中國新客機如何保證安全

環(huán)球時報/2015-11-30/ 第08版面/軍事·科技 /作者：本報赴上海、成都特約特派記者 劉濟美 劉昆

11月29日，中國自行研制的ARJ21噴氣式支線飛機從上海飛往成都，正式交付成都航空公司，這標志著國產(chǎn)民機商業(yè)航空時代的來臨，更代表著中國走完了噴氣式客機從設(shè)計、試制、試驗、試飛、取證到生產(chǎn)、交付的全過程。近年國外幾次重大航空事故，讓部分國人對民航運輸?shù)陌踩援a(chǎn)生疑慮，在ARJ21交付使用之際，民眾最關(guān)注的莫過于“中國新客機的安全性到底如何？”

客機的安全標準怎么來？

ARJ21客機是嚴格按照CCAR25-R3最新適航標準進行設(shè)計、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的中短程渦扇支線客機，設(shè)有78-90個座位，主要滿足從中心城市向周邊中小城市輻射型航線的使用要求。它于2002年4月批準立項，2008年11月28日在上海成功首飛。經(jīng)過漫長的適航取證工作后，2014年12月30日，中國民用航空局頒發(fā)了ARJ21的型號合格證。

要討論ARJ21客機的安全性，就必須提到一個特殊的數(shù)字——10-9。上海飛機設(shè)計研究院院長郭博智說，10是ARJ21采用的安全性標準，也是國際航空器適航審定的標準，代表飛機在每飛行1小時內(nèi)因系統(tǒng)發(fā)生故障造成飛機災難性事件的平均概率是10，意味為“極不可能”。他介紹說：“對飛機設(shè)計師來說，10是設(shè)計出來的；對負責航空器適航審定的局方來說，10是驗證出來的；而對公眾來說，10是選擇航空出行的安全保障。”

假如一個人每周一次往返于北京和上海之間，軍機的安全性設(shè)計標準是20年發(fā)生一次機毀人亡的事故；商用飛機的安全性適航標準則是2000年發(fā)生一次機毀人亡事故；而目前商用飛機技術(shù)水平實際能達到的是6000年發(fā)生一次機毀人亡事故。之所以選擇以10作為標準，因為這是公眾、飛機制造商與航空運營商都能接受的行業(yè)安全水平，是飛機安全性與經(jīng)濟性的最佳平衡點。中國商飛公司副總經(jīng)理趙越讓解釋說：“根據(jù)適航條款的標準，若高于10會造成飛機研制成本過于昂貴，導致公眾坐不起飛機。而低于這個標準則意味著在祖孫三代人中，必然有一個人會遭遇空難，這也是公眾無法接受的。”

ARJ接受住國際最嚴苛檢驗

就在不久前的11月11日，同樣起步于本世紀初的日本MRJ支線客機才剛實現(xiàn)首飛。相比MRJ的“步履蹣跚”，ARJ從立項到首飛用的時間并不長。然而一款新客機要投入市場運行，必須獲得民航管理部門頒發(fā)的適航證，以證明飛機完全滿足安全飛行的要求。ARJ21按照最新適航標準進行審定，安全性等方面接受了嚴苛的考驗，并全程接受美國聯(lián)邦航空管理局的“影子審查”。相比之下，廣泛使用的空客A320客機用的是上世紀90年代的適航標準。國內(nèi)還沒有哪一架飛機是按照這樣嚴格的適航標準進行設(shè)計與驗證，因此ARJ21的安全性標準比其他飛機都要高。在6年的時間中，ARJ21經(jīng)歷了各種極限飛行測試，以證明它在極端環(huán)境下的安全性。

例如輪胎是維系飛機安全的重要部件，飛機爆胎、輪胎脫層與輪胎破損是每年發(fā)生最多的不安全事件類型。2014年5月20日，ARJ21按照最新修訂的適航標準，成功進行飛機主起落架艙內(nèi)輪胎爆破試驗，這在國際上也屬首次。試驗人員在飛機輪胎表面制造出模擬輪胎破損的痕跡，然后在主起落架艙內(nèi)引爆破損輪胎，驗證安裝在主起落架艙內(nèi)的關(guān)鍵設(shè)備是否能夠承受輪胎爆破所釋放的能量沖擊。ARJ21副總設(shè)計師趙克良介紹說：“此次試驗采用國際最嚴格的‘X’型爆破方式，輪胎爆破瞬間僅為11毫秒，釋放的能量卻相當于在主起落架艙內(nèi)引爆2顆手雷。由于ARJ21部分系統(tǒng)的管路與設(shè)備都集中在主起落架艙內(nèi)，一旦出現(xiàn)損傷，就會導致飛機喪失一系列重要功能，所以此項試驗是直接關(guān)系航空器運營安全的重要試驗。”

為驗證ARJ21在極端自然條件下仍具備安全飛行與運營的能力，它還進行了一系列艱難和充滿風險的試飛，其中最為苛刻的是自然結(jié)冰試驗。客機穿越結(jié)冰云層時，積聚在表面的冰層將嚴重影響客機的飛機性能，曾引發(fā)多起嚴重事故。根據(jù)適航法則的要求，ARJ21必須在真實的自然環(huán)境下進行結(jié)冰驗證，但經(jīng)歷4年的尋找，都未能在國內(nèi)捕捉到這樣的氣象條件。為堅持國際安全標準，ARJ21于2014年專門遠赴北美，進行自然結(jié)冰試飛并取得成功。

在ARJ21項目研制的過程中，隨著航空技術(shù)的飛速發(fā)展，商用飛機變得越來越復雜，飛機的安全性標準也在持續(xù)提高。美國聯(lián)邦航空局計劃到2025年將飛機事故的死亡人數(shù)減少到現(xiàn)在的一半，中國民用航空局也制定了類似的目標，重要的途徑就是不斷提高適航規(guī)章的要求來提升航空安全，例如要求飛機安裝風切變探測系統(tǒng)、防撞系統(tǒng)以及近地告警系統(tǒng)等。中國商飛適航管理部高級顧問鮑盼麒介紹說：“20年前不會有這些條款，它們的出現(xiàn)在提升安全性的同時，抬高了進入商用航空領(lǐng)域的門檻，無疑也對ARJ21的研制提出挑戰(zhàn)。”

中國商飛支線項目部部長謝燦軍介紹說，“我們用6年的時間來驗證ARJ21是否達到了10，驗證我們是否破解了這個‘民機安全性密碼’。雖然過程艱難，但最終得到局方的確認，獲得代表著市場準入的適航證。10就是我們民機人對公眾生命安全保證的工程闡釋。”

中國民機發(fā)展仍有諸多不足對于中國民機產(chǎn)業(yè)而言，ARJ21是開路先鋒，它在設(shè)計研制、適航取證、投放市場都將為國產(chǎn)干線客機C919打下堅實基礎(chǔ)。ARJ21項目總指揮羅榮懷曾形容說：“無論是探索商用飛機完整的研制經(jīng)驗，還是打造中國具有與歐美航空強國同等水平的商用飛機適航審定能力，所有這一切的改變，都從ARJ21飛機開始。”

在ARJ21之前，中國并沒有專業(yè)的民機試飛機構(gòu)，也缺乏成熟的民機試飛組織模式與管理模式，所有的經(jīng)驗都來自于軍機試飛。但事實證明，軍機試飛與商用飛機的試飛截然不同。中國商飛支線項目部楊艷紅回憶說，“最初規(guī)劃用36個月時間，1200多架次來完成試飛取證，但到2014年獲得適航證的時候，ARJ21已飛了2942架次，5258飛行小時，花了6年的時間，遠遠超出我們最初的規(guī)劃，這說明我們對技術(shù)成熟度把握得并不好。”她表示，“當時別說掌握民機試飛規(guī)律，就連很多試飛科目間的內(nèi)在關(guān)系和邏輯順序都需要我們自己去摸索，沒有可以借鑒的經(jīng)驗，而國外對于這些技術(shù)實質(zhì)上也是封鎖的。”

事實上，按照適航條款的要求來驗證一架飛機是異常艱難的，挑戰(zhàn)不僅僅來自這些試飛技術(shù)、驗證方法與審定程序。中國目前還沒有用于模擬極端氣象條件的大型試驗室，而在歐美國家，不僅有麥金勒氣候?qū)嶒炇遥墚a(chǎn)生各種氣候環(huán)境，可以在從-76.1℃到76.7℃等各種極端條件下進行系統(tǒng)試驗。此外，一些小型而專業(yè)化的技術(shù)公司也普遍服務(wù)于西方航空巨頭。

這種差距導致一組令人印象深刻的數(shù)字：發(fā)動機進氣道濺水試驗，波音公司用4個小時完成試驗，ARJ21用了9天的時間；自然結(jié)冰試飛，巴西ERJ190客機僅用7天，波音777用了17個月，ARJ21用了4年；獲得型號核準書，波音787飛機用4個月，ARJ21用了4年。

據(jù)巴西航空工業(yè)公司預測，截至2034年，中國將交付1020架70-130座級別的支線噴氣式客機。目前支線飛機的制造主要由巴西航空工業(yè)公司和加拿大龐巴迪公司壟斷。盡管中國、日本與俄羅斯都在加緊發(fā)展支線客機，但它們的訂單主要來自本土及盟國，相互之間搶占對方本土市場的可能性微乎其微，國際市場的競爭只能放眼于歐美、中東、亞太等地區(qū)?！?/p>