2022年2月17日，國產(chǎn)大型客機(jī)自然結(jié)冰適航審定試飛在陜西閻良取得關(guān)鍵性突破，影響國產(chǎn)大型客機(jī)適航審定的“重量級攔路虎”——自然結(jié)冰試飛“冰消瓦解”。

　　自然結(jié)冰試飛一直以來都是飛機(jī)取證中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，用以驗證在結(jié)冰氣象條件下飛機(jī)仍具備安全飛行和運(yùn)營的能力。飛機(jī)結(jié)冰，即飛機(jī)在結(jié)冰氣象條件下飛行時，大氣中的過冷水滴撞擊到飛機(jī)表面并累積成冰的一種現(xiàn)象。飛機(jī)結(jié)冰被認(rèn)為是誘發(fā)飛行失控的三大因素之一。美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，每年大約有8起因結(jié)冰導(dǎo)致的飛行事故。因此，國際上任何一部適航法規(guī)，都不可能忽視結(jié)冰對飛行安全帶來的影響。國產(chǎn)大型客機(jī)要想在國際上拿到適航證，就必須完成自然結(jié)冰的試飛科目。

　　在國產(chǎn)大型客機(jī)自然結(jié)冰試飛中，任務(wù)牽總單位——中國飛行試驗研究院（簡稱“試飛院”）首次在國內(nèi)大范圍開展了基于結(jié)冰預(yù)測模型算法驗證的結(jié)冰資源實測飛行；首次在國內(nèi)完整、有效地完成了中國民用航空規(guī)章CCAR25部附錄C要求的自然結(jié)冰試飛；首次完成了美國聯(lián)邦航空條例FAR25-121修正案要求的自然結(jié)冰試飛驗證條款。此前，在全球范圍內(nèi)只有空客350和俄羅斯MC21完成了該項驗證。

　　試飛，是“飛行試驗”的簡稱，指在真實大氣條件下，對飛機(jī)、發(fā)動機(jī)及機(jī)載設(shè)備進(jìn)行探索研究、驗證和鑒定的系統(tǒng)工程。在很大程度上，試飛成功與否，決定著新飛機(jī)項目的成敗。

　　中國飛行試驗研究院作為“試飛國家隊”，為了啃下自然結(jié)冰試飛這塊硬骨頭，多年來一直在鍥而不舍地探索。1986年、1997年和2018年，試飛院在新疆先后組織了多次自然結(jié)冰試飛。

　　然而，ARJ21-700飛機(jī)的自然結(jié)冰試飛可謂命運(yùn)多舛。2002年立項的ARJ21-700飛機(jī)，是21世紀(jì)我國立項的第一個民用飛機(jī)項目，被看作國產(chǎn)大飛機(jī)的影子工程。同時，ARJ21-700飛機(jī)也是我國首次與美國雙邊適航談判的項目，完全參照美國飛機(jī)安全和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試飛。

　　2010年3月起，ARJ21拉開了自然結(jié)冰試驗的序幕。2011年至2014年，試飛院與中國商飛公司在新疆地區(qū)組織實施了ARJ21-700飛機(jī)自然結(jié)冰試飛，始終未能完全捕捉到理想結(jié)冰氣象，僅在2012年3月19日取得一次有效數(shù)據(jù)。2014年3月，ARJ21-700飛機(jī)不得不遠(yuǎn)赴北美五大湖地區(qū)進(jìn)行此項試驗。在國外專家團(tuán)隊的指導(dǎo)下，困擾ARJ21適航取證長達(dá)4年之久的自然結(jié)冰試飛，連去帶回僅用了1個多月就順利結(jié)束。

　　ARJ21-700飛機(jī)的首席試飛員趙鵬至今對這次跨國尋“冰”之旅記憶猶新，尤其是指導(dǎo)他們追云逐冰的國外氣象專家，能準(zhǔn)確判斷飛機(jī)飛進(jìn)哪塊云里能結(jié)冰，“好像是可以呼風(fēng)喚雨的魔術(shù)師?！?br data-filtered="filtered" />

　　“自然結(jié)冰試飛，屬于航空學(xué)與氣象學(xué)的交叉學(xué)科，氣象需要尋冰，航空技術(shù)需要‘破冰’?！眹a(chǎn)大型客機(jī)試飛副總師丁軍亮說，自然結(jié)冰試飛的困難主要體現(xiàn)在兩方面，一是科目本身風(fēng)險很高，二是結(jié)冰氣象環(huán)境難以捕捉。

　　結(jié)冰天氣條件主要由結(jié)冰云層范圍、液態(tài)水含量、過冷水滴平均有效直徑和空氣溫度等參數(shù)確定。按照中國民用航空規(guī)章CCAR25部和美國聯(lián)邦航空條例FAR25部的規(guī)定，商用飛機(jī)進(jìn)行自然結(jié)冰試驗的氣象條件必須滿足：連續(xù)最大結(jié)冰試驗時液態(tài)水含量在每立方米0-0.8克，水滴直徑在15-40微米；間斷最大結(jié)冰試驗時液態(tài)水含量在每立方米0-3.0克，水滴直徑在15-50微米。尤其后者更屬于極其罕見的極端氣象條件。

　　北美五大湖區(qū)地理位置特殊，并擁有豐富的水體，有利于結(jié)冰氣象的產(chǎn)生，被稱為“天然的結(jié)冰超市”。美國聯(lián)邦航空條例FAR25部的自然結(jié)冰適航條款，就是由美國專家基于北美五大湖區(qū)的氣象數(shù)據(jù)而研究制定的。

　　依賴國外資源完成的ARJ21-700飛機(jī)自然結(jié)冰試飛，讓試飛院的試飛工程技術(shù)人員感到“憋屈”：中國這么大，難道就真的找不出一塊適合大型飛機(jī)開展自然結(jié)冰試飛的空域？自然結(jié)冰試飛只能舍近求遠(yuǎn)？

　　“我的任務(wù)，就是要預(yù)測并準(zhǔn)確找到滿足自然結(jié)冰氣象條件的云層。”試飛院氣象臺臺長楊濤面對“國內(nèi)自然結(jié)冰資源分布研究不足”“自然結(jié)冰預(yù)報方法不成熟”“自然結(jié)冰氣象保障模式不健全”等一系列由來已久的問題，帶領(lǐng)團(tuán)隊開始了運(yùn)輸類飛機(jī)自然結(jié)冰試飛天氣預(yù)報技術(shù)研究。

　　2020年11月，中國航空工業(yè)航空氣象研究中心在試飛院掛牌，進(jìn)行特殊科目氣象條件保障研究是該中心的任務(wù)之一。同期，國產(chǎn)大型客機(jī)正式進(jìn)入適航審定試飛階段。受新冠肺炎疫情和國際形勢影響，遠(yuǎn)赴北美五大湖地區(qū)執(zhí)行自然結(jié)冰試飛的可行性已經(jīng)微乎其微。

　　試飛院加快歷史資料分析進(jìn)度，對陜西、湖北、新疆等地開展了持續(xù)的結(jié)冰天氣預(yù)報分析，并發(fā)布結(jié)冰專項預(yù)報近400期。2020年12月，試飛院被工信部確定為國產(chǎn)大型客機(jī)自然結(jié)冰試飛任務(wù)的牽總單位，在國內(nèi)開展國產(chǎn)大型客機(jī)自然結(jié)冰試飛的攻堅戰(zhàn)吹響號角。

　　在試驗初期，試飛工程技術(shù)人員使用通用飛機(jī)開啟自然結(jié)冰資源飛行實測，利用國王350飛機(jī)搭載的PIP降雨粒子圖像探頭等專業(yè)探測設(shè)備，在陜西和湖北地區(qū)對結(jié)冰云層的水平、垂直分布及云中液態(tài)水含量、水滴直徑分布、環(huán)境溫度等云微物理參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

　　歷時近一年的自然結(jié)冰資源飛行實測，累計穿云85次，冰云中累計飛行1810公里，初步完成了全年四季閻良本場空域的自然結(jié)冰資源摸底，初步形成并校驗了較為成熟的結(jié)冰預(yù)測方法、結(jié)冰氣象實時監(jiān)測及保障模式、探測飛行及風(fēng)險管控方法和一定樣本的結(jié)冰資源數(shù)據(jù)庫?！巴ㄟ^飛行實測，我們建立了國內(nèi)短期及中長期預(yù)報方法，能夠在國內(nèi)空域成功找到自然結(jié)冰試飛作業(yè)區(qū)和試驗‘窗口’。”楊濤說。

　　根據(jù)預(yù)測的結(jié)冰氣象，2021年12月8日，試飛院首次組織了國產(chǎn)大型客機(jī)自然結(jié)冰研發(fā)試飛，試驗機(jī)穿云4次，成功遭遇符合試驗要求的結(jié)冰氣象，圓滿完成自然結(jié)冰條件下的試飛內(nèi)容。此架次飛行，是國產(chǎn)大型客機(jī)在結(jié)冰環(huán)境下的首次飛行，它的成功給所有參試人員打了一劑“強(qiáng)心針”。

　　2022年1月，局方審定試飛階段正式開始。10份審定試飛大綱、16個試飛科目、70個試驗點(diǎn)，涵蓋飛行品質(zhì)、動力裝置、機(jī)翼防冰、風(fēng)擋加溫、駕駛艙視界、結(jié)冰探測、沉積靜電、電源等多個專業(yè)與系統(tǒng)，國產(chǎn)大型客機(jī)自然結(jié)冰適航審定試飛注定不凡。

　　“連研發(fā)試飛在內(nèi)，共飛了6個架次，所有數(shù)據(jù)表明，我們組織實施的國產(chǎn)大型客機(jī)適航審定自然結(jié)冰試飛代表了國內(nèi)最先進(jìn)水平，不亞于國際最高水平?！痹囷w院國產(chǎn)大型客機(jī)適航審定自然結(jié)冰試飛團(tuán)隊課題主管趙利利斷言。

　　1月20日至22日，試飛團(tuán)隊抓住難得的氣象“窗口”，連續(xù)組織3架次、每架次5小時以上的審定試飛，試驗機(jī)累計飛行15小時20分鐘，穿云18次，執(zhí)行試驗科目的效率達(dá)到70%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國內(nèi)外同類型飛機(jī)的審定試飛效率。

　　其中，1月20日的一場試飛被參與人員認(rèn)為是“一場完美試驗”。試飛員趙明禹、趙生、馬海軍和局方試飛員趙志強(qiáng)緊密配合，與指揮員趙鵬、陳明高效合作，克服長時間云中飛行和復(fù)雜環(huán)境帶來的風(fēng)險，精確控制每個航段的時間，爭分奪秒搶占結(jié)冰時機(jī)，歷時5個小時，成功完成防冰系統(tǒng)提前打開、告警時打開、延遲打開、失效構(gòu)型、左發(fā)最大爬升狀態(tài)風(fēng)扇冰脫落、待機(jī)45分鐘飛行品質(zhì)等6個試驗塊共計33個試驗點(diǎn)的飛行試驗內(nèi)容。

　　2022年2月17日12時15分，隨著國產(chǎn)大型客機(jī)試驗機(jī)在跑道上滑落，其適航審定自然結(jié)冰試飛結(jié)束。國產(chǎn)大型客機(jī)成為繼空客350和俄羅斯MC21之后，全球范圍內(nèi)第3款完成了美國聯(lián)邦航空條例FAR25-121修正案要求的自然結(jié)冰試飛驗證的飛機(jī)。

　　“不惑于‘沒有先例’，不囿于‘現(xiàn)有慣例’。國產(chǎn)大型客機(jī)自然結(jié)冰試飛在國內(nèi)取得關(guān)鍵性突破，打破了存在已久的‘國內(nèi)不具備自然結(jié)冰試飛條件’的思想枷鎖。研究數(shù)據(jù)表明，國內(nèi)多個空域有可能是自然結(jié)冰試飛的‘富礦’?！敝袊w行試驗研究院院長陳怦認(rèn)為，更為重要的是，我們可以在試飛研究的基礎(chǔ)上，制定自己的適航條款，打破國外的標(biāo)準(zhǔn)壟斷。