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中航工业试飞中心让“中国制造”翼下生风

2017-02-28 13:28:09 中国航空报 李驰

2016年6月28日,我国自行研制的具有自主知识产权的新型涡扇支线客机ARJ21-700型飞机实现商业航线运营。在ARJ21-700型飞机实现商业航线运营的背后,有着一支优秀的队伍,他们代表着我国民用运输机功能和可靠性评估技术的最高水平。是他们饱经磨砺,为ARJ21-700型飞机实现商业航线运营扫清了最后的障碍,是他们攻克了功能和可靠性试飞的无数技术难关,令“中国制造”翼下生风。

国内F&R试飞技术体系首次华丽绽放

按照民用航空局飞标司的要求,ARJ21-700飞机功能和可靠性(F&R)试飞应按照航空公司运营模式进行组织,以验证ARJ21-700飞机的运行支持体系是否符合航空公司的要求,为ARJ21-700飞机交付航空公司并顺利开展运营奠定基础。最终,中航工业试飞中心被国家确定为“功能和可靠性试飞责任单位”。

如何检验ARJ21-700型飞机的“安全可靠”?庞巴迪CS100飞机的功能和可靠性(F&R)试飞采用典型的航空公司航线安排和操作程序,在加拿大、美国及欧洲的多对城市间进行测试,检验该型机在不同机场的运营表现。简单地说,功能和可靠性试飞就是在预期自然环境、航线环境、机场资源等综合条件下对飞机功能正常和可靠、连续起降能力等进行有效验证。

依据CCAR21-R3相关要求,ARJ21-700型飞机功能和可靠性试飞包括白天IFR/短程、白天IFR/远程、夜间IFR/短程、夜间IFR/远程、白天VFR起降和夜间VFR起降等6种飞行类别。按照飞机飞行手册、飞机维护手册、主最低设备清单及适用限制和特殊说明等相关文件,试飞员必须在试飞中对机上的全部系统进行使用或循环操作,检查系统功能实现情况,并进行评价。此外,还要统计分析飞机系统和零部件及设备存在的问题和缺陷等信息数据。于是,在“拉锯战”中,ARJ21-700型飞机功能和可靠性试飞大纲从最初的8页一直增加到60多页,历经10余次重大改进,中航工业试飞中心ARJ21-700型飞机功能和可靠性试飞团队终于见证了功能和可靠性试飞技术体系的华丽绽放。

成功填补国内民机试飞领域空白

任务下达之初,按照CCAR-21部相关条款“进行300小时的功能和可靠性试飞,以确定是否能合理地确保航空器及其零部件和设备是可靠的且功能是正常的”的要求。300小时是本场飞行还是航线飞行?功能和可靠性试飞与合格审定其他试飞科目是什么关系?什么样的计算才是可靠的?如何判定功能正常?一系列问题也随之而来。试飞中心ARJ21-700型飞机功能和可靠性试飞团队迎难而上,不断挑战新的高度。

在试飞内容确定上,课题组在分析研究功能实现条件、功能正常且可靠的验证方法的基础上,将系统功能检查项目合理分配到不同的时机中检查,并对检查项目、检查方式和检查目标进行最优化设计,解决了功能和可靠性试飞“该检查什么、怎么检查、如何判定检查结果”等难题,在国内实现了零的突破。

在试飞机场选择和试飞航线规划上,团队考虑到单发引气防冰功能对应的航线最低安全高度不大于10000英尺的限制,以及ARJ21-700型飞机市场定位、构型要求、环境要求等19种因素,建立了功能和可靠性试飞机场选择准则以及试飞航线选择准则;引入动态规划理论,突破了快速、有效地完成航线选择的难题;引入最优匹配方法,从检查方式、检查目标、实现时间、环境要求等方面,系统分析功能检查项目对航线的需求度等,实现了功能检查项目与试飞航线的有机融合。试飞结果表明,ARJ21-700型飞机完全可替代较小支线飞机并满足中国境内使用要求,实现了国内热点航线满客运营的突破和远距直飞。不仅如此,ARJ21-700型飞机还可替代较大飞机增加航班频度,满足乘客需求;用于“点对点”的瘦长航线,提高运营效率;将枢纽机场中心——辐射式航线延伸到较小机场;在非高峰时间为枢纽机场主要航线提供经济的空运工具。

建立ARJ21-700型飞机功能和可靠性试飞有效飞行时间计算模型是考核该项目是否满足适航条款要求的关键。在探索研究中,团队紧抓“工程操作性”,从计时周期、参与计时的试飞科目等方面建立了详细的试飞有效时间统计准则,为试飞提供了有效的判断依据。

在功能和可靠性试飞数据综合分析与监控系统的建立上,团队充分考虑功能和可靠性试飞周期短、涉及航线多、功能检查项目多等特点,应用时间轴设计、最小信息单元分离、倒树形设计原则等实现了系统可移植性、可扩展性;实现了最小信息单元的集中管理、试验规划和执行信息的管理、跟踪和动态监控等功能,提高了功能和可靠性试飞效率和质量。

实践孕育真理,实践考验技术。ARJ21-700型飞机在国内10个民航机场来回穿梭起降,执行完成了100余份试飞任务单、80架次的专项航线试飞,充分验证了中航工业试飞中心所建立的功能和可靠性试飞技术体系的准确性、合理性和可操作性。

中航工业试飞中心ARJ21-700型飞机功能和可靠性试飞团队自豪地说,ARJ21-700型飞机功能和可靠性试飞的成功,开创了中国航空工业功能和可靠性评估专业发展的里程碑和转折点。(本报通讯员 李驰)

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