有關國產大飛機C919的一些測試
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有關國產大飛機C919的一些測試
由 反共復國 » 2018年5月4日
創建於1965年4月12日的中國飛機強度研究所，具有代表國家對新研製和改型飛機結構強度進行鑒定和驗證試驗的職能，中國新研製飛機的每一張首飛通行證都是從這裏發出的。
著名的456機庫是中航工業飛機強度研究所設在中航工業飛行試驗研究院里的一個專門進行強度試驗的機庫，中國很多著名航空器的強度試驗就是在這個機庫里進行的，ARJ21-700飛機首飛前的准飛證也是從這裏發出。
2.5g是飛機在俯衝和突然拉升時產生的最大載荷（飛機在空中飛行時，作用在飛機結構內、上的力，例如：空氣動力、發動機推力、飛鳥和冰雹及砂石等外部撞擊力，內部慣性力、阻尼力、彈性力、壓力傳遞等都被稱為「飛機載荷」），一般商用飛機在航線上飛行的時候是不會飛2.5g載荷，但是，適航條款規定必須承受2.5g的載荷，如果實驗失敗了，則意味著ARJ21-700飛機在彎曲的強度載荷上是不合格的，不能進行商業運營。
飛機載入到85%，載荷在持續增加著，忽然間，中后機身段先是傳來金屬斷裂的聲音，緊接著龍骨梁的位置「嘭」的一聲巨響，安靜的456機庫里就像響徹了一聲炸雷，隨後，緊繃在01架靜力試驗機上的鋼索全部自動卸載，飛機向下一沉，上翹接近1.8米的機翼也瞬間回到了原位。
「我們拿著美元按小時給美國專家付費諮詢」
2010年2月1日，FAA(編注：Federal Aviation Administration，簡稱FAA，美國聯邦航空管理局)正式啟動ARJ21-700飛機的「影子審查」（編注：影子審查，即中國民航適航審查時，FAA派人了解、指導、監督、決策，但不與被審查方直接對話）工作，並將2.5g試驗作為第一個「影子審查」項目。
不改變現有的試驗載入方式，2.5g試驗就進行不下去，至於如何去實現這種方式需要申請人自己尋找辦法，CAAC（中國民用航空局）幾乎每次審查會議上都在追問這個問題。
「我和陳勇（ARJ21-700飛機總設計師）到美國找專家進行諮詢，拿著美元，按小時給這些專家付費諮詢，那時候看著錢就這樣花出去，的確心裏很著急。」時任上海飛機設計研究院強度部部長朱廣榮說。
2010年6月20日，456機庫里隆重地進行了採用斜載入方式的限制載荷試驗，最終的試驗結果表明，機翼變形與設計人員分析的結果完全一致。
「我們首次採用了國際上先進的垂直弦平面的載入技術、新的扣重方案、新的調零方法、支反力控制等新技術，並且得到了CAAC和FAA的認可與接受。」時任上海飛機設計研究院支線項目部部長李玲介紹說。
2015年12月29日，ARJ21客機起飛。標志著國內航線將首次擁有自己的噴氣式支線客機，更標志著我國走完了噴氣式支線客機設計、試製、試驗、試飛、取證、生產、交付全過程，具備了噴氣式支線客機的研製能力和適航審定能力。
最為順利的一次顫振試飛
顫振是探索最大飛行速度的高風險試飛科目，它可以讓飛機瞬間解體，是一切試飛科目的基石。
顫振是彈性飛機在氣流中發生的發散自激振動，是由非定常空氣動力、慣性力以及彈性力耦合在一起所引起的。當飛機的飛行速度大於某一臨界速度后，偶然的小擾動都會引起飛機振幅持續增大的振動，直至振動無限擴大導致機毀人亡。
「顫振試飛屬於國際I類風險科目，因為其高風險性，所以是我們唯一在TIA（型號檢查核准書）之前與CAAC并行的試飛科目，也是FAA開展『影子審查』的第一個試飛科目。」時任中國商飛公司西安外場試驗隊副大隊長白永寬介紹說，「所以，顫振試飛能否順利完成，不僅直接影響ARJ21項目進入TIA的節點，也影響中美適航雙邊協議的進展。」
2011年8月3日15時50分，由試飛員陳明和趙生駕駛的ARJ21-700飛機101架機安全降落在試飛院的跑道上，為4個月的顫振試飛畫上了圓滿的句號，這也是ARJ21項目研製歷史上，進行得最為順利的一次試飛。
「通過8220次失速在安全性與經濟性之間尋找平衡點」
顫振試飛探索的是飛機的最大速度，而失速試飛則定義的是飛機的最小速度，一旦將這兩個速度定義清楚，那麼ARJ21-700飛機在包線內任何飛行就都是安全的。
「失速試飛一直是商用飛機研製的難點問題，他的難度和複雜性在於：失速與深失速特性的研究與預測、失速和深失速的改出能力和方法以及失速保護邏輯的設計等問題。」上海飛機設計研究院的李棟成表示。
失速，無論對於航空安全還是對於航空公司的盈利都至關重要，而商用飛機的失速試飛就是要確定飛機的失速速度，在飛機的安全性與經濟性之間尋找平衡點。
從2010年12月2日，ARJ21-700飛機進行第一次的自然失速試飛開始，到2012年12月27日，CAAC的局方審定試飛正式結束，ARJ21-700飛機的失速試飛整整歷時兩年的時間。受到失速保護系統供應商——美國RC公司的影響，ARJ21-700先後進行了四輪失速試飛，10多名試飛員與試飛工程師參与其中，甚至有人曾與死神擦肩而過，他們用8220次失速來尋找ARJ21-700飛機安全性與經濟性的最佳平衡點。
「最具爭議的試驗」
2012年6月19日，從凌晨開始，中國飛行試驗研究院的跑道上就陸續進入了各類車輛，除了參加試驗的科技人員，還有很多人是來觀摩ARJ21-700飛機進氣道濺水試驗第一次預試的。
這是國內首次按照CCAR25部條款要求進行的商用飛機全機級濺水試驗，至於如何組織試驗，以及試驗的結果怎樣，不僅牽動著ARJ21-700飛機型號申請人的心，甚至也引起了國內大型飛機研製廠商的關注，因為在此之前，中國在此領域沒有任何工程數據和經驗可以借鑒。
即使在之前一年多的時間里，中國商飛公司與CAAC就試驗本身設想了無數種情況來避免風險，但是沒有經過工程試驗，沒有人真正知道，當ARJ21-700飛機在最大起飛重量的構型下，以240公里每小時的速度衝過積有12.7毫米（最深處達40毫米）的水池時，飛機輪胎捲起的水會以怎樣的形式、多大的力量打到ARJ21-700飛機的哪些部位上？吸入了大量水后的發動機是否還能正常工作？飛機的機體結構是否會受到損傷？這種損傷是否還能修復？
機務人員發現，在水的衝擊下，主起落架整流罩壁板I外蒙皮變形翹起；中后機身右側下壁板變形翹起；左發進氣道整流罩一處漆層脫落同時復材表面破裂；后貨艙門手柄脫開。
FAA「影子審查組」代表也一再強調：「前輪導水槽的設計使進入發動機的進水量太大了，這並不是一種理想的設計形式。」
「在國內僅有的一條跑道上捕捉幽靈般出沒的大側風」
2013年3月27日，ARJ21-700飛機102架機再次飛抵嘉峪關機場，這是102架飛機第四次再次執行大側風試飛任務。在業內人士看來，自然結冰試飛與大側風試飛是ARJ21-700飛機進行的最為艱難的兩個試飛科目，因為這兩項試驗都對氣象條件有著極為嚴格甚至苛刻的規定與限制。
「我們需要的是垂直於跑道，同時不起揚沙，而且風速能穩定維持在23.5～28節次的大側風。」作為總體氣動專業的副總設計師，趙克良負責的科目總是與風險與艱難密不可分，「正是這些對於氣象條件的苛刻規定與限製成為ARJ21-700飛機大側風試飛的難度所在。」
「雖然ARJ21-700飛機的使用限制在28節，但是經過四年的大側風試飛，由於我們始終沒有尋求到更為嚴酷的氣象條件，ARJ21-700飛機的抗側風能力，我們只演示到22節……」趙克良說。
在ARJ21-700飛機大側風試驗隊大隊長祥升看來，儘管ARJ21-700飛機的大側風試驗仍然沒有迎來真正意義上的成功，但是，四年的探索與實踐無論是從試驗的組織管理還是條款的驗證方法上都為中國民機的研製積累了豐富而寶貴的經驗。
首家用戶
2014年9月，ARJ21-700飛機最小飛行機組試飛試驗展開，這項試驗涉及11個機組、17名試飛員。時任ARJ21-700飛機的全球首家用戶，成都航空公司總經理隋光明也帶領自己的飛行團隊參加了這項試飛。
最小飛行機組試飛的目的主要是通過多個機組的主觀評價和生理參數測量，來衡量和評估在不同試驗場景下，機組成員對相關器件的可達性和操作的簡易性，以及最小機組（兩人制）的工作量是否滿足適航規章要求。
2014年12月30日，時任中國民用航空局局長李家祥乘坐ARJ21-700飛機105架機從上海飛往北京，他說：「我要向世界宣告，中國研製的噴氣式客機是安全可靠的，是可以信任的。」
在對ARJ21-700飛機的手冊進行評審的過程中，成都航空公司對比使用空客飛機手冊的經驗，提出了6000多條的建議，這意味著ARJ21的某些維修方法不易操作，甚至個別維修方式需要更改。
在很多航空業內人士眼中，成都航空與ARJ21—700飛機的聯姻更多的是出於企業重組的需求。但在四川航空集團有限責任公司總經理隋明光看來，選擇成為國產民機首家用戶的意義在於參与民機戰略上的合作，「我們肩負著為ARJ21飛機進行示範運營的獨特使命，責任在於開拓國產商業飛機的市場價值。」
著名的456機庫是中航工業飛機強度研究所設在中航工業飛行試驗研究院里的一個專門進行強度試驗的機庫，中國很多著名航空器的強度試驗就是在這個機庫里進行的，ARJ21-700飛機首飛前的准飛證也是從這裏發出。
2.5g是飛機在俯衝和突然拉升時產生的最大載荷（飛機在空中飛行時，作用在飛機結構內、上的力，例如：空氣動力、發動機推力、飛鳥和冰雹及砂石等外部撞擊力，內部慣性力、阻尼力、彈性力、壓力傳遞等都被稱為「飛機載荷」），一般商用飛機在航線上飛行的時候是不會飛2.5g載荷，但是，適航條款規定必須承受2.5g的載荷，如果實驗失敗了，則意味著ARJ21-700飛機在彎曲的強度載荷上是不合格的，不能進行商業運營。
飛機載入到85%，載荷在持續增加著，忽然間，中后機身段先是傳來金屬斷裂的聲音，緊接著龍骨梁的位置「嘭」的一聲巨響，安靜的456機庫里就像響徹了一聲炸雷，隨後，緊繃在01架靜力試驗機上的鋼索全部自動卸載，飛機向下一沉，上翹接近1.8米的機翼也瞬間回到了原位。
「我們拿著美元按小時給美國專家付費諮詢」
2010年2月1日，FAA(編注：Federal Aviation Administration，簡稱FAA，美國聯邦航空管理局)正式啟動ARJ21-700飛機的「影子審查」（編注：影子審查，即中國民航適航審查時，FAA派人了解、指導、監督、決策，但不與被審查方直接對話）工作，並將2.5g試驗作為第一個「影子審查」項目。
不改變現有的試驗載入方式，2.5g試驗就進行不下去，至於如何去實現這種方式需要申請人自己尋找辦法，CAAC（中國民用航空局）幾乎每次審查會議上都在追問這個問題。
「我和陳勇（ARJ21-700飛機總設計師）到美國找專家進行諮詢，拿著美元，按小時給這些專家付費諮詢，那時候看著錢就這樣花出去，的確心裏很著急。」時任上海飛機設計研究院強度部部長朱廣榮說。
2010年6月20日，456機庫里隆重地進行了採用斜載入方式的限制載荷試驗，最終的試驗結果表明，機翼變形與設計人員分析的結果完全一致。
「我們首次採用了國際上先進的垂直弦平面的載入技術、新的扣重方案、新的調零方法、支反力控制等新技術，並且得到了CAAC和FAA的認可與接受。」時任上海飛機設計研究院支線項目部部長李玲介紹說。
2015年12月29日，ARJ21客機起飛。標志著國內航線將首次擁有自己的噴氣式支線客機，更標志著我國走完了噴氣式支線客機設計、試製、試驗、試飛、取證、生產、交付全過程，具備了噴氣式支線客機的研製能力和適航審定能力。
最為順利的一次顫振試飛
顫振是探索最大飛行速度的高風險試飛科目，它可以讓飛機瞬間解體，是一切試飛科目的基石。
顫振是彈性飛機在氣流中發生的發散自激振動，是由非定常空氣動力、慣性力以及彈性力耦合在一起所引起的。當飛機的飛行速度大於某一臨界速度后，偶然的小擾動都會引起飛機振幅持續增大的振動，直至振動無限擴大導致機毀人亡。
「顫振試飛屬於國際I類風險科目，因為其高風險性，所以是我們唯一在TIA（型號檢查核准書）之前與CAAC并行的試飛科目，也是FAA開展『影子審查』的第一個試飛科目。」時任中國商飛公司西安外場試驗隊副大隊長白永寬介紹說，「所以，顫振試飛能否順利完成，不僅直接影響ARJ21項目進入TIA的節點，也影響中美適航雙邊協議的進展。」
2011年8月3日15時50分，由試飛員陳明和趙生駕駛的ARJ21-700飛機101架機安全降落在試飛院的跑道上，為4個月的顫振試飛畫上了圓滿的句號，這也是ARJ21項目研製歷史上，進行得最為順利的一次試飛。
「通過8220次失速在安全性與經濟性之間尋找平衡點」
顫振試飛探索的是飛機的最大速度，而失速試飛則定義的是飛機的最小速度，一旦將這兩個速度定義清楚，那麼ARJ21-700飛機在包線內任何飛行就都是安全的。
「失速試飛一直是商用飛機研製的難點問題，他的難度和複雜性在於：失速與深失速特性的研究與預測、失速和深失速的改出能力和方法以及失速保護邏輯的設計等問題。」上海飛機設計研究院的李棟成表示。
失速，無論對於航空安全還是對於航空公司的盈利都至關重要，而商用飛機的失速試飛就是要確定飛機的失速速度，在飛機的安全性與經濟性之間尋找平衡點。
從2010年12月2日，ARJ21-700飛機進行第一次的自然失速試飛開始，到2012年12月27日，CAAC的局方審定試飛正式結束，ARJ21-700飛機的失速試飛整整歷時兩年的時間。受到失速保護系統供應商——美國RC公司的影響，ARJ21-700先後進行了四輪失速試飛，10多名試飛員與試飛工程師參与其中，甚至有人曾與死神擦肩而過，他們用8220次失速來尋找ARJ21-700飛機安全性與經濟性的最佳平衡點。
「最具爭議的試驗」
2012年6月19日，從凌晨開始，中國飛行試驗研究院的跑道上就陸續進入了各類車輛，除了參加試驗的科技人員，還有很多人是來觀摩ARJ21-700飛機進氣道濺水試驗第一次預試的。
這是國內首次按照CCAR25部條款要求進行的商用飛機全機級濺水試驗，至於如何組織試驗，以及試驗的結果怎樣，不僅牽動著ARJ21-700飛機型號申請人的心，甚至也引起了國內大型飛機研製廠商的關注，因為在此之前，中國在此領域沒有任何工程數據和經驗可以借鑒。
即使在之前一年多的時間里，中國商飛公司與CAAC就試驗本身設想了無數種情況來避免風險，但是沒有經過工程試驗，沒有人真正知道，當ARJ21-700飛機在最大起飛重量的構型下，以240公里每小時的速度衝過積有12.7毫米（最深處達40毫米）的水池時，飛機輪胎捲起的水會以怎樣的形式、多大的力量打到ARJ21-700飛機的哪些部位上？吸入了大量水后的發動機是否還能正常工作？飛機的機體結構是否會受到損傷？這種損傷是否還能修復？
機務人員發現，在水的衝擊下，主起落架整流罩壁板I外蒙皮變形翹起；中后機身右側下壁板變形翹起；左發進氣道整流罩一處漆層脫落同時復材表面破裂；后貨艙門手柄脫開。
FAA「影子審查組」代表也一再強調：「前輪導水槽的設計使進入發動機的進水量太大了，這並不是一種理想的設計形式。」
「在國內僅有的一條跑道上捕捉幽靈般出沒的大側風」
2013年3月27日，ARJ21-700飛機102架機再次飛抵嘉峪關機場，這是102架飛機第四次再次執行大側風試飛任務。在業內人士看來，自然結冰試飛與大側風試飛是ARJ21-700飛機進行的最為艱難的兩個試飛科目，因為這兩項試驗都對氣象條件有著極為嚴格甚至苛刻的規定與限制。
「我們需要的是垂直於跑道，同時不起揚沙，而且風速能穩定維持在23.5～28節次的大側風。」作為總體氣動專業的副總設計師，趙克良負責的科目總是與風險與艱難密不可分，「正是這些對於氣象條件的苛刻規定與限製成為ARJ21-700飛機大側風試飛的難度所在。」
「雖然ARJ21-700飛機的使用限制在28節，但是經過四年的大側風試飛，由於我們始終沒有尋求到更為嚴酷的氣象條件，ARJ21-700飛機的抗側風能力，我們只演示到22節……」趙克良說。
在ARJ21-700飛機大側風試驗隊大隊長祥升看來，儘管ARJ21-700飛機的大側風試驗仍然沒有迎來真正意義上的成功，但是，四年的探索與實踐無論是從試驗的組織管理還是條款的驗證方法上都為中國民機的研製積累了豐富而寶貴的經驗。
首家用戶
2014年9月，ARJ21-700飛機最小飛行機組試飛試驗展開，這項試驗涉及11個機組、17名試飛員。時任ARJ21-700飛機的全球首家用戶，成都航空公司總經理隋光明也帶領自己的飛行團隊參加了這項試飛。
最小飛行機組試飛的目的主要是通過多個機組的主觀評價和生理參數測量，來衡量和評估在不同試驗場景下，機組成員對相關器件的可達性和操作的簡易性，以及最小機組（兩人制）的工作量是否滿足適航規章要求。
2014年12月30日，時任中國民用航空局局長李家祥乘坐ARJ21-700飛機105架機從上海飛往北京，他說：「我要向世界宣告，中國研製的噴氣式客機是安全可靠的，是可以信任的。」
在對ARJ21-700飛機的手冊進行評審的過程中，成都航空公司對比使用空客飛機手冊的經驗，提出了6000多條的建議，這意味著ARJ21的某些維修方法不易操作，甚至個別維修方式需要更改。
在很多航空業內人士眼中，成都航空與ARJ21—700飛機的聯姻更多的是出於企業重組的需求。但在四川航空集團有限責任公司總經理隋明光看來，選擇成為國產民機首家用戶的意義在於參与民機戰略上的合作，「我們肩負著為ARJ21飛機進行示範運營的獨特使命，責任在於開拓國產商業飛機的市場價值。」
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