線路，其中的水汽含量如何，甚至可以預測云團中過冷水滴的直徑數(shù)據(jù)（這一數(shù)據(jù)對于自然結(jié)冰試驗效果極為重要）。在試飛過程中，氣象專家可直接通過衛(wèi)星電話指導試飛員尋找適合結(jié)冰的云層，形成了由氣象專家指揮的高效“追冰”模式，為飛行試驗提供了有力保障。相比之下，我國國產(chǎn)民機事業(yè)起步較晚，可供參考的氣象資料極少，僅能提供3天的氣象預報數(shù)據(jù)，造成了“飛機等天”的被動局面。這項工作水平的提升，不是簡單采購一些探測設備就能實現(xiàn)的，需要長期的基礎研究和數(shù)據(jù)積累，這對我們是寶貴的經(jīng)驗。

空域管理方面，加拿大也讓試驗團隊看到了西方國家對空域管理的高效和快捷。在最后一天的關(guān)鍵試驗中，試飛員申請原航線等待的批復時間不到1分鐘，而申請相應高度層機動空域的批復時間也僅有1分鐘。

有趣的是，在溫莎機場準備試驗的，除了中國ARJ21團隊，還有一個韓國團隊，也在準備類似試驗。與中國團隊不同的是，韓國團隊每天都為試驗計劃爭吵不休，有時火藥味非常濃。與之相比，中國團隊是一個沉默的團隊，一切試驗計劃，每一個飛行動作，每一個工作細節(jié)，都早已在試驗團隊中取得了共識。站在試驗場的那一刻，每個人心中的試驗目標和工作內(nèi)容都高度一致。連加拿大合作方都稱贊“你們的組織工作沒有瑕疵”，表達了對中國試驗團隊的欽佩。筆者不禁想起《明朝那些事兒》中有這樣的話，“沉默的軍隊是最強大的軍隊”。

別了，加拿大

4月21日，104架ARJ21-700由加拿大溫莎機場起飛，踏上歸國之路，飛機取道格陵蘭、冰島、挪威、奧地利、土耳其、哈薩克斯坦返回祖國。至此，ARJ21-700完成了繞北半球的環(huán)球飛行，飛機橫跨亞、歐、北美三大洲，飛越太平洋、大西洋，輾轉(zhuǎn)3萬余千米，沿途共經(jīng)停10個國家18個機場，這是國產(chǎn)噴氣式客機首次環(huán)球飛行，這不僅僅是一個飛行里程的紀錄，它證明了國產(chǎn)支線客機在各種地理環(huán)境和氣象條件下優(yōu)越的適應性和可靠性，極大地提升了研制團隊和試驗團隊的信心，此次出國試驗之后，每個人都更加堅信——中國飛機，能行！

責任編輯：吳佩新