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国内首次C919全机雷电防护试验顺利结束

2021-03-09 15:55:01 中国航空报 吴琼 陈牧

合肥航太总经理、飞机雷电防护专家段泽民接受采访

日前,中国商飞与东航在上海签署国产大型客机C919采购合同,全球首单成功落地。与此同时,由航空工业合肥航太承担完成的C919全机雷电适航取证试验也圆满完成。据悉,这是首次在国内开展的大型客机全机雷电试验,为国产大飞机的适航取证助推了重要一步。

一架商用飞机平均每年要受一次雷击,雷电防护技术是航空工业绕不开的课题,飞机的雷电防护设计也是飞机适航取证的强制要求,而这正是力争在年内交付的C919大型客机目前接受的考验。

直击试验现场:“余量”与“缩比”

2月28日,中国商飞南昌基地C919大型客机外场试验机库内一片忙碌。位于机库正中的是C919飞机106架机,蓝白机身、绿色尾翼,格外引人注目。

试验现场,C919客机周围布满了雷电回路导线系统与雷电回路支撑系统,雷电防护试验正在紧张进行着。“我们的试验分两个阶段,即全机雷电间接效应试验与全机燃油系统雷电试验。”试验现场,合肥航太总经理、飞机雷电防护专家段泽民几乎连喝水的时间都没有。在过去的一个多月里,他紧盯每个环节,不敢有丝毫松懈。

从理论和试验情况看,C919大飞机能够承受200千安雷电的打击,抗雷击能力特别强,这是业内共识。在试验机库内,与记者设想的“电闪雷鸣”的试验场景不同,相关试验工作正在相对安静的环境中开展,段泽民介绍,这与“缩比”的方式密不可分。

记者了解到,根据中国民用航空规章第25部要求,目前C919采用了缩比雷电流的测量方法。“随着技术的进步,我们的传感器已经很灵敏了,可以测到很小的信号,测出来以后再外推模拟,实现技术上的突破,这也是行业公认的惯例。”段泽民说。

一切试验都是为了飞机的安全考量。此前开展的全机雷电间接试验主要解决的是飞机上电子电气设备及其电缆系统的雷电感应情况。简单来说,就是向飞机注入一个雷电波形,并对耦合结果进行测量比对。段泽民介绍,飞机上的电子电气设备在安装之前都有过雷电防护设计指标和雷电防护试验参数,然而数据达到标准并不是试验追求的结果。

“如果耐压值是1000伏,那么试验感应出来的过电压就不能超过500伏,也就是说测出来的信号必须是设计值的一半,才符合安全要求。”段泽民打了个比方,这类似于汽车要求载重5吨,但不能超过5吨就真的走不动了。飞机设计规定必须要有安全余量,雷电安全也是这样,基于这样的原则至少要保留2倍的安全余量。在试验中一旦发现问题,科研力量就会迅速集结研究,找出最可行的解决办法。

自主研发装置首次用于民机

飞机在交付前,需经过数万次的雷电打击。其实早在2008年C919项目启动,段泽民团队就肩负起了大飞机雷电防护工作。然而为C919进行全机雷电防护试验,研发符合要求的全机雷电波形发生器是摆在国内飞机雷电防护领域的难题,对他们团队来说也是第一次。

在试验现场,两台迷彩外观的大型方舱露出真颜,该套装置获得过安徽省2019年度科技进步一等奖。这是一对移动式飞机全机雷电试验装置,在试验开展之前,专门从合肥开到了南昌基地用以开展试验。

“这两台装置是我们团队自主研发的,他们互相配合。”段泽民介绍,装置曾运用在中国研究制造的新一代大型运输机运20的全机雷电测试上,也是首次运用在C919中,这也是军民两用技术的典范,在此次项目中发挥了决定作用。

关于大飞机的每一项工作都涉及多个单位的紧密合作。这些天来,雷电防护团队和飞机制造方通力合作,不断推进各项工作开展。“我们是负责雷电的发生和雷电感应的测试,但涉及飞机的方方面面必须有飞机方来做。比如我们要做什么,他们马上派人来把盖打开,打开以后把传感器装好,再由对方把盖关上。”段泽民说,每一环节都必须由受过专业训练的人员才能实施,为了飞机的安全必须这么做。

奋战一线的农历新年

2021年是C919项目取证的关键年。刚刚过去的春节,有很多航空人夙兴夜寐,试验攻关。中国商飞董事长贺东风来到南昌现场,和战斗在C919飞机全机雷电试验现场的同志们一起度过年三十。牛年大年初一,他又亲临工作现场,并下了正式开试的指令。

在这支大飞机雷电防护的试验团队中,有很多张年轻的面孔战斗在一线。老家安庆的女孩姚玲是名副其实的“95后”,正在跟随段泽民读博的她,也是整个团队在这次试验中待在基地最久的女生之一。“守着”大飞机一起度过除夕,在这里学习和见证这项工作,年轻的姚玲和很多人一样格外激动:“这可是中国的大飞机,也是我们参与做的,太自豪了。”C919此次雷电防护试验工作周期紧,团队很多工作人员每天早上六七点就来到现场,一直坚守到晚上十一二点。在机舱开展测量的过程中,“90后”团队成员王森只能半躺着进行测量,一待就是半天,直到中午和晚上吃饭时才能出来,其中辛苦不言而喻。

目前,接受全机雷电防护试验“大考”的C919已经顺利“通关”,段泽民团队还在合肥本部紧锣密鼓地开展着C919飞机复合材料结构件等的适航取证试验。随着今年1月C919首次局方审定试飞的完成,当前,C919也正朝着取证交付的目标推进。

“随着研究技术的不断突破,国产大飞机一定能在未来市场占据一席之地,与波音、空客平等竞争,我们的技术研究也恰逢其时。”段泽民表示,回望过去30多年,愈发感受到国家的科技自信与科技实力。从ARJ21、C919再到以飞机雷电防护为一期工程的大科学装置,在他看来,只有国家才有实力做到,他们团队也将不断攻关,为托起国产大飞机翱翔梦尽到一名航空人应尽的义务。

责任编辑:实习编辑