文‖上海國(guó)資記者 孫玉敏
ARJ21商用路
文‖上海國(guó)資記者 孫玉敏
從2008年11月28日首飛到取證,四架ARJ21試驗(yàn)機(jī)一共進(jìn)行了累計(jì)5258個(gè)小時(shí)的試飛,成為歷史上試飛時(shí)間最長(zhǎng)的飛機(jī)
2015年11月29日,由中國(guó)自主研制的首架噴氣式支線客機(jī)ARJ21,交付首家用戶——成都航空公司。
這是繼11月2日C919大型客機(jī)總裝下線后,中國(guó)航空工業(yè)又一重大突破。標(biāo)志著國(guó)內(nèi)航線將首次擁有自己的噴氣式支線客機(jī),更標(biāo)志著中國(guó)走完了噴氣式支線客機(jī)設(shè)計(jì)、試制、試驗(yàn)、試飛、取證、生產(chǎn)、交付全過(guò)程,具備了噴氣式支線客機(jī)的研制能力和適航審定能力。
進(jìn)行為期3個(gè)月左右空載試運(yùn)營(yíng)后, 2016年3月,ARJ21將開(kāi)啟航線運(yùn)營(yíng)的全新旅程。
歷經(jīng)長(zhǎng)達(dá)11年3個(gè)月的適航審查、超過(guò)6年的試驗(yàn)試飛后,ARJ21終成中國(guó)首款按照國(guó)際民航規(guī)章研制的客機(jī),幾乎每一項(xiàng)工作都在填補(bǔ)中國(guó)商用飛機(jī)研制領(lǐng)域的空白。
對(duì)中國(guó)民機(jī)事業(yè)而言,ARJ21更像一個(gè)探路者。
機(jī)制方面的探索在最初上馬時(shí)即開(kāi)始。2000年2月15日,朱镕基召集會(huì)議聽(tīng)取民用飛機(jī)發(fā)展思路匯報(bào)。會(huì)議明確了民機(jī)發(fā)展要按照市場(chǎng)機(jī)制發(fā)展。中國(guó)航空工業(yè)第一集團(tuán)公司開(kāi)拓創(chuàng)新,啟動(dòng)ARJ21新支線飛機(jī)的研制工作,2002年經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)立項(xiàng),調(diào)動(dòng)資源、組織力量,成立項(xiàng)目公司——中航商用飛機(jī)有限公司。
2006年,國(guó)務(wù)院發(fā)布《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》,將大型飛機(jī)重大專項(xiàng)確定為16個(gè)重大科技專項(xiàng)之一。一年后,中央正式做出了自主研制大型飛機(jī),發(fā)展有競(jìng)爭(zhēng)力民用航空產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略性決策。這是我國(guó)在國(guó)家層面做出的第四次發(fā)展大型民機(jī)決策,終于促成了C919的面世。
據(jù)ARJ21項(xiàng)目督查組成員劉乾酉回憶,大飛機(jī)項(xiàng)目論證他參加過(guò),當(dāng)時(shí)提出的建議中有一條就是要保證大飛機(jī)項(xiàng)目的市場(chǎng)機(jī)制,明確大飛機(jī)的經(jīng)營(yíng)責(zé)任主體,軍民分線才能解決爭(zhēng)端、真正形成民機(jī)產(chǎn)業(yè)化的核心能力。
2008年5月,隨著中國(guó)商飛的成立,中國(guó)民機(jī)擁有了參與世界民機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的主體以及產(chǎn)業(yè)化的責(zé)任主體。ARJ21的研制任務(wù)也從中航工業(yè)轉(zhuǎn)到了中國(guó)商飛。
中國(guó)民機(jī)產(chǎn)業(yè)隨即逐步完成了整合重組、軍民分線,形成了產(chǎn)業(yè)核心能力。
通過(guò)ARJ21項(xiàng)目,中國(guó)民機(jī)還探索出“堅(jiān)持以我為主、自主創(chuàng)新,在擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的前提下,積極開(kāi)展多種形式的國(guó)際合作”的發(fā)展途徑;形成了“主制造商—供應(yīng)商”模式。
劉乾酉表示,中國(guó)已基本建成以中國(guó)商飛為核心、聯(lián)合中航工業(yè)、輻射全國(guó)面向全球的民機(jī)產(chǎn)業(yè)體系。
2007年12月21日,首架ARJ21-700飛機(jī)在上??傃b下線,一年后完成首飛,開(kāi)始為中國(guó)民航進(jìn)行更大的“探索”,開(kāi)辟中國(guó)民機(jī)適航審定的“處女地”。
一架民航客機(jī)在投入運(yùn)營(yíng)前,要經(jīng)過(guò)極為嚴(yán)格甚至嚴(yán)苛的測(cè)試,以確保其在投入使用的近8萬(wàn)小時(shí)的壽命里出現(xiàn)事故的概率低于一百億分之一。
這些嚴(yán)苛的測(cè)試,專業(yè)的表達(dá)稱為“適航審查”。飛機(jī)的安全性不僅飛機(jī)制造商和承運(yùn)航空公司要負(fù)責(zé),政府也必須監(jiān)管,適航審查就是政府對(duì)航空產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)的市場(chǎng)監(jiān)管職責(zé)的體現(xiàn)。一架民機(jī)進(jìn)入市場(chǎng)前,必須先通過(guò)“適航審查”拿到飛機(jī)型號(hào)合格證(TC)。
ARJ21的適航審查依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是《中國(guó)民用航空規(guī)章》第25部《運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)》(CCAR-25)。這一標(biāo)準(zhǔn)完全參照美國(guó)聯(lián)邦航空管理局“FAA-25”標(biāo)準(zhǔn),與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌。據(jù)ARJ21項(xiàng)目副總指揮、中國(guó)商飛上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院院長(zhǎng)郭博智介紹,適航審查過(guò)程中,F(xiàn)AA也一直參與“影子審查”,審查中國(guó)民航局是否具備適航審查能力。
“根據(jù)這一標(biāo)準(zhǔn),ARJ21要滿足398個(gè)適航條款、通過(guò)528個(gè)試飛科目?!惫┲潜硎?,每一個(gè)科目怎么試飛,需要哪些數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)怎么分析,會(huì)遇到哪些問(wèn)題,如何解決,這些在我國(guó)全是空白。所以某種意義,ARJ21進(jìn)行的并不是一款飛機(jī)的試飛,而是一個(gè)國(guó)家的試飛。
填補(bǔ)空白的日子總是漫長(zhǎng)又艱難。
適航審查歷時(shí)11年又3個(gè)月,試驗(yàn)試飛超過(guò)6年??傆?jì)完成了300項(xiàng)驗(yàn)證試驗(yàn)、285個(gè)表明符合性試飛科目、32本試飛大綱以及厚度高達(dá)30米的3418份符合性驗(yàn)證報(bào)告……為確保審查的嚴(yán)格性和驗(yàn)證的充分性,ARJ21局方試飛科目數(shù)量達(dá)到申請(qǐng)人表明符合性試飛數(shù)量的80%,而國(guó)際上的局方試飛,一般是申請(qǐng)人試飛的30%。
“這表明ARJ21的試飛比國(guó)際通行的慣例要嚴(yán)格許多?!惫┲菑?qiáng)調(diào)。
而其安全邊界,全靠試飛員飛出來(lái)。試飛團(tuán)隊(duì)的任務(wù)就是在任何日常飛行幾乎不可能出現(xiàn)的嚴(yán)苛條件中,例如高溫、高寒、大規(guī)模結(jié)冰、失速等條件中試驗(yàn)出飛機(jī)安全性的邊界。
為了測(cè)試飛機(jī)的失速特性,試飛員基本上白天試飛、晚上看數(shù)據(jù)。因?yàn)榭磾?shù)據(jù)是為了排除隱患,當(dāng)天就必須處理完畢。據(jù)ARJ21飛機(jī)副主任設(shè)計(jì)師李棟成介紹,對(duì)試飛團(tuán)隊(duì)而言,工作到凌晨?jī)扇c(diǎn)非常正常?!?011年11月11日,我們?cè)囷w員共做了111個(gè)失速動(dòng)作,數(shù)字也算是個(gè)紀(jì)念?!?/p>
郭博智表示,因?yàn)楹芏嗍虑槎际堑谝淮巫觯瑖?guó)內(nèi)缺乏相應(yīng)條件,許多試飛科目需要追逐氣象環(huán)境。比如為了測(cè)試飛機(jī)在大側(cè)風(fēng)環(huán)境下的起降性能,整個(gè)團(tuán)隊(duì)遍訪中國(guó)的各大機(jī)場(chǎng),終于在新疆一個(gè)廢棄的軍用機(jī)場(chǎng)找到適宜的環(huán)境。為了測(cè)試在高寒環(huán)境下的起降性能,必須到內(nèi)蒙古海拉爾零下45度的氣候中凍上一整晚。“為了完成實(shí)驗(yàn),很多工作人員當(dāng)天要守候到凌晨?jī)牲c(diǎn)到三點(diǎn),有女士眼睫毛上都結(jié)了冰?!惫┲钦f(shuō)。
對(duì)于適航驗(yàn)證之艱難,ARJ21-700飛機(jī)副總設(shè)計(jì)師朱廣榮也深有體會(huì)。“我們只有零碎的飛機(jī)研制積累,要和人家做了民機(jī)100多年的競(jìng)爭(zhēng),還要按照它們制定的游戲規(guī)則設(shè)計(jì)。怎么理解適航條款、用什么方法驗(yàn)證,好多程序以前不知道,都要慢慢適應(yīng)?!?/p>
朱廣榮說(shuō),“現(xiàn)在我們還沒(méi)有水平考慮用最低成本去驗(yàn)證,只要方法有效就OK,時(shí)間花費(fèi)長(zhǎng)就長(zhǎng)在找方法上,這就是學(xué)費(fèi)和代價(jià)。”
據(jù)朱廣榮介紹,ARJ21-700靜力試驗(yàn)共計(jì)28項(xiàng),其中全機(jī)工況5項(xiàng),有4項(xiàng)要做到極限載荷。全世界沒(méi)有任何一架飛機(jī)在全機(jī)靜力試驗(yàn)中,所有的工況全部做到了極限載荷,也沒(méi)有哪一架飛機(jī)像ARJ21-700飛機(jī)靜力試驗(yàn)機(jī)這樣,承擔(dān)了如此繁重而嚴(yán)酷的試驗(yàn)任務(wù)。
“ARJ21是中國(guó)民機(jī)第一個(gè)真正按照CCAR25部進(jìn)行適航驗(yàn)證的項(xiàng)目,對(duì)我們和對(duì)中國(guó)民用航空局(CAAC)都是頭一遭。因?yàn)槿鄙傩吞?hào)研制經(jīng)驗(yàn)的數(shù)據(jù)積累,CAAC嚴(yán)格要求全部進(jìn)行極限載荷試驗(yàn),以驗(yàn)證我們的計(jì)算與分析能力?!?/p>
如果試驗(yàn)出現(xiàn)波折,相關(guān)適航審查會(huì)變得更嚴(yán)格。2009年12月1日,ARJ21-700飛機(jī)01架機(jī)在進(jìn)行2.5G全機(jī)穩(wěn)定俯仰100%極限載荷試驗(yàn)時(shí),當(dāng)加載負(fù)荷到87%時(shí),機(jī)身中后段龍骨梁出現(xiàn)失穩(wěn)破壞。如果試驗(yàn)沒(méi)有保護(hù)系統(tǒng),試驗(yàn)機(jī)機(jī)身就會(huì)折斷。
“此后,局方代表對(duì)我們信任度大大下降,連常識(shí)性的計(jì)算都要用試驗(yàn)來(lái)說(shuō)話?!?朱廣榮說(shuō)。
要補(bǔ)救,唯一的辦法是解決問(wèn)題,用事實(shí)說(shuō)話。
經(jīng)過(guò)7個(gè)多月的艱難攻關(guān),2010年6月28日,該項(xiàng)極限載荷試驗(yàn)最終圓滿完成?;仡櫷?,朱廣榮表示,ARJ21極限載荷試驗(yàn)的插曲,鍛煉出了一支“能打硬仗,善打硬仗,敢拼敢吃苦”的隊(duì)伍。更重要的是,他們和局方一起,摸索出了中國(guó)民機(jī)研制處理實(shí)驗(yàn)故障的完整程序,也重新獲得了局方的信任?!懊绹?guó)FAA對(duì)所有專業(yè)進(jìn)行審查打分時(shí),唯獨(dú)給結(jié)構(gòu)強(qiáng)度專業(yè)從頭到尾都是綠燈,他們看到也認(rèn)可了我們處理問(wèn)題的能力?!?/p>
2014年12月30日,ARJ21終于取得了中國(guó)民用航空局頒發(fā)的飛機(jī)型號(hào)合格證(TC)。從2008年11月28日首飛到取證,四架ARJ21試驗(yàn)機(jī)一共進(jìn)行了累計(jì)5258個(gè)小時(shí)的試飛,成為歷史上試飛時(shí)間最長(zhǎng)的飛機(jī)。
取得型號(hào)合格證,并不意味著ARJ21可以直接交付客戶公司使用。要成功“嫁”給客戶,ARJ21還需要過(guò)“客戶服務(wù)”這一關(guān)。
“民機(jī)市場(chǎng)有3大競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn),市場(chǎng)營(yíng)銷、研制生產(chǎn)和客戶服務(wù)?!痹趧⑶峡磥?lái),一架飛機(jī),光技術(shù)成功還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,還要獲得市場(chǎng)認(rèn)可,從市場(chǎng)上賺錢(qián)?!皼](méi)有客戶服務(wù),就沒(méi)有民機(jī)。經(jīng)得起使用的,才是好飛機(jī)?!?/p>
ARJ21取得型號(hào)合格證后,為更好地符合中國(guó)民航局的運(yùn)行要求和首發(fā)用戶成都航空的運(yùn)營(yíng)實(shí)際,中國(guó)商飛需要對(duì)飛機(jī)進(jìn)行了必要的改進(jìn)和完善;為提前暴露航線運(yùn)行中可能出現(xiàn)的問(wèn)題,降低首批飛機(jī)正式投入航線運(yùn)營(yíng)后的風(fēng)險(xiǎn),中國(guó)商飛與成都航共同組織實(shí)施了模擬航空公司模式的航線演示飛行,從2015年3月起,半年多時(shí)間,ARJ21在15個(gè)機(jī)場(chǎng)間“體驗(yàn)飛行”116架次/200小時(shí)48分,體驗(yàn)飛行乘客達(dá)到1866人次。
這期間,ARJ21還要通過(guò)轉(zhuǎn)機(jī)型訓(xùn)練(T5)測(cè)試。
T5測(cè)試是航空器評(píng)審(AEG)的一部分。是AEG中專門(mén)針對(duì)全新機(jī)型的一項(xiàng)測(cè)試,分地面理論訓(xùn)練測(cè)試、飛行模擬機(jī)訓(xùn)練測(cè)試、本場(chǎng)訓(xùn)練測(cè)試3個(gè)階段。主要是通過(guò)對(duì)飛行員的訓(xùn)練,確定新飛機(jī)的型別等級(jí)和訓(xùn)練規(guī)范,產(chǎn)生首批獲得型別等級(jí)的駕駛員和局方監(jiān)察員。
T5測(cè)試主要是針對(duì)兩種飛機(jī)機(jī)型之間差異的等級(jí)專業(yè)測(cè)試,是局方飛行員對(duì)飛機(jī)的可操作性、可運(yùn)行性以及運(yùn)行手冊(cè)的一次“全面體檢”。
一方面,T5測(cè)試是局方飛行員根據(jù)目前最新的民航法規(guī)要求對(duì)飛機(jī)的可操作性、可運(yùn)行性等進(jìn)行全方位審查,由于一款飛機(jī)設(shè)計(jì)研發(fā)周期相對(duì)較長(zhǎng),在研發(fā)之初沒(méi)有遇到的問(wèn)題,可能會(huì)隨著民航標(biāo)準(zhǔn)的更新而顯現(xiàn)出來(lái),因此要通過(guò)不斷的優(yōu)化改進(jìn)來(lái)適應(yīng)當(dāng)前最新的民航法規(guī)要求。
另一方面,T5測(cè)試涉及飛機(jī)駕駛艙設(shè)計(jì)、運(yùn)行手冊(cè)和飛行操作程序設(shè)計(jì)、型別等級(jí)訓(xùn)練大綱和教材、飛行模擬機(jī),以及飛行教員能力等方面的評(píng)估與審查,既要同時(shí)滿足審定方和運(yùn)行方航空公司的安全運(yùn)營(yíng)等相關(guān)規(guī)定要求,同時(shí)也要滿足自身建設(shè)要求。
因此,T5測(cè)試無(wú)論對(duì)審定方、申請(qǐng)方和運(yùn)行方都是一次巨大的挑戰(zhàn)。
實(shí)際上,早在2009年12月24日,T5測(cè)試項(xiàng)目即正式啟動(dòng)。當(dāng)時(shí)的主要工作,是技術(shù)出版物包括飛行員俗稱的“使用手冊(cè)”的編撰。
中國(guó)商飛客服公司技術(shù)出版物副部長(zhǎng)趙鵬說(shuō),技術(shù)出版物是保證飛機(jī)正常運(yùn)營(yíng)的重要技術(shù)保障,在飛機(jī)交付后的全壽命周期內(nèi),長(zhǎng)達(dá)二三十年時(shí)間,都要與客戶服務(wù)相伴,由主制造商負(fù)責(zé)維護(hù)更新?!叭ズ秃娇展敬蚪坏罆r(shí),他們第一句問(wèn)的就是,你們手冊(cè)怎么樣。作為終端產(chǎn)品,手冊(cè)集中反映了飛機(jī)前端的設(shè)計(jì)制造。”
“發(fā)生特情時(shí),飛行員必須按照手冊(cè)來(lái)處理。因此飛行機(jī)組操作手冊(cè)也是編寫(xiě)團(tuán)隊(duì)遇到的最大最難的課題?!壁w鵬說(shuō)。
為此,趙鵬和他的隊(duì)友們,從飛機(jī)設(shè)計(jì)階段就介入記錄數(shù)據(jù),經(jīng)歷了試驗(yàn)和試飛全程,總計(jì)編撰了38本飛機(jī)技術(shù)出版物,厚達(dá)6、7萬(wàn)頁(yè),其中維修類24本,包括飛機(jī)維修手冊(cè)、飛機(jī)圖解零件目錄、故障隔離手冊(cè)等,飛行類14本,包括飛行機(jī)組操作手冊(cè)、飛機(jī)線路圖手冊(cè)、重量平衡手冊(cè)等。
2014年11月初,ARJ21進(jìn)行了第一次T5測(cè)試,但沒(méi)有獲得通過(guò)。飛行類操作手冊(cè)未獲局方批準(zhǔn)認(rèn)可是原因之一。
王媛媛是飛行機(jī)組操作手冊(cè)主編,她坦言,早期的飛行類手冊(cè)“主要從設(shè)計(jì)角度編寫(xiě),沒(méi)有站在飛行員的角度考慮實(shí)際使用問(wèn)題,T5測(cè)試時(shí)飛行員一用就暴露出不便使用和掌握的問(wèn)題?!爱?dāng)時(shí)給我們的結(jié)論是不可用?!?/p>
中國(guó)商飛客服公司飛行訓(xùn)練部副部長(zhǎng)楊軍回憶,有一次飛行訓(xùn)練中,出現(xiàn)一條電力故障信息,隨后連帶出幾十條延伸故障信息,顯示屏上根本看不出哪一條是主故障,飛行員不可能面對(duì)幾十條故障信息逐一對(duì)照檢查單操作。最終,手冊(cè)編寫(xiě)決定改進(jìn)快速檢查單,給主故障加上了標(biāo)識(shí)。
第一次T5測(cè)試后,飛行機(jī)組操作手冊(cè)陸續(xù)改了5個(gè)版本。僅快速檢查單就修改了一個(gè)月,從樣式、元素、字體和程序間行距,都做了優(yōu)化。
2015年11月8日,ARJ21-700飛機(jī)T5測(cè)試及航空器評(píng)審(AEG)總結(jié)會(huì)在上海召開(kāi)。經(jīng)過(guò)評(píng)審,ARJ21-700飛機(jī)通過(guò)T5測(cè)試,成都航空四名駕駛員獲得了首批ARJ21-700飛機(jī)駕駛員資格授權(quán)書(shū)(LOA)。這標(biāo)志著ARJ21飛機(jī)的訓(xùn)練大綱、手冊(cè)、培訓(xùn)體系以及程序通過(guò)局方審定,歷時(shí)6年的AEG評(píng)審項(xiàng)目全部通過(guò)。
“測(cè)試結(jié)束時(shí),成都航空總經(jīng)理說(shuō),現(xiàn)在的手冊(cè)我們敢用了。這是對(duì)我們工作的最高評(píng)價(jià)?!蓖蹑骆抡f(shuō)。
21天后,首架ARJ21成功交付給成都航空公司。
它的商用路,其實(shí)才剛剛開(kāi)始。