首架C919交付,大飛機“穿雲破冰”背後有一支氣象保障團隊

12月9日,全球首架C919交付中國東航,國產民航大飛機將正式服役。中國氣象局介紹,從試飛到正式上崗,飛機必須經過側風、高溫、高溼、高寒及自然結冰等條件下的測試檢驗,以取得適航合格證。

為保障國產大飛機試飛,國內建立首支專業化試飛氣象服務保障團隊,為C919提供多次試飛氣象保障服務,助力實現在國內按照適航標準完成航空器自然結冰試飛“零的突破”。

首架C919交付,大飛機“穿雲破冰”背後有一支氣象保障團隊

交付給中國東航的全球首架C919國產客機從上海浦東機場起飛。新京報記者 陶冉 攝

建立國內首支專業化試飛氣象服務保障團隊

2017年5月5日上午,天空陰雲密佈,國產大飛機C919在上海浦東國際機場執行首飛任務。上海市氣象局試飛氣象保障團隊負責人李伯平介紹,首飛當天,由氣象部門和中國商用飛機有限責任公司(簡稱“商飛公司”)聯合組成的試飛氣象保障團隊,在不利天氣條件下捕捉到兩小時的“好天氣”視窗期,成功保障C919安全執行首飛任務。

一個新機型的首飛需要條件嚴苛的“好天氣”,而圍繞適航審定工作的試飛,則需要尋找極端氣象條件。李伯平介紹,在正式進入市場之前,飛機必須經過一系列試飛考驗,取得適航合格證。側風、高溫、高溼、高寒及自然結冰等“壞天氣”下的測試檢驗,都是飛機適航審定科目中的重要試驗,需要有針對性的氣象保障服務。

試飛,是“飛行試驗”的簡稱,指在真實大氣條件下,對飛機、發動機及機載裝置進行探索研究、驗證和鑑定的系統工程。試飛成功與否,幾乎決定著新飛機專案的成敗。

從2014年起,圍繞國產大飛機試飛需求,上海氣象部門對接商飛公司、中國飛行試驗研究院緊密合作,建立了國內首支專業化試飛氣象服務保障團隊。

五年間,試飛氣象保障團隊為C919先後提供多次試飛氣象保障服務,涵蓋自然結冰、大側風、高溫、高溫高溼、高寒等試飛科目以及首飛、轉場等常規試飛活動,精密監測和精準預報能見度、大風、雲、降水、顛簸等試飛氣象安全關鍵條件。

尋找“合適的雲”,助力打破國外適航標準壟斷

飛機“破冰”能力十分重要,當飛機遇到結冰雲,如果表面積聚冰層,飛機的空氣動力學外形就會被破壞,可能會影響飛機的穩定性,造成失速的危險,嚴重時會造成飛機失事。自然結冰試飛,就是要檢測飛機的機翼、風擋、發動機短艙等部位的防、除冰功能。

自然結冰試飛科目是難度最大的科目之一,對雲層的液態水含量、雲層水滴直徑和周圍空氣溫度等要求極度嚴苛。行業內有“國內不具備自然結冰試飛條件”的說法,但只有在國內試飛研究的基礎上,制定自己的適航條款,才能打破國外的標準壟斷。

試飛氣象保障團隊始終堅持在國內尋找符合自然結冰試飛條件的雲。李伯平介紹,起初,團隊大量調研國內外自然結冰預報方法,學習國外飛機結冰氣象條件預測演算法。為獲取大量的觀測資料反覆檢驗演算法,團隊主動進入結冰區域去試飛,自2016年起,陸續在安徽安慶、湖北宜昌、陝西等地多次開展飛機結冰綜合探測試驗。

2021年初,團隊對全國四個自然結冰重點目標區域進行長期跟蹤預報,對過冷水、結冰等雲物理引數進行取樣,成功收集到大量實驗資料和資料,為做好C919大型客機適航審定自然結冰試飛的準備工作奠定了基礎。

試飛氣象保障團隊研發適合大飛機試飛的自然結冰潛勢預報新方法,逐步形成自主可控的全流程飛機結冰試飛氣象服務能力,最終有效減少了空報的機率。

準確預測雲層結冰情況,自然結冰試飛取得“零的突破”

今年2月17日,C919在陝西閻良上空完成了自然結冰試飛,實現在國內按照適航標準完成航空器自然結冰試飛“零的突破”,向適航取證邁出重要一步。

據中國氣象局介紹,此次試飛成功背後,還有一套“趨勢預診”與“臨近診斷”相結合的飛機結冰試飛氣象服務流程提供有力支撐。

今年1月中旬,試飛氣象保障團隊啟動了“趨勢預診”,提前一週給出了“1月20日至28日,陝西地區將經歷一次較大範圍的雨雪天氣過程”的預報意見。試飛3日前,團隊提供了一份更詳細的天氣預報,為大飛機申請試飛空域和試飛時間點提供決策依據。

天氣過程時刻在演變,試飛時間逐漸靠近時,“臨近診斷”啟動。試飛當天,試飛保障團隊利用衛星雲圖、氣象雷達、探空站點資料等多源觀測資料緊密追蹤天氣變化,及時調整預報結論,並與試飛現場保持密切溝通,及時引導飛機進入結冰雲層。結果顯示,預測結冰狀況與實際探測基本相符。

在各方通力合作下,截至2月17日,試飛保障團隊共計開展5架次審定試飛,穿雲29次,成功捕獲滿足規章要求的結冰氣象。

今年9月,中國民用航空局正式向商飛公司頒發C919大型客機型號合格證。在C919取得適航證後,試飛保障團隊進一步對不同試飛科目保障技術進行最佳化。在國產大飛機交付並服役後,氣象部門將做好航線上的運營氣象保障服務。

新京報記者 王景曦

編輯 白爽 校對 李立軍