鯤龍“入海” 試飛護(hù)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(jī)“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(jī)身回轉(zhuǎn)、調(diào)整方向，旋即重新加速、機(jī)頭上昂，又如鯤鵬上天一般騰空而起……AG600飛機(jī)在山東青島團(tuán)島附近海域成功實(shí)現(xiàn)海上首飛。
7月26日，水陸兩棲飛機(jī)AG600在海面滑行。 新華社記者 李紫恒 攝
作為國家應(yīng)急體系的“空中利器”，水陸兩棲大飛機(jī)“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(jī)。AG600飛機(jī)與C919、運(yùn)-20并稱國產(chǎn)大飛機(jī)“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(jī)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(jī)場成功水上首飛。“海上首飛是在水上首飛基礎(chǔ)上取得的進(jìn)步，推動了AG600飛機(jī)的適航取證工作，將加快填補(bǔ)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(jī)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(jī)處于最穩(wěn)定的飛行狀態(tài)，保證飛機(jī)飛行結(jié)果的準(zhǔn)確科學(xué)。在歐美航空工業(yè)發(fā)達(dá)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(jī)進(jìn)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(jī)AG600在海面滑行。新華社記者 李紫恒 攝
水上飛機(jī)曾在20世紀(jì)20年代至50年代末獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。那時飛機(jī)穩(wěn)定性相對較差，陸上機(jī)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(jī)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(jī)水轟-5首飛成功，在沒有專職水上飛機(jī)試飛員的情況下由海軍組成團(tuán)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(jī)，試飛任務(wù)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(shí)現(xiàn)了諸多從0到1的突破，靠著“忠誠擔(dān)當(dāng)、求實(shí)創(chuàng)新、公正嚴(yán)細(xì)、堅韌勇毅”的試飛精神，從軍機(jī)、民機(jī)再到特種用途民用飛機(jī)實(shí)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(hù)航。
飛向海天之間
開車、滑出、起飛……在試飛機(jī)長趙生操作下，AG600飛機(jī)成功從海面踏浪而起。作為AG600飛機(jī)水上首飛的機(jī)長，趙生已經(jīng)多次駕駛飛機(jī)與水面“親密接觸”，可為了這次海上首飛，他和試飛團(tuán)隊6月26日就到了山東日照按照海上首飛的要求進(jìn)行熟悉空域氣象、水文等準(zhǔn)備。
7月26日，機(jī)組人員在水陸兩棲飛機(jī)AG600成功進(jìn)行海上首飛返回日照山字河機(jī)場后合影。新華社記者 王凱 攝
“海上試飛環(huán)境復(fù)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(jī)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(yīng)、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(jī)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(jī)所有的能力展現(xiàn)出來，并對飛機(jī)是否能夠完成它應(yīng)該承擔(dān)的各項任務(wù)進(jìn)行評估。“這要求飛行員具備學(xué)習(xí)能力、評估能力和溝通能力。”
面對全新的水陸兩棲大飛機(jī)，試飛員們首先要做的就是學(xué)習(xí)，可當(dāng)時國內(nèi)在技術(shù)和設(shè)備上都不具備水上試飛的培訓(xùn)條件。實(shí)際上，目前世界上研發(fā)水陸兩棲大飛機(jī)的只有加拿大、俄羅斯、日本等國家。經(jīng)過對教學(xué)條件、技術(shù)水平、機(jī)型匹配度等多方面權(quán)衡，試飛項目團(tuán)隊最終選擇了加拿大的試飛學(xué)校。
2015年，在AG600飛機(jī)還沒有總裝下線時，試飛項目團(tuán)隊的部分隊員就登上了前往加拿大的飛機(jī)。4個月的培訓(xùn)為試飛員和科研團(tuán)隊開啟了水上試飛的大門。初次接觸國外先進(jìn)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(tuán)隊隊員如海綿一樣，迅速吸收各種知識，將所學(xué)和收集到的資料編纂成500多頁的《水上飛機(jī)試飛譯文資料匯編》，對國內(nèi)水上飛機(jī)試飛技術(shù)的研究有重要指導(dǎo)意義。
與此同時，為陸上首飛進(jìn)行的各項試飛準(zhǔn)備也緊鑼密鼓地進(jìn)行。作為全新設(shè)計的大飛機(jī)，在AG600飛行模擬器尚未研制成功期間，試飛員選用與AG600飛機(jī)一樣有著四臺渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)且大小、重量相近的運(yùn)-8作為替代，實(shí)施模擬飛行訓(xùn)練。
經(jīng)過一年多的準(zhǔn)備、30多小時的模擬飛行訓(xùn)練，2017年12月24日上午，由機(jī)長趙生、副駕駛陳明、機(jī)械師魏鵬和監(jiān)控觀察員孫康寧組成的首飛機(jī)組，駕駛AG600飛機(jī)騰空而起，在珠海機(jī)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(jī)各系統(tǒng)和基本操縱特性初步檢查、模擬著陸等預(yù)定試飛科目，圓滿完成了陸上首飛任務(wù)。
“水上試飛比陸上試飛面臨更大風(fēng)險。”陳明說，水上起降不僅要考慮水面環(huán)境的影響，對飛機(jī)姿態(tài)和速度的掌控也要比陸上操作精細(xì)許多，要想獲得完美的著水，飛機(jī)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(jī)就會像打水漂一樣在水面上跳躍，跳躍又很可能使飛機(jī)進(jìn)入低高度失速。在前期試飛基礎(chǔ)上，飛行機(jī)組在荊門漳河水庫上進(jìn)行10余架次的低、中、高速滑行，熟悉并掌握AG600飛機(jī)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(jī)在荊門漳河機(jī)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(yàn)。
“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(jī)試飛經(jīng)驗(yàn)的重要契機(jī)。”趙生說。
水上試飛體系實(shí)現(xiàn)從0到1的突破
2020年7月26日10時49分許，AG600飛機(jī)在完成一系列既定試飛科目后順利返回出發(fā)機(jī)場。伴隨著《歌唱祖國》的旋律，飛機(jī)通過歡迎水門，機(jī)長趙生報告順利完成首次海上起降科研試飛任務(wù)。
7月26日，水陸兩棲飛機(jī)AG600在日照山字河機(jī)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(jī)試飛項目的飛機(jī)所、發(fā)動機(jī)所、航電所、測試所、改裝部和機(jī)務(wù)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(jī)組就是臺前的演員，而飛機(jī)平臺、發(fā)動機(jī)、航電、測試改裝、機(jī)務(wù)、飛行組織系統(tǒng)及型號辦等團(tuán)隊相當(dāng)于燈光、道具、舞美，臺前幕后缺一不可。
作為“總導(dǎo)演”，王誠華曾經(jīng)在殲10、殲11、L-15、ARJ21-700等多個機(jī)型的試飛取證工作中擔(dān)任主管或副總師。王誠華說，航空工業(yè)試飛中心最初承擔(dān)的是軍機(jī)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(jī)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(jī)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(bǔ)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(tuán)隊指揮下，由一支精兵強(qiáng)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(yàn)；飛機(jī)所課題主管郗超，是技術(shù)扎實(shí)、頭腦靈活的“80后”，發(fā)動機(jī)所課題主管馬爭勝，在發(fā)動機(jī)試飛領(lǐng)域耕耘20余年；航點(diǎn)所課題主管趙俊茹，擁有著豐富的軍民機(jī)試飛經(jīng)驗(yàn)；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(jī)試飛項目正式啟動，赴加拿大培訓(xùn)、編制試飛相關(guān)技術(shù)文件、實(shí)施水上性能/操穩(wěn)特性和任務(wù)系統(tǒng)試飛技術(shù)研究的預(yù)研項目，各項工作緊鑼密鼓地進(jìn)行。其中，預(yù)研項目涉及水上起降試飛技術(shù)研究、抗浪指標(biāo)研究、救援/滅火任務(wù)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(jī)適用的條款規(guī)章，AG600飛機(jī)水上試飛工作填補(bǔ)了我國民機(jī)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(jī)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(jī)試飛工作，項目團(tuán)隊在對水上飛機(jī)飛行特點(diǎn)以及中國民用航空規(guī)章深入研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合國外培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)，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(zhǔn)，可以說這些研究為AG600飛機(jī)水上試飛提供了“法律”依據(jù)。
“在明確了飛機(jī)需遵循的適航標(biāo)準(zhǔn)后，如何驗(yàn)證飛機(jī)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(tuán)隊在搜集大量國內(nèi)外資料的基礎(chǔ)上，在仿真模擬和水洞試驗(yàn)結(jié)果總結(jié)的基礎(chǔ)上，完成了水面試飛各個科目的試飛方法研究，為AG600飛機(jī)水上試飛提供了技術(shù)支撐。
在試飛過程中，團(tuán)隊還不斷提出合理化改善意見，幫助AG600飛機(jī)更好地實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。
據(jù)馬爭勝介紹，AG600飛機(jī)采用的國產(chǎn)渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)，是目前我國經(jīng)過民用飛機(jī)取證且穩(wěn)定性較好的一款發(fā)動機(jī)，但該款發(fā)動機(jī)并不是專為水陸兩棲大飛機(jī)設(shè)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(jī)的防腐蝕、防鹽霧功能。”
2018年，項目團(tuán)隊在珠海進(jìn)行陸上試飛時，飛機(jī)的2號發(fā)動機(jī)意外發(fā)生空中停車。隨后在王誠華總師的帶領(lǐng)下，項目團(tuán)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(jī)運(yùn)行參數(shù)“似乎”一切正常，然而對停車前后數(shù)據(jù)仔細(xì)研究后判定是發(fā)動機(jī)的順槳信號引發(fā)的停車現(xiàn)象。在經(jīng)過對故障樹詳細(xì)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(dǎo)致發(fā)動機(jī)意外發(fā)出順槳信號而導(dǎo)致。
“珠海空氣濕度大、鹽度高，對發(fā)動機(jī)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(jī)AG600的成功完成陸上、水上、海上首飛，實(shí)現(xiàn)了水上和海上試飛體系從0到1的突破。這是AG600飛機(jī)邁向交付使用的一大步，也是成為我國試飛領(lǐng)域里程碑式的實(shí)踐。“接下來，我們還將和研發(fā)團(tuán)隊共同完成投給水改裝、任務(wù)系統(tǒng)驗(yàn)證等工作，讓AG600早日承擔(dān)起滅火和救援的任務(wù)。”王誠華說。
試飛鋪就通天路
國產(chǎn)水陸兩棲大飛機(jī)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(yàn)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(yàn)積累。
7月26日，水陸兩棲飛機(jī)AG600機(jī)組人員在成功進(jìn)行海上首飛后走下飛機(jī)。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(dāng)時繼美、蘇、英、法之后，第五個擁有設(shè)計、制造、試飛這一完整航空工業(yè)鏈的國家。
當(dāng)時，無論是飛行研究院的生活條件、飛行試驗(yàn)條件都是“一窮二白”。一口開掘于上世紀(jì)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(shè)備自記器把原本就局促的駕駛艙塞得滿滿當(dāng)當(dāng)，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(jī)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(diǎn)一滴地建立起來。隨著新機(jī)型試飛項目越來越多，對飛行試驗(yàn)的儀器、設(shè)備、設(shè)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(xué)院正式成立。ARJ21-700飛機(jī)的首席試飛員趙鵬就是中國試飛員學(xué)院首屆碩士畢業(yè)生。2008年11月28日，趙鵬作為試飛機(jī)組機(jī)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(jī)，是21世紀(jì)我國立項的第一個民用飛機(jī)項目，被看作國產(chǎn)大飛機(jī)的影子工程。同時，ARJ21-700飛機(jī)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(jī)安全和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試飛。
“美國人不信任中國人的試飛能力，ARJ21-700飛機(jī)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(jī)試飛能力的評價。”ARJ21-700飛機(jī)的試飛總師趙杰說。在這種情況下，趙杰和試飛團(tuán)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(tuán)隊加快試飛進(jìn)程。由于很多試飛課目都是第一次進(jìn)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(jī)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(jī)試飛工作量最大的一個項目。2013年，民機(jī)試飛的所有關(guān)鍵技術(shù)終于取得突破。
“拿下ARJ21-700飛機(jī)的試飛，我們做民用大飛機(jī)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(jī)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(jī)試飛隊伍。
AG600飛機(jī)試飛團(tuán)隊的大部分骨干人員都經(jīng)歷過ARJ21-700飛機(jī)項目的鍛煉。成功完成ARJ21-700飛機(jī)的試飛，從無到有構(gòu)建起民機(jī)試飛體系，讓試飛團(tuán)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(jī)包括最小離地速度試飛、最大能量剎車試飛、最大抗側(cè)風(fēng)能力試飛以及濺水試驗(yàn)在內(nèi)的多項風(fēng)險科目基本上都會用到AG600飛機(jī)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(jìn)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(yù)測性試飛評估）再飛行最后根據(jù)飛行數(shù)據(jù)驗(yàn)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(jìn)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(jìn)技術(shù)。1989年出生的蔣丹丹從西北工業(yè)大學(xué)碩士畢業(yè)后，經(jīng)過5年多的培訓(xùn)，成為我國首位民機(jī)女試飛員，已經(jīng)參與過C919大型客機(jī)的科研試飛任務(wù)。在AG600飛機(jī)下一階段的試飛任務(wù)中，蔣丹丹也將成為團(tuán)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(jī)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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