為什么要做側(cè)風(fēng)試驗(yàn)？

飛機(jī)起降多在逆風(fēng)條件下進(jìn)行，這樣使用的跑道長度最短，可增加安全裕度。機(jī)場跑道的建設(shè)也會參考往年氣象數(shù)據(jù)，使跑道方向與當(dāng)?shù)厥⑿酗L(fēng)向平行。

起飛中的ARJ21。中國商飛供圖

但風(fēng)向不可能永遠(yuǎn)順應(yīng)人意，側(cè)風(fēng)不可避免。側(cè)風(fēng)會增加飛機(jī)起降操縱難度，也可能引發(fā)設(shè)備故障，因此在設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)師們就考慮到飛機(jī)承受側(cè)風(fēng)的性能，但一款飛機(jī)到底能承受多大正側(cè)風(fēng)，還需要試驗(yàn)予以驗(yàn)證。側(cè)風(fēng)試驗(yàn)，主要測試飛機(jī)在側(cè)風(fēng)環(huán)境下的操縱穩(wěn)定性和動力系統(tǒng)穩(wěn)定性。飛機(jī)只有在驗(yàn)證側(cè)風(fēng)起降能力之后，才會被允許在相應(yīng)的天氣條件下運(yùn)行。

適航條款這樣說：

（側(cè)風(fēng)條件下 ）飛機(jī)要有滿意的可操作性，不要求特殊的駕駛技巧或機(jī)敏來維持直線航跡。

（來源：劉濟(jì)美《一個(gè)國家的起飛》）

ARJ21飛機(jī)起飛和著陸抗側(cè)風(fēng)能力的設(shè)計(jì)目標(biāo)值分別是30節(jié)（1節(jié)=1.852公里/小時(shí)）和27節(jié)。在此次冰島試驗(yàn)之前，ARJ21累計(jì)安排了143天的大側(cè)風(fēng)試驗(yàn)（2010年~2013年）。但遺憾的是，受國內(nèi)氣候、天氣、跑道朝向、空域使用機(jī)制等方面限制，側(cè)風(fēng)飛行時(shí)間僅有28小時(shí)46分鐘，其余時(shí)間都是在等待。在中國民航局認(rèn)可的層面，ARJ21飛機(jī)只完成了最高22節(jié)側(cè)風(fēng)的驗(yàn)證。在冰島試驗(yàn)前，投入商用的ARJ21按照這一限制安排運(yùn)營。

回溯

2010年5月13日，ARJ21飛機(jī)102架機(jī)第一次在位于西北大漠的空軍鼎新機(jī)場進(jìn)行大側(cè)風(fēng)試驗(yàn)。時(shí)任上飛院燃油動力部部長戚學(xué)峰說：“那一年，我們動力裝置的主要任務(wù)是進(jìn)行發(fā)動機(jī)進(jìn)氣畸變地面試驗(yàn)。但是，由于第一次進(jìn)行大側(cè)風(fēng)外場試驗(yàn)，飛機(jī)轉(zhuǎn)場的時(shí)間偏晚，錯(cuò)過了最佳的側(cè)風(fēng)季。”

2011年3月15日，ARJ21飛機(jī)102架機(jī)在最佳的側(cè)風(fēng)季節(jié)飛抵嘉峪關(guān)機(jī)場，這是試驗(yàn)開始最早的一次，也是動力專業(yè)收獲成果最大的一次。2011年動力裝置大側(cè)風(fēng)地面試驗(yàn)的主要目的是一方面通過發(fā)動機(jī)地面適航驗(yàn)證試驗(yàn)驗(yàn)證對發(fā)動機(jī)進(jìn)氣畸變相關(guān)適航條例的符合性；另一方面結(jié)合地面工程試驗(yàn)確定CF34-10A發(fā)動機(jī)在ARJ21飛機(jī)上的地面?zhèn)蕊L(fēng)運(yùn)行和起飛包線/邊界，從而制定ARJ21飛行手冊在側(cè)風(fēng)條件下的發(fā)動機(jī)相關(guān)操作程序。

2012年4月23日，102架機(jī)又一次轉(zhuǎn)場嘉峪關(guān)機(jī)場，與此前試飛性質(zhì)不同，此次試飛不再是申請人的工程試飛，而是局方的審定試飛。這無論是對于大側(cè)風(fēng)試飛還是對于ARJ21項(xiàng)目的進(jìn)展都是一個(gè)新的里程碑。但是4月底的鼎新機(jī)場已經(jīng)結(jié)束了側(cè)風(fēng)季，ARJ21項(xiàng)目又一次喪失了最好的試飛時(shí)機(jī)。雖然沒有完成任務(wù)，但是卻促進(jìn)了申請人與局方能力和認(rèn)識的逐步提高，這也是工程經(jīng)驗(yàn)的價(jià)值所在。

2013年4月7日，根據(jù)天氣預(yù)報(bào)顯示，鼎新機(jī)場當(dāng)天的風(fēng)力將接近7級，角度為140°，這正是進(jìn)行試驗(yàn)絕佳的氣象條件。但是理想的風(fēng)并沒有如約而至，戚學(xué)峰說：“今天的確經(jīng)歷了一個(gè)非常揪心的下午，嘉峪關(guān)機(jī)場風(fēng)速滿足試驗(yàn)要求，但是風(fēng)的角度不是垂直于跑道的；鼎新機(jī)場風(fēng)的角度雖然垂直于跑道，但是風(fēng)速卻達(dá)不到要求。如果在這里能有一條‘米’字型跑道，我們的試驗(yàn)就不會進(jìn)行得這么艱難，耗時(shí)如此之長了?！?/span>

2013年4月28日，ARJ21飛機(jī)102架機(jī)轉(zhuǎn)場閻良，歷時(shí)4年的大側(cè)風(fēng)試飛，結(jié)束。

（來源：《一個(gè)國家的起飛》）

當(dāng)然，22節(jié)的限制對于國內(nèi)運(yùn)營已經(jīng)足夠，畢竟那是專業(yè)試飛團(tuán)隊(duì)抱著“沒有麻煩制造麻煩也要上”態(tài)度所尋找到的最極端天氣。但是，我們國家有志向天氣更加復(fù)雜多變的地區(qū)出口ARJ21，同時(shí)也希望充分證明飛機(jī)設(shè)計(jì)合理，因此更強(qiáng)側(cè)風(fēng)條件下的試飛依然是必選項(xiàng)。

ARJ21選擇先投入運(yùn)營，再補(bǔ)充完成拓展試驗(yàn)科目的發(fā)展之路，這是中國民機(jī)發(fā)展必經(jīng)的曲折和坎坷。

在選擇新試驗(yàn)場所時(shí)，冰島進(jìn)入了試飛團(tuán)隊(duì)視野。

冰島試飛的ARJ21，余明/攝。早在2011年，ARJ21就在西北某軍用機(jī)場抓住轉(zhuǎn)瞬即逝的機(jī)會完成一次側(cè)風(fēng)約40節(jié)的起落。但那不是民航局參與的審定飛行，因此數(shù)據(jù)不能用于民航飛行標(biāo)準(zhǔn)的制定 - 飛機(jī)制造商和民航局的關(guān)系，就像運(yùn)動隊(duì)和裁判。前者選手內(nèi)部訓(xùn)練成績再好，在后者看來都是沒意義的，只有正式比賽才算數(shù)

為什么是冰島？

ARJ21是一款商用客機(jī)，出國試飛不存在障礙。早在2014年，ARJ21就第一次飛出國門，前往加拿大出色完成了自然結(jié)冰試飛。

側(cè)風(fēng)試飛方面，冰島“首都國際機(jī)場”凱夫拉維克的氣象條件和地面設(shè)施都有突出優(yōu)勢。

冰島地處北大西洋北極圈邊緣，有“世界中轉(zhuǎn)站”之名（來源：Google Earth）

根據(jù)氣象記錄，凱夫拉維克機(jī)場秋、冬、春三個(gè)季節(jié)多風(fēng)，而且風(fēng)速常能夠達(dá)到試驗(yàn)所需數(shù)值（超過50千米/小時(shí)）。

凱夫拉維克機(jī)場的風(fēng)速和風(fēng)向統(tǒng)計(jì)（來源：weatherspark.com）

凱夫拉維克機(jī)場獨(dú)特的跑道布局則是另一項(xiàng)優(yōu)勢。一般情況下，機(jī)場跑道會沿當(dāng)?shù)厥⑿酗L(fēng)向修建，以盡量減少側(cè)風(fēng)對正常起降的影響。但在凱夫拉維克，東西和南北方向的大風(fēng)交織出現(xiàn)，因此機(jī)場修建并開放了兩條90°交叉的跑道，分別指向南北和東西。

這樣一來，無論什么風(fēng)向，普通航班飛行員總能找到一條側(cè)風(fēng)較小的跑道起降，增大安全系數(shù)；而對于“沒有困難制造困難也要上”的試飛團(tuán)隊(duì)，也能找到一條側(cè)風(fēng)強(qiáng)勁的跑道，開展測試。

凱夫拉維克機(jī)場衛(wèi)星地圖（來源：Google Earth）

凱夫拉維克機(jī)場跑道長度超過3000米，寬達(dá)60米，夠起降包括安-225在內(nèi)的所有型號飛機(jī)；并且擁有機(jī)坪、機(jī)庫等完善的地面保障設(shè)備，這些都是進(jìn)行試驗(yàn)的加分項(xiàng)。

冰島凱夫拉維克機(jī)場19號跑道  陳肖/攝

此外，與大風(fēng)天必飛沙走石的國內(nèi)很多西北部機(jī)場不同，凱夫拉維克機(jī)場周邊地表被苔蘚覆蓋，強(qiáng)風(fēng)時(shí)不會形成揚(yáng)沙礫石，有利于飛行安全。

除ARJ21外，許多民用飛機(jī)也都選在冰島進(jìn)行了側(cè)風(fēng)試驗(yàn)。

說完了冰島，我們聊聊側(cè)風(fēng)著陸技術(shù)。