在加拿大追冰逐云的日子

司古

迎險而上才能證明安全

4月8日早6時，加拿大安大略州溫莎機場。局方試飛員趙志強和中航工業試飛員趙生早早地和技術保障人員坐在一起，研討當天的試飛計劃。今天將要進行的試驗飛行，是ARJ21-700支線客機（104號機）適航取證的關鍵課目之一——飛機積冰狀態下的操穩性驗證。從國內轉場到加拿大安大略后8天來，ARJ21每天都在五大湖區上空追逐冷濕云氣，完成了飛機系統防冰的功能驗證科目，如今只剩下積冰狀態下操穩性驗證這塊“硬骨頭”。

今天加拿大氣象技術專家給出的分析報告認為，當天冷濕云氣的環境并不十分理想，飛行試驗成功概率只有25%，能否真的遇上冷濕運氣用加方專家的話說“得靠運氣”。而早前的4日和5日，試驗成功率還被估測為70%，但當時試飛中飛機積冰后無法保持冰層穩固附著，試驗點最終被判定為“無效”，今天雖然加方給出的報告不甚樂觀，但人們仍不想放棄任何成功的機會。

8點多，試飛機組及保障人員進場準備。10點，航前檢查完成，飛機按計劃從溫莎機場起飛，向東北方向尋找冷濕云團。趙志強駕駛飛機按預定航路飛行，追逐冷濕云氣。在冷濕云氣中過冷水的作用下，飛機無防護部位（即未采用防冰裝置的部位）果真開始積冰，冰層厚度很快達到了適航標準規定的2英寸（5.08厘米），一度甚至超過這一數字，趙志強馬上準備進行操穩性試驗，但不待他完成飛行動作，機翼和平尾上的冰層即快速崩落，試驗條件喪失，未能完成試驗課目。人們心中多少有些沮喪，加方氣象專家的預測可能真要“應驗”。按照事先擬定的計劃，飛機在完成首個架次飛行后，備降在圣赫伯特機場（St Hurbert），因為根據氣象預報，在該機場附近還可能出現冷濕運氣，下午還有機會上去追逐一番。落地后，圣赫伯特機場附近的許多工作人員好奇地圍上來，對這架臨時著陸此地的“大家伙”問長問短，當得知這是中國商飛自主研制的支線客機后，他們十分驚訝，紛紛詢問該機的適航試飛進展如何。而此時，氣象人員也在審慎分析數據，認為下午仍有碰到冷濕云氣的可能。

再堅持5分鐘

下午2時，飛機再次起飛，這次又遇到了冷濕云氣，冰層再度出現在機翼表面，但遺憾的是僅積累到1.8英寸厚度，達不到適航標準要求的2英寸，且伴隨著快速脫落的現象，試驗科目仍無法完成。不知不覺中兩個半小時過去，預定返航時間逐漸迫近。說來有趣，所有民航飛機都把冷濕云氣作為航線飛行中竭力避免的不利因素，而在適航試飛中，為了驗證飛機防冰系統是否可靠，在積冰條件下飛機的操縱性能是否滿足安全要求，試飛人員必須駕機在空中追逐冷濕云氣，主動讓飛機積冰，冒著風險去證明飛機設計符合適航標準的要求。造化偏偏如此弄人，在你想追逐那些平常飛行員竭力躲避的冷濕云氣時，它們偏偏讓你捉摸不定，不是根本撞不上，就是撞上也不賜予你牢固的冰層，讓你沒法完成試飛課目。

除去返航必須的燃油儲備，飛機上可用于試驗飛行的油量已經不多。是飛回去等明天，還是繼續追云？試飛機組和技術人員必須作出決定。經過認真計算剩余油量和耗油率，趙志強認為飛機還能繼續試驗5分鐘，而此刻前方正有一片明顯云系，他果斷決定，飛進去看看！

飛機追云而去，鉆進云層后，飛機風擋上無防護部位很快開始許多小的冰點，趙志強感覺“有戲”，立即讓試飛工程師檢查氣象參數，結果發現環境非常理想，符合試飛規章要求。機不可失！趙志強立即與隨機加方協調員聯系，向空管申請沿原航線等待飛行，對方立即答復可以。為了追逐合適云層，趙志強緊接著向空管申請4 000～5 000英尺高度的機動空間，對方在1分鐘內即答復許可。云氣中過冷水滴迅速在飛機機翼和平尾無防護部位凝結成冰，厚度很快達到2英寸，更為難得的是，這次冰層比以往任何時候都更為牢固，顯然是凝冰。趙志強隱隱覺得成敗就在此一舉，冰層厚度達到試驗要求后，他立即以柔緩的上升率操縱飛機出云，把頭腦中早已演練多次的試驗動作如行云流水般連貫完成：先是以40度大坡度盤旋飛行并保持15秒，接著是左右副翼30度階躍飛行，最后又連續完成了飛機光滑構型、放襟翼構型以及放襟翼起落架構型下的失速特性試飛。過去幾天，這些動作是趙志強一直憋在心里想做而沒有機會做的，現在機會來了焉能放過？！他心里清楚，飛機機動油量不多，如果動作稍有差池，試驗點無效，根本沒有機會試驗第二次，即便日后還有機會，誰知道什么時候能碰上這難得的凝冰？！

試驗課目結束后，趙志強憑感覺認為這次應該是勝券在握。他立即駕駛飛機爬升到28 000英尺，轉向返航航線。飛了一陣子，觀察員告訴他，冰還在。真是有趣，找的時候你不來，來了還不想走？趙志強按照預案調整到低空，加大油門高速飛行5分鐘，試圖利用高速狀態下氣動加熱效應讓冰層消融脫落，結果事與愿違，冰層還服服帖帖地粘在機翼上。那就帶冰返航！通過積冰試飛，趙志強早已對飛機積冰狀態下的操縱性信心十足。就這樣，他駕駛著積冰嚴重的飛機奔向溫莎機場。30分鐘后，飛機開始向溫莎方向降低高度，準備建立進近航線。突然，一個白色的物體從雷達罩前方砰的一聲崩落，向后急速飄去，是冰殼！趙志強明白，冰層開始脫落，他下意識地檢查發動機參數，一切正常，看來這樣的冰塊對發動機未造成不利影響，ARJ21-700經受住了最嚴酷條件下自然結冰的考驗。

下午6時，飛機平安返航溫莎機場，此時飛機上的油量僅有1.6噸，已經達到安全余度的極限。早已等候在機場的中國商飛羅榮懷副總經理立即迎上來，問走下飛機的趙志強，怎么樣？趙志強只說了兩個字，拿下！落地后經技術人員提取技術數據進行判定，所有飛行動作和積冰條件完全符合試驗大綱要求，積冰操穩試驗宣告成功！

背景回溯

ARJ21-700為什么要遠赴加拿大試驗？這一決策過程異常艱難。早在2010年，中國商飛就開始了自然結冰試驗工作。在2014年3月之前，ARJ21-700曾4赴烏魯木齊尋找冷濕云氣，但由于我國適用于航空試驗飛行的氣象資料研究不足，加上當地冬季氣溫雖低但濕度不足，適于試驗的氣象條件很難“碰上”。即便偶然發現合適的試驗條件，由于國內申請使用空域程序較為刻板，飛機只能在申請的空域內飛行，有時發現空域外有合適云團，飛機也沒法立即開拔，必須申請變更使用空域，等到一套程序下來，云團可能蹤跡不見。

為了盡早完成試驗，特別是完成2014年實現適航取證的關鍵節點，經過多方調研和審慎考慮，中國商飛領導層最終決定，到國外適合該科目試飛的地區完成試驗。初步調研顯示，世界上適合自然結冰試飛的理想地區主要有兩個，一是北美五大湖地區，另一個是歐洲的阿爾卑斯山區。這些地區大氣中存在高純度的過冷水，溫度可達零下25度。此外，俄羅斯蘇霍伊SSJ完成該科目的達明斯克地區也可以考慮。這樣一來，可供選擇的國家和地區就有了4個，即美國、加拿大、俄羅斯和歐洲。赴美試飛雖然條件理想，但簽證問題多多。赴俄羅斯也算可行，但俄方動作遲緩，連辦理一個考察邀請函都拖沓不堪。歐洲也算不錯，但歐洲多是小國，試驗飛行可能涉及跨國別問題，需要接洽歐盟多國，協調難度很大。如此一來只有加拿大比較可行。加拿大的五大湖地區具有得天獨厚的試驗條件，這一地區早已成為國際知名航空企業進行自然結冰試飛的首選；其次，加拿大自然結冰試飛專業保障能力較強。在當地，飛行計劃只須提前兩個小時上報航管部門，審批通過后便可組織飛行，通常一個架次便可飛行上千千米追蹤結冰云層。當地NTI公司是一家非常專業的氣象預測和飛行協調服務機構，可以作為中國商飛的理想合作對象。工信部、外交部、民航局等部門對這一出國試驗行動給與了大力支持，積極幫助協調關系，最終達成了赴加試驗行動。

出國試飛，在中國民用飛機發展史上從未有過。此間的風險與困難，中國商飛領導層有深刻認識。飛機遠在萬里之外的異國他鄉，且不說協調各國支持的困難，單是技術保障就是巨大的挑戰。一旦飛機出現故障，哪怕是更換一個小小的零件，都要涉及工業品進出口報關等繁瑣程序，可能直接關系到試飛工作的成敗。再者，飛赴加拿大萬里航程，其間氣象地理條件都較陌生，對于一架研制中的支線飛機將是嚴酷的考驗。但無論如何，不走出去，ARJ21-700可能就無法完成本科目的審定試飛，其市場前景將一片灰暗。走出去，還有成功的機會，雖然試驗人員要面對巨大的挑戰。在灰暗未來與嚴苛挑戰面前，商飛試驗團隊決絕地選擇了后者。

3月15日，ARJ21-700飛機104架機從中航工業試飛中心騰空而起，開始了首次國外試飛的旅程。飛機途徑中國、俄羅斯、美國、加拿大4國9個機場，奔波14天后順利抵達加拿大溫莎機場。此后10天，試飛團隊展開了高密度試驗飛行，依靠加拿大支援機構準確的天氣預報數據，試驗機組一次次騰空而起，追逐冷濕云氣，先后完成了機翼防冰系統、風擋防冰系統、RAT（應急電源）防冰系統、發動機防冰系統、飛機操穩性等在自然結冰條件下的性能試驗，經受住了嚴苛條件的考驗，試驗全部取得成功。

你們的組織工作

沒有瑕疵

在加拿大試驗期間，試驗團隊最大的感受就是中國航空工業還有許多基礎工作需要“補課”。別的不說，單就飛行試驗氣象保障這一問題，我們就需要借鑒西方先進國家的做法。中國的氣象研究，大多是針對防災減災工作，而用于飛行試驗的氣象研究工作，則在精準度和及時性方面相對落后。在加拿大，當地的飛行氣象專家通過先進的探測設備和檔案數據，建立起吻合度非常好的氣象預測模型，可以較為精確地預測適合試驗科目的氣象條件出現的時間和空域。我國以往的飛行試驗氣象支持系統通常只能預測有無合適條件，大致出現在哪個空域，而加拿大則可以預測條件合適的云團的大致移動線路，其中的水汽含量如何，甚至可以預測云團中過冷水滴的直徑數據（這一數據對于自然結冰試驗效果極為重要）。在試飛過程中，氣象專家可直接通過衛星電話指導試飛員尋找適合結冰的云層，形成了由氣象專家指揮的高效“追冰”模式，為飛行試驗提供了有力保障。相比之下，我國國產民機事業起步較晚，可供參考的氣象資料極少，僅能提供3天的氣象預報數據，造成了“飛機等天”的被動局面。這項工作水平的提升，不是簡單采購一些探測設備就能實現的，需要長期的基礎研究和數據積累，這對我們是寶貴的經驗。

空域管理方面，加拿大也讓試驗團隊看到了西方國家對空域管理的高效和快捷。在最后一天的關鍵試驗中，試飛員申請原航線等待的批復時間不到1分鐘，而申請相應高度層機動空域的批復時間也僅有1分鐘。

有趣的是，在溫莎機場準備試驗的，除了中國ARJ21團隊，還有一個韓國團隊，也在準備類似試驗。與中國團隊不同的是，韓國團隊每天都為試驗計劃爭吵不休，有時火藥味非常濃。與之相比，中國團隊是一個沉默的團隊，一切試驗計劃，每一個飛行動作，每一個工作細節，都早已在試驗團隊中取得了共識。站在試驗場的那一刻，每個人心中的試驗目標和工作內容都高度一致。連加拿大合作方都稱贊“你們的組織工作沒有瑕疵”，表達了對中國試驗團隊的欽佩。筆者不禁想起《明朝那些事兒》中有這樣的話，“沉默的軍隊是最強大的軍隊”。

別了，加拿大

4月21日，104架ARJ21-700由加拿大溫莎機場起飛，踏上歸國之路，飛機取道格陵蘭、冰島、挪威、奧地利、土耳其、哈薩克斯坦返回祖國。至此，ARJ21-700完成了繞北半球的環球飛行，飛機橫跨亞、歐、北美三大洲，飛越太平洋、大西洋，輾轉3萬余千米，沿途共經停10個國家18個機場，這是國產噴氣式客機首次環球飛行，這不僅僅是一個飛行里程的紀錄，它證明了國產支線客機在各種地理環境和氣象條件下優越的適應性和可靠性，極大地提升了研制團隊和試驗團隊的信心，此次出國試驗之后，每個人都更加堅信——中國飛機，能行！

責任編輯：吳佩新