“一個國家的起飛”背後細節(jié)：曾拿著美元按小時諮詢美國專家

　　澎湃新聞記者 張梟翔 來源：澎湃新聞

　　新支線客機ARJ21正式投入航線運營10個月後，國産大型客機C919也將首飛。

　　5月3日，中國商飛對外宣佈，國産大型客機C919將於5月5日在上海浦東國際機場第四跑道首飛。如天氣條件不具備，則順延。

　　2016年6月28日，ARJ21首次航線運營飛行。2017年4月，ARJ21飛機迎來第10000名乘客。而即將首飛的國産大型客機C919，機內(nèi)設(shè)座位達168座，航程4075—5555公里，2015年11月2日完成總裝下線，目前已有570架訂單。

　　ARJ21、C919之間有諸多聯(lián)繫。兩款機型同為中國商飛公司研製，中國商飛是實施國家大型飛機重大專項中大型客機項目的主體。現(xiàn)任C919總設(shè)計師吳光輝，曾為ARJ21總設(shè)計師。

　　ARJ21之於C919，還有更多意義。新華社解放軍分社記者、航空領(lǐng)域?qū)＜覄涝谄渥珜懙膱D書《一個國家的起飛：中國商用飛機的生死突圍》（下稱“《一個國家的起飛》”）裏披露，在歷時11年3個月的適航審定過程中，ARJ21-700飛機共突破了100多項技術(shù)難關(guān)，解決制約適航取證的技術(shù)難題130多個，同時為中國大型客機C919飛機的適航取證積累了經(jīng)驗。“正是因為這些填補國內(nèi)技術(shù)空白的試驗、試飛，ARJ21-700飛機也被看作是C919大型客機‘先行者’與‘趟路者’”。劉濟美寫道。

　　C919從正式立項到首飛，用了將近10年的時間。而從2002年6月14日，國家發(fā)改委正式批準新支線飛機項目立項，到2016年6月28日進行首次航線運營飛行，14年間總計有1.3萬人參與了ARJ21項目；吸引了包括美國通用電氣飛機發(fā)動機公司在內(nèi)的19家國際知名系統(tǒng)供應(yīng)商成為ARJ21的“風險合作夥伴”；是世界上試飛時間最長的飛機，6年中累計安全試飛2942架次，5258小時；歷經(jīng)54項美國聯(lián)邦航空局MOA項目審查，製作了3418份符合性驗證報告。

　　劉濟美還在書裏寫道，“或許外人覺得我們在ARJ21項目上走得步履蹣跚，但正是這些逢山開路的過程，為C919大型客機乃至寬體客機的研製架起了高速路，他們可以在ARJ21-700飛機的基礎(chǔ)上奔跑起來。”

　　工業(yè)和資訊化部部長苗圩在為《一個國家的起飛》作的序中寫道：“ARJ21項目是一部波瀾壯闊的創(chuàng)業(yè)史，無論是針對爭奪航空市場的博弈，還是尋找國家新的産業(yè)支撐的決策；無論是技術(shù)上的突破，還是工業(yè)化的思維，這個項目都將深深地影響每一個人，都將在製造強國建設(shè)歷程中寫下重重一筆。”

　　民機工業(yè)是一個保密性較高的行業(yè)，ARJ21飛機的研發(fā)、製造、試飛過程一直鮮為人知。澎湃新聞爬梳《一個國家的起飛》，提煉出ARJ21起飛背後不為人知的10個細節(jié)。或許，C919大型客機首飛的背後，也有類似的細節(jié)。

　　注：以下內(nèi)容選編自《一個國家的起飛：中國商用飛機的生死突圍》

　　1，“‘干支之爭’歸根結(jié)底都是為了生存之爭”

　　中國的民機工業(yè)，除了爭論不休的“大飛機”，還有更加激烈的“干支之爭”、“對外合作與自主研製之爭”和“東西之爭”。

　　比如，作為運-10飛機的設(shè)計單位，上海飛機設(shè)計研究所始終主張研製幹線飛機。原中航商用飛機公司（編注：中航商飛，成立於2002年9月，由原中國航空工業(yè)第一集團公司等15家企事業(yè)單位共同投資組建，總部設(shè)在上海，2008年5月整體併入中國商用飛機有限責任公司）總經(jīng)理助理陳綏寧認為：“事實上，‘干支之爭’恰恰反映出我們的思想讓然停留在‘我們只管造出飛機’這個舊有觀念意識裏，卻忽視了發(fā)展民機産業(yè)最重要的一條規(guī)律是‘獲得商業(yè)成功’。”

　　1998年6月17日，用於AE-100項目的100億元人民幣“總理基金”劃出了中國航空工業(yè)總公司的賬戶，AE-100項目宣告終結(jié)。

　　AE-100項目之後，中國民機工業(yè)的中流砥柱，一部分成為汽車領(lǐng)域急需的新鮮血液；一部分則把國外學(xué)習(xí)到的先進的技術(shù)應(yīng)用於開發(fā)遊樂園的摩天輪和超級鞦韆。

　　2，“承當風險是飛機製造行業(yè)的一條重要法則”

　　ARJ21-700飛機不僅要在工程學(xué)上創(chuàng)造奇跡，而且要能夠準確地滿足大多數(shù)乘客的旅行方式，大多數(shù)航空公司的運營方式。

　　2000年3月12日，時任副總理吳邦國針對ARJ21項目説：“這是最後一次機會，不要再錯過！”

　　幾家航空公司走下來，原中航商飛公司意識到産品支援才是航空公司選購飛機時考慮最多的因素。

　　1000名中國設(shè)計師們與19家國外系統(tǒng)供應(yīng)商，將所有的知識綜合到一起令航空公司廣泛的需求最終得以實現(xiàn)。在無數(shù)次探討與思考之後，原中航商飛公司決定憑藉ARJ21—700飛機的座級數(shù)、舒適度以及西部適應(yīng)性這些特點，來贏得市場競爭的青睞。

　　2010年4月13日，中國第四架具有自主智慧財産權(quán)的ARJ21-700飛機在上海首飛成功。這是ARJ21-700項目試驗批次的最後一架試飛機，也是第一架在性能上模擬了最終交付狀態(tài)的試飛機，標誌著中國新支線飛機項目進入了高強度、大密度的試飛階段。 澎湃新聞記者 趙昀 圖

　　3，“銷售第一架飛機需要一種信任”

　　2001年，原中航商飛公司要在市場上找到與他們一樣，對未來支線航空市場充滿信心的客戶；相信他們有能力把還停留在紙上的飛機製造出來的客戶；願意與他們一起為8年之後才能飛起來的飛機持續(xù)投入資金的客戶；願意與他們共同承擔風險與挑戰(zhàn)的客戶。

　　2003年9月17日，在第十屆北京國際航空展覽會上，原中航商飛公司正式與山東航空股份有限公司、深圳金融租賃有限公司、上海航空股份有限公司簽署啟動用戶協(xié)議，三家啟動用戶共購置35架ARJ21-700飛機。

　　最早與原中航商飛公司簽訂啟動用戶協(xié)議的是上海航空股份有限公司，但是，他們明確對原中航商飛公司表示“不要對外宣佈”。在很長的一段時間裏，關(guān)於35架飛機訂單的真實性，仍然流傳著許多傳言，甚至連國防科工委在批準ARJ21項目時也提出審查購機合同的要求。

　　4，曾在經(jīng)典試驗中遭遇失敗

　　創(chuàng)建於1965年4月12日的中國飛機強度研究所，具有代表國家對新研製和改型飛機結(jié)構(gòu)強度進行鑒定和驗證試驗的職能，中國新研製飛機的每一張首飛通行證都是從這裡發(fā)出的。

　　著名的456機庫是中航工業(yè)飛機強度研究所設(shè)在中航工業(yè)飛行試驗研究院裏的一個專門進行強度試驗的機庫，中國很多著名航空器的強度試驗就是在這個機庫裏進行的，ARJ21-700飛機首飛前的準飛證也是從這裡發(fā)出。

　　2.5g是飛機在俯沖和突然拉升時産生的最大載荷（編注：飛機在空中飛行時，作用在飛機結(jié)構(gòu)內(nèi)、上的力，例如：空氣動力、發(fā)動機推力、飛鳥和冰雹及砂石等外部撞擊力，內(nèi)部慣性力、阻尼力、彈性力、壓力傳遞等都被稱為“飛機載荷”），一般商用飛機在航線上飛行的時候是不會飛2.5g載荷，但是，適航條款規(guī)定必須承受2.5g的載荷，如果實驗失敗了，則意味著ARJ21-700飛機在彎曲的強度載荷上是不合格的，不能進行商業(yè)運營。

　　飛機載入到85%，載荷在持續(xù)增加著，忽然間，中後機身段先是傳來金屬斷裂的聲音，緊接著龍骨梁的位置“嘭”的一聲巨響，安靜的456機庫裏就像響徹了一聲炸雷，隨後，緊繃在01架靜力試驗機上的鋼索全部自動卸載，飛機向下一沉，上翹接近1.8米的機翼也瞬間回到了原位。

　　5，“我們拿著美元按小時給美國專家付費諮詢”

　　2010年2月1日，F(xiàn)AA（編注：Federal Aviation Administration，簡稱FAA，美國聯(lián)邦航空管理局）正式啟動ARJ21-700飛機的“影子審查”（編注：影子審查，即中國民航適航審查時，F(xiàn)AA派人了解、指導(dǎo)、監(jiān)督、決策，但不與被審查方直接對話）工作，並將2.5g試驗作為第一個“影子審查”項目。

　　不改變現(xiàn)有的試驗載入方式，2.5g試驗就進行不下去，至於如何去實現(xiàn)這種方式需要申請人自己尋找辦法，CAAC（編注：CAAC，即中國民用航空局）幾乎每次審查會議上都在追問這個問題。

　　“我和陳勇（編注：陳勇，ARJ21-700飛機總設(shè)計師）到美國找專家進行諮詢，拿著美元，按小時給這些專家付費諮詢，那時候看著錢就這樣花出去，的確心裏很著急。”時任上海飛機設(shè)計研究院強度部部長朱廣榮説。

　　2010年6月20日，456機庫裏隆重地進行了採用斜載入方式的限制載荷試驗，最終的試驗結(jié)果表明，機翼變形與設(shè)計人員分析的結(jié)果完全一致。

　　“我們首次採用了國際上先進的垂直弦平面的載入技術(shù)、新的扣重方案、新的調(diào)零方法、支反力控制等新技術(shù)，並且得到了CAAC和FAA的認可與接受。”時任上海飛機設(shè)計研究院支線項目部部長李玲介紹説。

　　6，最為順利的一次顫振試飛

　　顫振是探索最大飛行速度的高風險試飛科目，它可以讓飛機瞬間解體，是一切試飛科目的基石。

　　顫振是彈性飛機在氣流中發(fā)生的發(fā)散自激振動，是由非定常空氣動力、慣性力以及彈性力耦合在一起所引起的。當飛機的飛行速度大於某一臨界速度後，偶然的小擾動都會引起飛機振幅持續(xù)增大的振動，直至振動無限擴大導(dǎo)致機毀人亡。

　　“顫振試飛屬於國際I類風險科目，因為其高風險性，所以是我們唯一在TIA（型號檢查核準書）之前與CAAC並行的試飛科目，也是FAA開展‘影子審查’的第一個試飛科目。”時任中國商飛公司西安外場試驗隊副大隊長白永寬介紹説，“所以，顫振試飛能否順利完成，不僅直接影響ARJ21項目進入TIA的節(jié)點，也影響中美適航雙邊協(xié)議的進展。”

　　2011年8月3日15時50分，由試飛員陳明和趙生駕駛的ARJ21-700飛機101架機安全降落在試飛院的跑道上，為4個月的顫振試飛畫上了圓滿的句號，這也是ARJ21項目研製歷史上，進行得最為順利的一次試飛。

　　7，“通過8220次失速在安全性與經(jīng)濟性之間尋找平衡點”

　　顫振試飛探索的是飛機的最大速度，而失速試飛則定義的是飛機的最小速度，一旦將這兩個速度定義清楚，那麼ARJ21-700飛機在包線內(nèi)任何飛行就都是安全的。

　　“失速試飛一直是商用飛機研製的難點問題，他的難度和複雜性在於：失速與深失速特性的研究與預(yù)測、失速和深失速的改出能力和方法以及失速保護邏輯的設(shè)計等問題。”上海飛機設(shè)計研究院的李棟成表示。

　　失速，無論對於航空安全還是對於航空公司的盈利都至關(guān)重要，而商用飛機的失速試飛就是要確定飛機的失速速度，在飛機的安全性與經(jīng)濟性之間尋找平衡點。

　　從2010年12月2日，ARJ21-700飛機進行第一次的自然失速試飛開始，到2012年12月27日，CAAC的局方審定試飛正式結(jié)束，ARJ21-700飛機的失速試飛整整歷時兩年的時間。受到失速保護系統(tǒng)供應(yīng)商——美國RC公司的影響，ARJ21-700先後進行了四輪失速試飛，10多名試飛員與試飛工程師參與其中，甚至有人曾與死神擦肩而過，他們用8220次失速來尋找ARJ21-700飛機安全性與經(jīng)濟性的最佳平衡點。

　　8，“最具爭議的試驗”

　　2012年6月19日，從淩晨開始，中國飛行試驗研究院的跑道上就陸續(xù)進入了各類車輛，除了參加試驗的科技人員，還有很多人是來觀摩ARJ21-700飛機進氣道濺水試驗第一次預(yù)試的。

　　這是國內(nèi)首次按照CCAR25部條款要求進行的商用飛機全機級濺水試驗，至於如何組織試驗，以及試驗的結(jié)果怎樣，不僅牽動著ARJ21-700飛機型號申請人的心，甚至也引起了國內(nèi)大型飛機研製廠商的關(guān)注，因為在此之前，中國在此領(lǐng)域沒有任何工程數(shù)據(jù)和經(jīng)驗可以借鑒。

　　即使在之前一年多的時間裏，中國商飛公司與CAAC就試驗本身設(shè)想了無數(shù)種情況來避免風險，但是沒有經(jīng)過工程試驗，沒有人真正知道，當ARJ21-700飛機在最大起飛重量的構(gòu)型下，以240公里每小時的速度衝過積有12.7毫米（最深處達40毫米）的水池時，飛機輪胎捲起的水會以怎樣的形式、多大的力量打到ARJ21-700飛機的哪些部位上？吸入了大量水後的發(fā)動機是否還能正常工作？飛機的機體結(jié)構(gòu)是否會受到損傷？這種損傷是否還能修復(fù)？

　　機務(wù)人員發(fā)現(xiàn)，在水的衝擊下，主起落架整流罩壁板I外蒙皮變形翹起；中後機身右側(cè)下壁板變形翹起；左發(fā)進氣道整流罩一處漆層脫落同時復(fù)材表面破裂；後貨艙門手柄脫開。

　　FAA“影子審查組”代表也一再強調(diào)：“前輪導(dǎo)水槽的設(shè)計使進入發(fā)動機的進水量太大了，這並不是一種理想的設(shè)計形式。”

　　9，“在國內(nèi)僅有的一條跑道上捕捉幽靈般出沒的大側(cè)風”

　　2013年3月27日，ARJ21-700飛機102架機再次飛抵嘉峪關(guān)機場，這是102架飛機第四次再次執(zhí)行大側(cè)風試飛任務(wù)。在業(yè)內(nèi)人士看來，自然結(jié)冰試飛與大側(cè)風試飛是ARJ21-700飛機進行的最為艱難的兩個試飛科目，因為這兩項試驗都對氣象條件有著極為嚴格甚至苛刻的規(guī)定與限制。

　　“我們需要的是垂直于跑道，同時不起揚沙，而且風速能穩(wěn)定維持在23.5~28節(jié)次的大側(cè)風。”作為總體氣動專業(yè)的副總設(shè)計師，趙克良負責的科目總是與風險與艱難密不可分，“正是這些對於氣象條件的苛刻規(guī)定與限製成為ARJ21-700飛機大側(cè)風試飛的難度所在。”

　　“雖然ARJ21-700飛機的使用限制在28節(jié)，但是經(jīng)過四年的大側(cè)風試飛，由於我們始終沒有尋求到更為嚴酷的氣象條件，ARJ21-700飛機的抗側(cè)風能力，我們只演示到22節(jié)……”趙克良説。

　　在ARJ21-700飛機大側(cè)風試驗隊大隊長祥升看來，儘管ARJ21-700飛機的大側(cè)風試驗仍然沒有迎來真正意義上的成功，但是，四年的探索與實踐無論是從試驗的組織管理還是條款的驗證方法上都為中國民機的研製積累了豐富而寶貴的經(jīng)驗。

　　10，首家用戶

　　2014年9月，ARJ21-700飛機最小飛行機組試飛試驗展開，這項試驗涉及11個機組、17名試飛員。時任ARJ21-700飛機的全球首家用戶，成都航空公司總經(jīng)理隋光明也帶領(lǐng)自己的飛行團隊參加了這項試飛。

　　最小飛行機組試飛的目的主要是通過多個機組的主觀評價和生理參數(shù)測量，來衡量和評估在不同試驗場景下，機組成員對相關(guān)器件的可達性和操作的簡易性，以及最小機組（兩人制）的工作量是否滿足適航規(guī)章要求。

　　2014年12月30日，時任中國民用航空局局長李家祥乘坐ARJ21-700飛機105架機從上海飛往北京，他説：“我要向世界宣告，中國研製的噴氣式客機是安全可靠的，是可以信任的。”

　　在對ARJ21-700飛機的手冊進行評審的過程中，成都航空公司對比使用空客飛機手冊的經(jīng)驗，提出了6000多條的建議，這意味著ARJ21的某些維修方法不易操作，甚至個別維修方式需要更改。

　　在很多航空業(yè)內(nèi)人士眼中，成都航空與ARJ21—700飛機的聯(lián)姻更多的是出於企業(yè)重組的需求。但在四川航空集團有限責任公司總經(jīng)理隋明光看來，選擇成為國産民機首家用戶的意義在於參與民機戰(zhàn)略上的合作，“我們肩負著為ARJ21飛機進行示範運營的獨特使命，責任在於開拓國産商業(yè)飛機的市場價值。”

    延伸閱讀：C919進入航線或需3-5年，國內(nèi)有兩千架市場空間

                    C919今日將首飛 你知道9和19分別是什麼寓意嗎？