尋冰，為何舍近求遠(yuǎn)

莊敏

在中國自主研制的ARJ21飛機(jī)所有試飛項(xiàng)目中，有一項(xiàng)特別受人關(guān)注，那就是自然結(jié)冰試飛。為了完成這項(xiàng)試飛，中國的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)駕駛著ARJ21飛機(jī)，不遠(yuǎn)萬里，遠(yuǎn)赴加拿大完成了這項(xiàng)試飛。

許多人也許會(huì)覺得奇怪，中國960多萬平方千米的國土面積，難道就沒有符合自然結(jié)冰試驗(yàn)條件的地方嗎？為何要遠(yuǎn)赴加拿大完成試驗(yàn)？這個(gè)試驗(yàn)究竟有多重要？

自然結(jié)冰試飛是什么

飛機(jī)在飛行中，如果機(jī)體表面積聚冰層，氣動(dòng)外形就會(huì)被破壞，從而導(dǎo)致飛機(jī)飛行性能和氣動(dòng)性能下降，阻力增大，飛行員操作困難。冰層或冰塊從飛機(jī)上脫落，撞擊到機(jī)身表面或被發(fā)動(dòng)機(jī)吸入，就有可能造成機(jī)械損傷。情況嚴(yán)重時(shí)，還有可能造成飛機(jī)失速或飛行事故。

自然結(jié)冰試飛，就是要檢測飛機(jī)的防冰、除冰功能。一般采用的防冰、除冰辦法是：機(jī)翼前緣、駕駛艙風(fēng)擋玻璃采用電加溫方式防冰、除冰，發(fā)動(dòng)機(jī)短艙采用唇口熱氣防冰、除冰，飛機(jī)有些部位采用橡膠氣囊充氣、收縮的辦法防冰、除冰。

為什么如此重要

美國聯(lián)邦航空局最新的統(tǒng)計(jì)資料顯示：目前，每年全球約有30起因結(jié)冰引發(fā)的安全事故。1991年12月27日，一架MD81飛機(jī)從瑞典斯德哥爾摩機(jī)場起飛后不久，兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)因吸入了從機(jī)翼上脫落的冰塊而停機(jī)，飛機(jī)緊急迫降，在機(jī)場外著陸，機(jī)體斷為三截；1994年10月31日，西蒙斯航空公司一架從美國印第安納波里斯飛往芝加哥的航班，由于在利于積冰的氣象條件下飛行了30分鐘，突然失速并從大約10 000英尺 （1 英尺約為0.3048米）的高度墜落，機(jī)上68人全部罹難；2002年12月21日，臺(tái)灣復(fù)興航空的一架ATR72-200飛機(jī)由于機(jī)翼嚴(yán)重結(jié)冰而失速墜海。

難在哪兒

《運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)》CCAR-25部的有關(guān)條款明確規(guī)定，民用運(yùn)輸機(jī)必須在極其苛刻的特殊氣象條件下進(jìn)行自然結(jié)冰的試驗(yàn)試飛。

自然結(jié)冰試飛是風(fēng)險(xiǎn)最高的試飛科目之一，是民機(jī)型號(hào)合格審定試飛中非常重要且需要滿足特殊氣象條件、試驗(yàn)要求的試飛科目。根據(jù)CCAR-25部的條款要求，ARJ21飛機(jī)必須而且能夠在規(guī)定的連續(xù)和間斷的最大結(jié)冰狀態(tài)下安全運(yùn)行。能滿足這個(gè)規(guī)定的氣象系統(tǒng)對(duì)云層的液態(tài)水含量、云層水滴直徑和周圍空氣的溫度都有很高的要求。其目的在于檢測飛機(jī)的機(jī)翼、風(fēng)擋、發(fā)動(dòng)機(jī)短艙等部位的防冰與除冰功能，是否能夠保證飛機(jī)在嚴(yán)酷的自然條件下正常工作。

ARJ21飛機(jī)的自然結(jié)冰試飛更加難

自然結(jié)冰的氣象條件非?？量?，國內(nèi)可飛的地方屈指可數(shù)，僅有“雨城”之稱的四川宜賓和江城重慶，及新疆的烏魯木齊等。但宜賓、重慶大多為雷雨天氣，且伴有電閃雷鳴，不適合做自然結(jié)冰試飛；烏魯木齊氣候干燥，有可能出現(xiàn)自然結(jié)冰氣象的時(shí)間段非常短，僅為每年的11月和來年冬、春交接的2月底3月初。

基于條件限制，國內(nèi)的自然結(jié)冰試飛，采取的是地面監(jiān)控，等待合適氣象條件出現(xiàn)后，飛機(jī)再飛上去做試驗(yàn)。這種“守株待兔”的方式，遇到能滿足自然結(jié)冰試飛特殊氣象條件的概率太低，試驗(yàn)的難度非常大。

波音777、787等干線飛機(jī)的留空時(shí)間至少是8個(gè)小時(shí)，而ARJ21是支線飛機(jī)，設(shè)計(jì)的留空時(shí)間不到4個(gè)小時(shí)，因此自然結(jié)冰試驗(yàn)成功的機(jī)會(huì)就低得多。也正是這個(gè)原因，在遠(yuǎn)赴加拿大時(shí)，ARJ21需要在中途多次降落、加油。因?yàn)槿绻麖闹袊宰疃叹嚯x直飛北美西海岸，橫跨整個(gè)太平洋，需要持續(xù)飛行超過10小時(shí)。

為完成自然結(jié)冰試驗(yàn)試飛，ARJ21飛機(jī)從2010年開始，曾4次奔赴新疆，卻僅在2012年3月19日抓住了一次符合條款規(guī)定的氣候，完成了部分自然結(jié)冰條件下的機(jī)翼、風(fēng)擋、短艙防冰相關(guān)的試飛內(nèi)容，遺憾的是未能完成全部內(nèi)容。

因此，在國內(nèi)捕捉合適天氣無望的情況下，ARJ21項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)經(jīng)過考察，決定去北美五大湖地區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)。