馮燦
試飛是大型客機(jī)研發(fā)過程中必不可少的環(huán)節(jié),良好的試驗(yàn)設(shè)施和試驗(yàn)手段對(duì)于保證試飛安全、提高試飛效率、提升試驗(yàn)驗(yàn)證的有效性具有十分重要的意義,也是主制造商核心能力的重要體現(xiàn)。因此,現(xiàn)代民機(jī)主制造商都十分重視對(duì)試飛能力的建設(shè)和培養(yǎng)。
通過ARJ21新支線飛機(jī)和C919大型客機(jī)的試驗(yàn)試飛,中國(guó)商飛公司在試飛體系建設(shè)和試飛能力培養(yǎng)方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,但與波音、空客等老牌主制造商相比,無論是在試飛設(shè)施、試飛資源,還是在試飛手段、試飛能力等方面,還存在明顯的差距。
試飛所需的資源
大型客機(jī)的試飛是一項(xiàng)高度復(fù)雜的試驗(yàn)活動(dòng),雖然說每一次開展試驗(yàn)一般也就是幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間,但試驗(yàn)的準(zhǔn)備是復(fù)雜而細(xì)致的,在人員、設(shè)備、試驗(yàn)方案、試驗(yàn)場(chǎng)地、試驗(yàn)保障等方面要做很多工作,每一個(gè)試驗(yàn)都需要大量的資源支持。比如,保障飛機(jī)運(yùn)行的設(shè)施、進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的測(cè)試設(shè)備、數(shù)據(jù)處理和監(jiān)控設(shè)備等。當(dāng)然,一個(gè)滿足試驗(yàn)要求的機(jī)場(chǎng)是必不可少的。
通常情況下,用于開展飛行試驗(yàn)的資源都比較稀缺,這些資源一般會(huì)匯聚在試飛基地中,試飛基地能夠?yàn)槿粘=M織飛行試驗(yàn)提供必要的支撐。這些支撐要素主要包括:
首先,試飛基地應(yīng)具備保障飛行的基本條件,如能夠滿足飛機(jī)起降的跑道、必要的通信導(dǎo)航設(shè)施及應(yīng)急支援設(shè)備等。
其次,試飛基地應(yīng)有良好的空域條件和氣象條件,周邊自然環(huán)境適宜開展飛行,也不會(huì)對(duì)其他飛機(jī)產(chǎn)生過多干擾,能夠?yàn)樵囼?yàn)機(jī)在空中開展試驗(yàn)提供足夠的空間和時(shí)間。
第三,試飛基地應(yīng)具備充分的飛機(jī)保障條件,以供試驗(yàn)機(jī)停放,并可開展維護(hù)維修工作。同時(shí),試飛基地還需要具有支持各專業(yè)人員在現(xiàn)場(chǎng)辦公以及在當(dāng)?shù)厣畹暮笄诒U夏芰Α?/p>
第四,試飛基地還應(yīng)具備開展飛行試驗(yàn)所必須的遙測(cè)設(shè)備、數(shù)據(jù)處理設(shè)備和其他試驗(yàn)設(shè)施,有些時(shí)候還需要在附近建設(shè)一些地面設(shè)施,如空客公司在試飛空域范圍內(nèi)建設(shè)了多個(gè)遙測(cè)地面站。
在具備了上述資源后,試飛基地可以保障飛機(jī)開展大部分試飛工作,但還有部分特殊條件下的試飛科目不能滿足,如高寒、高溫、高原、大側(cè)風(fēng)、自然結(jié)冰等科目,需要再去尋找特殊的自然環(huán)境進(jìn)行專項(xiàng)試驗(yàn)。
試飛基地的選擇
既然大型客機(jī)的試飛試驗(yàn)需要如此之多的支撐要素,那么試飛基地的選擇就顯得非常重要了。當(dāng)然,最理想的情況是,飛機(jī)的試飛基地和總裝基地緊鄰,但是,一般情況下,總裝基地周圍的條件不一定適合開展飛行試驗(yàn)。飛機(jī)總裝廠一般建設(shè)在產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較好、交通便利的地方,或者考慮了其他的因素。
總裝廠房旁一定會(huì)有跑道滿足飛機(jī)起降,但是,如果考慮空域、氣象、機(jī)場(chǎng)空間、試驗(yàn)設(shè)施、機(jī)場(chǎng)繁忙程度等因素,總裝廠附近的機(jī)場(chǎng)或跑道并不一定能夠完全滿足開展試飛的條件,這也是一些主制造商需要建設(shè)多個(gè)試飛基地的原因。
至于試飛基地的選擇,因?yàn)榭陀^條件不同,也存在不同的選擇模式。世界上一些著名的試飛基地,如美國(guó)愛德華茲空軍基地、俄羅斯格莫洛夫試飛院、中國(guó)閻良試飛院等,具有良好的條件和較大的規(guī)模,可以完整地開展各類試飛科目。事實(shí)上,它們承擔(dān)了各自國(guó)家絕大部分軍用飛機(jī)的試飛任務(wù),這些飛機(jī)完成總裝后會(huì)轉(zhuǎn)到上述試飛基地開展試飛。
在商用飛機(jī)制造領(lǐng)域,航空巨頭波音和空客都有自己的試飛基地,分別位于西雅圖和圖盧茲,波音和空客的飛機(jī)都會(huì)在本場(chǎng)開展較多的研發(fā)和取證科目試飛。
但不是每一家主制造商都有這么好的條件。比較極端的是日本三菱重工,由于在日本沒有合適開展試飛的機(jī)場(chǎng),其研發(fā)的MRJ支線飛機(jī)不得不在完成首飛后轉(zhuǎn)場(chǎng)到美國(guó)去開展后續(xù)試飛。
對(duì)于飛機(jī)的生產(chǎn)交付試飛,由于對(duì)試驗(yàn)設(shè)施沒有什么特殊要求,因此一般在總裝廠附近的機(jī)場(chǎng)完成,或者到交付中心完成最后的交付試飛。比如,空客飛機(jī)在天津完成總裝后,就在總裝廠附近開展生產(chǎn)交付試飛,而波音在舟山的交付中心也具備相應(yīng)的能力。
與軍用飛機(jī)試飛需要探索和驗(yàn)證飛機(jī)的各種極限性能不同,商用飛機(jī)試飛以滿足適航條款為主要任務(wù),兩者對(duì)試飛設(shè)施的要求有所不同。相比之下,商用飛機(jī)試飛對(duì)效率和時(shí)間的要求更高。可以想象,兩款同時(shí)研發(fā)的新機(jī)型,誰能更快地完成試飛,就意味著能搶先一步進(jìn)入市場(chǎng),從而在競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有利地位。
在國(guó)內(nèi),新飛機(jī)研制常見的模式是在總裝廠附近的機(jī)場(chǎng)完成首飛階段任務(wù),然后轉(zhuǎn)場(chǎng)到專門的試飛基地開展研發(fā)試飛,完成大部分試驗(yàn)科目。對(duì)于部分特殊科目,還要到專門的機(jī)場(chǎng)開展特殊科目試飛。
比如,ARJ21-700飛機(jī)在2014年4月遠(yuǎn)赴加拿大進(jìn)行結(jié)冰試驗(yàn),2018年4月又到冰島進(jìn)行大側(cè)風(fēng)試飛。這兩項(xiàng)試驗(yàn),在國(guó)內(nèi)很難找到合適的機(jī)場(chǎng),因此要到國(guó)外開展試飛。
對(duì)于商用飛機(jī)來說,最后的功能可靠性試飛還需要在不同城市的機(jī)場(chǎng)來回穿梭,以驗(yàn)證飛機(jī)的運(yùn)行能力,并且起到一定的宣傳作用。
理想的試飛基地
試飛基地的建設(shè)需要投入不少資金,也需要一定的建設(shè)周期,因此民機(jī)主制造商往往會(huì)選定幾個(gè)較為固定的試飛基地長(zhǎng)期使用。固定的試飛基地能夠保證資源集中,有利于節(jié)省成本,提高效率。
從世界各國(guó)的經(jīng)驗(yàn)來看,理想的試飛基地應(yīng)該是這樣的:
這個(gè)試飛基地應(yīng)該有良好的機(jī)場(chǎng)條件,不能過于簡(jiǎn)陋,跑道要足夠滿足試驗(yàn)機(jī)的起降,并還有一定的余量。對(duì)于商用飛機(jī)的試飛,還需要有較好的通信導(dǎo)航條件,以滿足相關(guān)設(shè)備試驗(yàn)的要求,也是保障試飛安全的重要手段。此外,機(jī)場(chǎng)的應(yīng)急救援措施也應(yīng)該是非常健全的。
這個(gè)機(jī)場(chǎng)不應(yīng)該過于繁忙,空域不應(yīng)該太擁擠,周圍的自然環(huán)境應(yīng)適宜飛行,不應(yīng)有復(fù)雜的地形地貌,空域也較容易申請(qǐng)。
基地所處地區(qū)需要有良好的氣象條件。飛行試驗(yàn)具有相當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)性,除了特殊科目以外,大都要求在天氣晴好、能見度高的條件下飛行。對(duì)于一個(gè)基地來說,要保證每年有足夠的時(shí)間開展飛行試驗(yàn),多風(fēng)、多雨、多霧都不太適合。
試飛基地應(yīng)具備遙測(cè)、光測(cè)、數(shù)據(jù)處理與分析等測(cè)試能力。此外,還應(yīng)具有較大的空間,能夠方便地搭設(shè)試飛所需的各類試驗(yàn)設(shè)施。多架飛機(jī)開展試驗(yàn),飛機(jī)的停放和維護(hù)本身也需要較大的空間。
試飛基地的配套設(shè)施還要能夠較好地滿足試驗(yàn)人員的辦公和生活需求。最好附近的航空產(chǎn)業(yè)配套條件也不錯(cuò),交通便利,能夠方便地進(jìn)行零部件運(yùn)輸。
開展大型試驗(yàn),需要當(dāng)?shù)夭簧儋Y源的支持,對(duì)于高風(fēng)險(xiǎn)科目的試飛,還需要當(dāng)?shù)貞?yīng)急救援力量的配合,建立起聯(lián)合應(yīng)急指揮聯(lián)動(dòng)機(jī)制。所以,良好的政府關(guān)系也是一個(gè)重要因素。
中國(guó)商飛公司在規(guī)劃試飛地點(diǎn)時(shí),提出了“1+M+N”的思路。1即指位于上海浦東的主試飛基地,但是浦東機(jī)場(chǎng)過于繁忙,不能夠完全滿足所有科研和取證試飛需求。M則是幾個(gè)主要的試飛基地,當(dāng)前包括陜西西安閻良機(jī)場(chǎng)、山東東營(yíng)勝利機(jī)場(chǎng)和江西南昌瑤湖機(jī)場(chǎng)等。N是指若干適合特殊氣象條件驗(yàn)證試驗(yàn)的機(jī)場(chǎng)。未來一段時(shí)間,C919大型客機(jī)將在這些試飛基地里開展密集的飛行試驗(yàn)。