鯤龍“入海” 試飛護航
“鯤龍”AG600海上首飛背后的試飛故事
7月26日上午，國產(chǎn)大型水陸兩棲飛機“鯤龍”AG600如蛟龍入海般劃開海面，激起浪花翻涌。在海上完成機身回轉(zhuǎn)、調(diào)整方向，旋即重新加速、機頭上昂，又如鯤鵬上天一般騰空而起……AG600飛機在山東青島團島附近海域成功實現(xiàn)海上首飛。
7月26日，水陸兩棲飛機AG600在海面滑行。 新華社記者 李紫恒 攝
作為國家應急體系的“空中利器”，水陸兩棲大飛機“鯤龍”AG600，是為滿足我國森林滅火和水上救援的迫切需要，首次研制的大型特種用途民用飛機。AG600飛機與C919、運-20并稱國產(chǎn)大飛機“三劍客”，是我國航空工業(yè)堅持自主創(chuàng)新取得的又一重大科技成果。
2017年12月24日，AG600飛機在誕生地廣東珠海順利陸上首飛；2018年10月20日，在湖北荊門漳河機場成功水上首飛。“海上首飛是在水上首飛基礎上取得的進步，推動了AG600飛機的適航取證工作，將加快填補我國森林滅火和海上救援體系空白。”AG600型號試飛總師王誠華說。
一款飛機從總裝完畢到交付使用要經(jīng)過數(shù)年的試飛工作，才能使飛機處于最穩(wěn)定的飛行狀態(tài)，保證飛機飛行結(jié)果的準確科學。在歐美航空工業(yè)發(fā)達國家，試飛周期和研制周期是1：1的關(guān)系。
試飛AG600是我國首次對水陸兩棲大飛機進行全面、完整、系統(tǒng)地試飛，是完善我國試飛體系的里程碑。
7月26日，水陸兩棲飛機AG600在海面滑行。新華社記者 李紫恒 攝
水上飛機曾在20世紀20年代至50年代末獨領風騷。那時飛機穩(wěn)定性相對較差，陸上機場不多且跑道狀況不佳，給不需要借助起落架及陸地就能完成起降的水上飛機提供了良好發(fā)展空間。1976年，新中國第一型自主研發(fā)水上反潛轟炸機水轟-5首飛成功，在沒有專職水上飛機試飛員的情況下由海軍組成團隊完成試飛。
在經(jīng)過40多年空檔期后，我國再次研發(fā)水陸兩棲大飛機，試飛任務落在航空工業(yè)試飛中心的肩上。
“沒做過不代表做不成。”在“中國試飛國家隊”航空工業(yè)試飛中心60余年的發(fā)展歷程中，實現(xiàn)了諸多從0到1的突破，靠著“忠誠擔當、求實創(chuàng)新、公正嚴細、堅韌勇毅”的試飛精神，從軍機、民機再到特種用途民用飛機實現(xiàn)了中國航空試飛技術(shù)的跨越發(fā)展，為中國之翼翱翔天際保駕護航。
飛向海天之間
開車、滑出、起飛……在試飛機長趙生操作下，AG600飛機成功從海面踏浪而起。作為AG600飛機水上首飛的機長，趙生已經(jīng)多次駕駛飛機與水面“親密接觸”，可為了這次海上首飛，他和試飛團隊6月26日就到了山東日照按照海上首飛的要求進行熟悉空域氣象、水文等準備。
7月26日，機組人員在水陸兩棲飛機AG600成功進行海上首飛返回日照山字河機場后合影。新華社記者 王凱 攝
“海上試飛環(huán)境復雜、不確定因素多，比水上試飛又上升了一個難度，需要克服海水密度大、洋流、浪涌等特殊自然條件對飛機操縱帶來的影響。”趙生說，“如果說陸上起降是在普通平路上騎車，那在海上起降就像是在結(jié)冰的路面騎車一樣，反應、決策和各種操縱都必須非常及時。”
從事試飛工作25年的陳明參與了AG600飛機陸上首飛和水上首飛。在他看來，試飛員要做的是通過自己的技術(shù)把飛機所有的能力展現(xiàn)出來，并對飛機是否能夠完成它應該承擔的各項任務進行評估。“這要求飛行員具備學習能力、評估能力和溝通能力。”
面對全新的水陸兩棲大飛機，試飛員們首先要做的就是學習，可當時國內(nèi)在技術(shù)和設備上都不具備水上試飛的培訓條件。實際上，目前世界上研發(fā)水陸兩棲大飛機的只有加拿大、俄羅斯、日本等國家。經(jīng)過對教學條件、技術(shù)水平、機型匹配度等多方面權(quán)衡，試飛項目團隊最終選擇了加拿大的試飛學校。
2015年，在AG600飛機還沒有總裝下線時，試飛項目團隊的部分隊員就登上了前往加拿大的飛機。4個月的培訓為試飛員和科研團隊開啟了水上試飛的大門。初次接觸國外先進水上試飛理論、水上適航專用條件、水上駕駛技術(shù)的試飛團隊隊員如海綿一樣，迅速吸收各種知識，將所學和收集到的資料編纂成500多頁的《水上飛機試飛譯文資料匯編》，對國內(nèi)水上飛機試飛技術(shù)的研究有重要指導意義。
與此同時，為陸上首飛進行的各項試飛準備也緊鑼密鼓地進行。作為全新設計的大飛機，在AG600飛行模擬器尚未研制成功期間，試飛員選用與AG600飛機一樣有著四臺渦輪螺旋槳發(fā)動機且大小、重量相近的運-8作為替代，實施模擬飛行訓練。
經(jīng)過一年多的準備、30多小時的模擬飛行訓練，2017年12月24日上午，由機長趙生、副駕駛陳明、機械師魏鵬和監(jiān)控觀察員孫康寧組成的首飛機組，駕駛AG600飛機騰空而起，在珠海機場西南3000米高度規(guī)定的空域內(nèi)平穩(wěn)飛行64分鐘，完成了飛機各系統(tǒng)和基本操縱特性初步檢查、模擬著陸等預定試飛科目，圓滿完成了陸上首飛任務。
“水上試飛比陸上試飛面臨更大風險。”陳明說，水上起降不僅要考慮水面環(huán)境的影響，對飛機姿態(tài)和速度的掌控也要比陸上操作精細許多，要想獲得完美的著水，飛機俯仰角控制只能在兩三度的范圍內(nèi)調(diào)整。掌握不好飛機就會像打水漂一樣在水面上跳躍，跳躍又很可能使飛機進入低高度失速。在前期試飛基礎上，飛行機組在荊門漳河水庫上進行10余架次的低、中、高速滑行，熟悉并掌握AG600飛機的水上滑行及起降特性。
陸上首飛一年后，2018年10月20日，AG600飛機在荊門漳河機場滑行入水，隨即從水面騰空而起，完成既定一系列試飛科目后，成功經(jīng)受了水上首飛的考驗。
“海上試飛是一次挑戰(zhàn)。但同時，無論是對于試飛員還是對于我國試飛體系來說，海上首飛更是一次提升海上試飛技術(shù)、積累水上飛機試飛經(jīng)驗的重要契機。”趙生說。
水上試飛體系實現(xiàn)從0到1的突破
2020年7月26日10時49分許，AG600飛機在完成一系列既定試飛科目后順利返回出發(fā)機場。伴隨著《歌唱祖國》的旋律，飛機通過歡迎水門，機長趙生報告順利完成首次海上起降科研試飛任務。
7月26日，水陸兩棲飛機AG600在日照山字河機場起飛。新華社記者 王凱 攝
在1000多公里外的航空工業(yè)試飛中心里，參與AG600飛機試飛項目的飛機所、發(fā)動機所、航電所、測試所、改裝部和機務部成員彼此擁抱慶賀。
試飛是一個系統(tǒng)工程。如果將它比作一出舞臺劇，試飛機組就是臺前的演員，而飛機平臺、發(fā)動機、航電、測試改裝、機務、飛行組織系統(tǒng)及型號辦等團隊相當于燈光、道具、舞美，臺前幕后缺一不可。
作為“總導演”，王誠華曾經(jīng)在殲10、殲11、L-15、ARJ21-700等多個機型的試飛取證工作中擔任主管或副總師。王誠華說，航空工業(yè)試飛中心最初承擔的是軍機的試飛取證工作，隨著我國民用航空事業(yè)的發(fā)展，從新舟60到新舟600再到ARJ21-700，逐步形成了民機適航取證的完整體系。“但以往的試飛和適航取證體系都是針對陸上試飛，在AG600飛機以前航空工業(yè)試飛中心水上試飛可以說是一片空白。”
“填補空白”的重任，在王誠華、吳春麟、朱海龍、董巍組成的試飛總師團隊指揮下，由一支精兵強將組成的“拓荒部隊”挑起：試飛員陳明，有著6000多小時的試飛經(jīng)驗；飛機所課題主管郗超，是技術(shù)扎實、頭腦靈活的“80后”，發(fā)動機所課題主管馬爭勝，在發(fā)動機試飛領域耕耘20余年；航點所課題主管趙俊茹，擁有著豐富的軍民機試飛經(jīng)驗；改裝工程師張波，做得多、說得少，不斷追求技術(shù)創(chuàng)新……
2014年，AG600飛機試飛項目正式啟動，赴加拿大培訓、編制試飛相關(guān)技術(shù)文件、實施水上性能/操穩(wěn)特性和任務系統(tǒng)試飛技術(shù)研究的預研項目，各項工作緊鑼密鼓地進行。其中，預研項目涉及水上起降試飛技術(shù)研究、抗浪指標研究、救援/滅火任務系統(tǒng)試飛技術(shù)研究、水面測試技術(shù)研究等多項水上試飛關(guān)鍵技術(shù)，取得的成果成為我國開展水上試飛的奠基石。記者蔡馨逸、毛海峰
適航取證試飛首先需要確定飛機適用的條款規(guī)章，AG600飛機水上試飛工作填補了我國民機適航審定試飛體系中水上試飛的多項空白。
7月26日，水陸兩棲飛機AG600在海面滑行。新華社記者 李紫恒 攝
“我國此前沒有諸如水面最小操作速度、離水速度等規(guī)章要求。”郗超說，為了這次AG600飛機試飛工作，項目團隊在對水上飛機飛行特點以及中國民用航空規(guī)章深入研究的基礎上，結(jié)合國外培訓經(jīng)驗，推薦制定了包括水面最小操縱速度、水面起飛航跡等在內(nèi)的多項專用條件，目前這些專用條件已經(jīng)獲得局方的批準，可以說這些研究為AG600飛機水上試飛提供了“法律”依據(jù)。
“在明確了飛機需遵循的適航標準后，如何驗證飛機與條款規(guī)章之間的符合性是另一重要的工作。”郗超說，為此項目團隊在搜集大量國內(nèi)外資料的基礎上，在仿真模擬和水洞試驗結(jié)果總結(jié)的基礎上，完成了水面試飛各個科目的試飛方法研究，為AG600飛機水上試飛提供了技術(shù)支撐。
在試飛過程中，團隊還不斷提出合理化改善意見，幫助AG600飛機更好地實現(xiàn)預期目標。
據(jù)馬爭勝介紹，AG600飛機采用的國產(chǎn)渦輪螺旋槳發(fā)動機，是目前我國經(jīng)過民用飛機取證且穩(wěn)定性較好的一款發(fā)動機，但該款發(fā)動機并不是專為水陸兩棲大飛機設計的。“針對水上和海上環(huán)境，在試飛過程中，要不斷完善飛機的防腐蝕、防鹽霧功能。”
2018年，項目團隊在珠海進行陸上試飛時，飛機的2號發(fā)動機意外發(fā)生空中停車。隨后在王誠華總師的帶領下，項目團隊第一時間展開對數(shù)據(jù)的分析，課題主管郗超首先發(fā)現(xiàn)發(fā)動機運行參數(shù)“似乎”一切正常，然而對停車前后數(shù)據(jù)仔細研究后判定是發(fā)動機的順槳信號引發(fā)的停車現(xiàn)象。在經(jīng)過對故障樹詳細分析后，最終發(fā)現(xiàn)空中停車故障是由于扭矩傳感器出現(xiàn)銹蝕而導致發(fā)動機意外發(fā)出順槳信號而導致。
“珠海空氣濕度大、鹽度高，對發(fā)動機造成了一定影響。這就是使用環(huán)境發(fā)生變化帶來的新問題，”馬爭勝說，“在試飛過程中，要不斷發(fā)現(xiàn)新問題，排除各種使用條件下可能產(chǎn)生的安全隱患。”
國產(chǎn)水陸兩棲大飛機AG600的成功完成陸上、水上、海上首飛，實現(xiàn)了水上和海上試飛體系從0到1的突破。這是AG600飛機邁向交付使用的一大步，也是成為我國試飛領域里程碑式的實踐。“接下來，我們還將和研發(fā)團隊共同完成投給水改裝、任務系統(tǒng)驗證等工作，讓AG600早日承擔起滅火和救援的任務。”王誠華說。
試飛鋪就通天路
國產(chǎn)水陸兩棲大飛機AG600試飛，是航空工業(yè)試飛中心接受的眾多挑戰(zhàn)之一。“作為’國家級飛行試驗平臺’，沒做過不代表做不到，反而更要做好。”陳明說。
支撐陳明有如此底氣的是我國試飛事業(yè)60多年的經(jīng)驗積累。
7月26日，水陸兩棲飛機AG600機組人員在成功進行海上首飛后走下飛機。新華社記者 王凱 攝
61年前，一群年齡不到30歲的年輕人，在一片荒蕪中，開啟了我國的試飛事業(yè)。1959年4月15日成立的飛行研究院（現(xiàn)改稱航空工業(yè)試飛中心），使我國成為當時繼美、蘇、英、法之后，第五個擁有設計、制造、試飛這一完整航空工業(yè)鏈的國家。
當時，無論是飛行研究院的生活條件、飛行試驗條件都是“一窮二白”。一口開掘于上世紀50年代初、深80多米的水井，直到2007年還是飛行研究院主要水源地。試飛時，幾十個極其原始的測控設備自記器把原本就局促的駕駛艙塞得滿滿當當，試飛員在駕駛艙里行動十分不便，雙腿常被自記器蹭破皮。
7月26日，水陸兩棲飛機AG600在海面滑行。新華社記者 李紫恒 攝
在這樣的條件下，國家級的試飛體系一點一滴地建立起來。隨著新機型試飛項目越來越多，對飛行試驗的儀器、設備、設施和試飛員素質(zhì)的要求越來越高。
1994年，旨在培養(yǎng)碩士試飛員的中國試飛員學院正式成立。ARJ21-700飛機的首席試飛員趙鵬就是中國試飛員學院首屆碩士畢業(yè)生。2008年11月28日，趙鵬作為試飛機組機長駕駛著我國首架ARJ21-700在上海首飛成功。
2002年立項的ARJ21-700飛機，是21世紀我國立項的第一個民用飛機項目，被看作國產(chǎn)大飛機的影子工程。同時，ARJ21-700飛機也是我國首次與美國雙邊適航談判的項目，完全參照美國飛機安全和技術(shù)標準進行試飛。
“美國人不信任中國人的試飛能力，ARJ21-700飛機能否試飛過關(guān)已關(guān)系著國際航空工業(yè)界對中國人飛機試飛能力的評價。”ARJ21-700飛機的試飛總師趙杰說。在這種情況下，趙杰和試飛團隊已沒有其他想法，只有豁出去干了。
在試飛最艱苦、最緊張的時候，趙杰在辦公室睡了兩個冬天，日夜指揮著試飛團隊加快試飛進程。由于很多試飛課目都是第一次進行，不少試飛大綱都是第一次編寫，加上中國民航局審查組要求100％試飛課目抽查，ARJ21-700飛機試飛的工作量約為波音、空客試飛工作量的兩到三倍，是國內(nèi)外所有民機試飛工作量最大的一個項目。2013年，民機試飛的所有關(guān)鍵技術(shù)終于取得突破。
“拿下ARJ21-700飛機的試飛，我們做民用大飛機的試飛就會水到渠成。”正如趙杰所說，ARJ21-700的試飛工作讓我國民機的試飛技術(shù)上升到與波音、空客處于一個量級水平，并建立了一支高素質(zhì)的民機試飛隊伍。
AG600飛機試飛團隊的大部分骨干人員都經(jīng)歷過ARJ21-700飛機項目的鍛煉。成功完成ARJ21-700飛機的試飛，從無到有構(gòu)建起民機試飛體系，讓試飛團隊在試飛技術(shù)、心理抗壓能力和自信心方面都有了質(zhì)的提升。同時，ARJ21-700飛機包括最小離地速度試飛、最大能量剎車試飛、最大抗側(cè)風能力試飛以及濺水試驗在內(nèi)的多項風險科目基本上都會用到AG600飛機的試飛工作中。
試飛鋪就通天路。60多年的試飛發(fā)展歷程證明，健全的適航審定試飛體系可以有力促進民用航空工業(yè)發(fā)展，反之，則會成為民用航空工業(yè)發(fā)展的掣肘。目前，我國已經(jīng)形成先建模型（預測性試飛評估）再飛行最后根據(jù)飛行數(shù)據(jù)驗證模型的數(shù)字化、智慧化試飛模式，大幅提升試飛效率，緊追世界先進試飛水平。
與此同時，一批名校畢業(yè)的年輕試飛員正在專業(yè)培養(yǎng)體系中不斷精進技術(shù)。1989年出生的蔣丹丹從西北工業(yè)大學碩士畢業(yè)后，經(jīng)過5年多的培訓，成為我國首位民機女試飛員，已經(jīng)參與過C919大型客機的科研試飛任務。在AG600飛機下一階段的試飛任務中，蔣丹丹也將成為團隊中的一員。
“我趕上了一個好的時代，一參加工作就能參與到國產(chǎn)大飛機的試飛研制中。”蔣丹丹說，“這是所有中國航空人的一個美好時代。”
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