首架C919交付,大飞机“穿云破冰”背后有一支气象保障团队
12月9日,全球首架C919交付中国东航,国产民航大飞机将正式服役。中国气象局介绍,从试飞到正式上岗,飞机必须经过侧风、高温、高湿、高寒及自然结冰等条件下的测试检验,以取得适航合格证。
为保障国产大飞机试飞,国内建立首支专业化试飞气象服务保障团队,为C919提供多次试飞气象保障服务,助力实现在国内按照适航标准完成航空器自然结冰试飞“零的突破”。
建立国内首支专业化试飞气象服务保障团队
2017年5月5日上午,天空阴云密布,国产大飞机C919在上海浦东国际机场执行首飞任务。上海市气象局试飞气象保障团队负责人李伯平介绍,首飞当天,由气象部门和中国商用飞机有限责任公司(简称“商飞公司”)联合组成的试飞气象保障团队,在不利天气条件下捕捉到两小时的“好天气”窗口期,成功保障C919安全执行首飞任务。
一个新机型的首飞需要条件严苛的“好天气”,而围绕适航审定工作的试飞,则需要寻找极端气象条件。李伯平介绍,在正式进入市场之前,飞机必须经过一系列试飞考验,取得适航合格证。侧风、高温、高湿、高寒及自然结冰等“坏天气”下的测试检验,都是飞机适航审定科目中的重要试验,需要有针对性的气象保障服务。
试飞,是“飞行试验”的简称,指在真实大气条件下,对飞机、发动机及机载设备进行探索研究、验证和鉴定的系统工程。试飞成功与否,几乎决定着新飞机项目的成败。
从2014年起,围绕国产大飞机试飞需求,上海气象部门对接商飞公司、中国飞行试验研究院紧密合作,建立了国内首支专业化试飞气象服务保障团队。
五年间,试飞气象保障团队为C919先后提供多次试飞气象保障服务,涵盖自然结冰、大侧风、高温、高温高湿、高寒等试飞科目以及首飞、转场等常规试飞活动,精密监测和精准预报能见度、大风、云、降水、颠簸等试飞气象安全关键条件。
寻找“合适的云”,助力打破国外适航标准垄断
飞机“破冰”能力十分重要,当飞机遇到结冰云,如果表面积聚冰层,飞机的空气动力学外形就会被破坏,可能会影响飞机的稳定性,造成失速的危险,严重时会造成飞机失事。自然结冰试飞,就是要检测飞机的机翼、风挡、发动机短舱等部位的防、除冰功能。
自然结冰试飞科目是难度最大的科目之一,对云层的液态水含量、云层水滴直径和周围空气温度等要求极度严苛。行业内有“国内不具备自然结冰试飞条件”的说法,但只有在国内试飞研究的基础上,制定自己的适航条款,才能打破国外的标准垄断。
试飞气象保障团队始终坚持在国内寻找符合自然结冰试飞条件的云。李伯平介绍,起初,团队大量调研国内外自然结冰预报方法,学习国外飞机结冰气象条件预测算法。为获取大量的观测数据反复检验算法,团队主动进入结冰区域去试飞,自2016年起,陆续在安徽安庆、湖北宜昌、陕西等地多次开展飞机结冰综合探测试验。
2021年初,团队对全国四个自然结冰重点目标区域进行长期跟踪预报,对过冷水、结冰等云物理参数进行采样,成功收集到大量实验数据和资料,为做好C919大型客机适航审定自然结冰试飞的准备工作奠定了基础。
试飞气象保障团队研发适合大飞机试飞的自然结冰潜势预报新方法,逐步形成自主可控的全流程飞机结冰试飞气象服务能力,最终有效减少了空报的概率。
准确预测云层结冰情况,自然结冰试飞取得“零的突破”
今年2月17日,C919在陕西阎良上空完成了自然结冰试飞,实现在国内按照适航标准完成航空器自然结冰试飞“零的突破”,向适航取证迈出重要一步。
据中国气象局介绍,此次试飞成功背后,还有一套“趋势预诊”与“临近诊断”相结合的飞机结冰试飞气象服务流程提供有力支撑。
今年1月中旬,试飞气象保障团队启动了“趋势预诊”,提前一周给出了“1月20日至28日,陕西地区将经历一次较大范围的雨雪天气过程”的预报意见。试飞3日前,团队提供了一份更详细的天气预报,为大飞机申请试飞空域和试飞时间点提供决策依据。
天气过程时刻在演变,试飞时间逐渐靠近时,“临近诊断”启动。试飞当天,试飞保障团队利用卫星云图、气象雷达、探空站点资料等多源观测数据紧密追踪天气变化,及时调整预报结论,并与试飞现场保持密切沟通,及时引导飞机进入结冰云层。结果显示,预测结冰状况与实际探测基本相符。
在各方通力合作下,截至2月17日,试飞保障团队共计开展5架次审定试飞,穿云29次,成功捕获满足规章要求的结冰气象。
今年9月,中国民用航空局正式向商飞公司颁发C919大型客机型号合格证。在C919取得适航证后,试飞保障团队进一步对不同试飞科目保障技术进行优化。在国产大飞机交付并服役后,气象部门将做好航线上的运营气象保障服务。
新京报记者 王景曦
编辑 白爽 校对 李立军