圓滿完成冰島大側風試飛，這道彩虹，國產客機ARJ21等了8年！

2018-04-10

4月8日，我國自主研製的噴氣式支線客機ARJ21-700在冰島圓滿完成大側風試驗。

3月26日，ARJ21-700飛機執行1架次局方審定試飛，完成6個起落，起飛平均側風速度38.4節，着陸平均側風速度34.9節，驗證到的最大風速為48.7節，超過設計目標值，側風包線擴展審定試飛取得圓滿成功。

在極端低温大風環境下測試成功後，飛機竟身披彩虹降落，美輪美奐。

至此，ARJ21-700飛機最後一項特殊氣象環境運行限制被解除，飛機具備了在高原、高寒、高温高濕、自然結冰以及大側風等全部特殊氣象環境下的運營能力，並全部通過局方審定。

當日，微信公號“航空物語”發佈長篇技術貼，全面回顧這次不同尋常的測試，並附上ARJ21-700飛機和測試團隊在冰島罕見自然風光下的海量美圖，讓航空愛好者大飽眼福。

文章原標題：“祝賀！8年堅持就為這驚險降落，國產客機證明自己安全超乎預期！”，觀察者網轉載該文如下：

在我們印象中，客機起降一般都“四平八穩”，看着就靠譜、放心。

顏康植/攝

然而今年3月卻有人驚奇發現，一架機身編號B-001Q的中國商飛ARJ21噴氣支線客機，在離祖國萬里之遙的冰島凱夫拉維克國際機場，完成了一連串看起來晃晃悠悠，驚險無比起飛和降落！

比如，降落前已經飛到機場上空了，機頭竟然還沒對準跑道，機身也不水平，一邊高一邊低。

顏康植/攝

馬上就要接地了，機頭終於對準跑道，可機身依然歪斜，好像機翼快要擦到地面。

餘明/攝

換一個方向降落，這回機身看着水平了，可機頭還是“歪”向了一邊，明顯偏離跑道。

餘明/攝

看着膽戰心驚的，究竟怎麼回事？沒人管管嗎？！

還真有人管！

這不連國家工信部都被驚動了，4月2日專門為國產飛機在冰島的“驚險飛行”發佈了通告：

顏康植/攝

原來，ARJ21在冰島進行的是科學、細緻、勇敢的大側風試飛；試驗取得了飛機研製和試飛團隊翹首盼望8年的圓滿成果。經過這將近3000個日日夜夜的堅持，我們現在可以説，**ARJ21安全性不僅僅是“夠用”，而是遠遠超出預期，**這是飛機研製和試飛團隊的榮譽，更是為航空公司和乘客送上了又一個分量十足的“定心丸”。

今天，咱就詳細説説這次試飛的背景、過程和意義。

為什麼要做側風試驗？

飛機起降多在逆風條件下進行，這樣使用的跑道長度最短，可增加安全裕度。機場跑道的建設也會參考往年氣象數據，使跑道方向與當地盛行風向平行。

起飛中的ARJ21。中國商飛供圖

但風向不可能永遠順應人意，側風不可避免。側風會增加飛機起降操縱難度，也可能引發設備故障，因此在設計階段，設計師們就考慮到飛機承受側風的性能，但一款飛機到底能承受多大正側風，還需要試驗予以驗證。側風試驗，主要測試飛機在側風環境下的操縱穩定性和動力系統穩定性。飛機只有在驗證側風起降能力之後，才會被允許在相應的天氣條件下運行。

適航條款這樣説：

（側風條件下）飛機要有滿意的可操作性，不要求特殊的駕駛技巧或機敏來維持直線航跡。

（來源：劉濟美《一個國家的起飛》）

ARJ21飛機起飛和着陸抗側風能力的設計目標值分別是30節（1節=1.852公里/小時）和27節。在此次冰島試驗之前，ARJ21累計安排了143天的大側風試驗（2010年~2013年）。但遺憾的是，受國內氣候、天氣、跑道朝向、空域使用機制等方面限制，側風飛行時間僅有28小時46分鐘，其餘時間都是在等待。在中國民航局認可的層面，ARJ21飛機只完成了最高22節側風的驗證。在冰島試驗前，投入商用的ARJ21按照這一限制安排運營。

回溯

2010年5月13日，ARJ21飛機102架機第一次在位於西北大漠的空軍鼎新機場進行大側風試驗。時任上飛院燃油動力部部長戚學峯説：“那一年，我們動力裝置的主要任務是進行發動機進氣畸變地面試驗。但是，由於第一次進行大側風外場試驗，飛機轉場的時間偏晚，錯過了最佳的側風季。”

2011年3月15日，ARJ21飛機102架機在最佳的側風季節飛抵嘉峪關機場，這是試驗開始最早的一次，也是動力專業收穫成果最大的一次。2011年動力裝置大側風地面試驗的主要目的是一方面通過發動機地面適航驗證試驗驗證對發動機進氣畸變相關適航條例的符合性；另一方面結合地面工程試驗確定CF34-10A發動機在ARJ21飛機上的地面側風運行和起飛包線/邊界，從而制定ARJ21飛行手冊在側風條件下的發動機相關操作程序。

2012年4月23日，102架機又一次轉場嘉峪關機場，與此前試飛性質不同，此次試飛不再是申請人的工程試飛，而是局方的審定試飛。這無論是對於大側風試飛還是對於ARJ21項目的進展都是一個新的里程碑。但是4月底的鼎新機場已經結束了側風季，ARJ21項目又一次喪失了最好的試飛時機。雖然沒有完成任務，但是卻促進了申請人與局方能力和認識的逐步提高，這也是工程經驗的價值所在。

2013年4月7日，根據天氣預報顯示，鼎新機場當天的風力將接近7級，角度為140°，這正是進行試驗絕佳的氣象條件。但是理想的風並沒有如約而至，戚學峯説：“今天的確經歷了一個非常揪心的下午，嘉峪關機場風速滿足試驗要求，但是風的角度不是垂直於跑道的；鼎新機場風的角度雖然垂直於跑道，但是風速卻達不到要求。如果在這裏能有一條‘米’字型跑道，我們的試驗就不會進行得這麼艱難，耗時如此之長了。”

2013年4月28日，ARJ21飛機102架機轉場閻良，歷時4年的大側風試飛，結束。

（來源：《一個國家的起飛》）

當然，22節的限制對於國內運營已經足夠，畢竟那是專業試飛團隊抱着“沒有麻煩製造麻煩也要上”態度所尋找到的最極端天氣。但是，我們國家有志向天氣更加複雜多變的地區出口ARJ21，同時也希望充分證明飛機設計合理，因此更強側風條件下的試飛依然是必選項。

ARJ21選擇先投入運營，再補充完成拓展試驗科目的發展之路，這是中國民機發展必經的曲折和坎坷。

在選擇新試驗場所時，冰島進入了試飛團隊視野。

冰島試飛的ARJ21，餘明/攝。早在2011年，ARJ21就在西北某軍用機場抓住轉瞬即逝的機會完成一次側風約40節的起落。但那不是民航局參與的審定飛行，因此數據不能用於民航飛行標準的制定 - 飛機製造商和民航局的關係，就像運動隊和裁判。前者選手內部訓練成績再好，在後者看來都是沒意義的，只有正式比賽才算數

為什麼是冰島？

ARJ21是一款商用客機，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冰試飛。

側風試飛方面，冰島“首都國際機場”凱夫拉維克的氣象條件和地面設施都有突出優勢。

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

根據氣象記錄，凱夫拉維克機場秋、冬、春三個季節多風，而且風速常能夠達到試驗所需數值（超過50千米/小時）。

凱夫拉維克機場的風速和風向統計（來源：weatherspark.com）

凱夫拉維克機場獨特的跑道佈局則是另一項優勢。一般情況下，機場跑道會沿當地盛行風向修建，以儘量減少側風對正常起降的影響。但在凱夫拉維克，東西和南北方向的大風交織出現，因此機場修建並開放了兩條90°交叉的跑道，分別指向南北和東西。

這樣一來，無論什麼風向，普通航班飛行員總能找到一條側風較小的跑道起降，增大安全係數；而對於“沒有困難製造困難也要上”的試飛團隊，也能找到一條側風強勁的跑道，開展測試。

凱夫拉維克機場衞星地圖（來源：Google Earth）

凱夫拉維克機場跑道長度超過3000米，寬達60米，夠起降包括安-225在內的所有型號飛機；並且擁有機坪、機庫等完善的地面保障設備，這些都是進行試驗的加分項。

冰島凱夫拉維克機場19號跑道陳肖/攝

此外，與大風天必飛沙走石的國內很多西北部機場不同，凱夫拉維克機場周邊地表被苔蘚覆蓋，強風時不會形成揚沙礫石，有利於飛行安全。

除ARJ21外，許多民用飛機也都選在冰島進行了側風試驗。

説完了冰島，我們聊聊側風着陸技術。

怎樣進行側風着陸？

相比側風起飛，側風着陸的難度與危險程度更大，故如何安全地側風着陸，是飛行員必須掌握的技能。

教科書所教的側風着陸方式主要有兩種：蟹形進近（又稱偏流進近）和 側滑進近。

兩種側風進近方式的示意圖（來源：wikipedia）

蟹形進近的大體做法，是讓機頭朝着來風方向偏轉一定角度，通過飛行速度“抵消”風的速度，讓飛機“歪”着頭但卻機身水平地沿着跑道方向下降和落地。

回到開頭的照片，這是一次比較典型的蟹形進近，注意跑道方向（與近景圍欄平行）和機頭朝向，以及地上風筒指示的左往右風向

側滑進近則是讓飛機朝向來風方向稍微傾斜機身，通過升力“抵消”風的力量，讓飛機斜着身子但是機頭正對着跑道方向下降和落地。

這是比較明顯的側滑進近，風從攝影師吹向飛機

在側風比較強烈的情況下，飛行員可能會綜合使用兩種操縱方式。這時飛機可能看起來晃晃悠悠，萬分驚險，但在“老司機”操縱下，只是有驚無險。

這次降落能同時看出兩種操縱方式

“大側風條件下的進近對試飛員來説是種挑戰。如果進近時僅使用偏流法，則會因為巨大的側向扭矩造成主起落架損傷甚至斷裂；而僅使用側滑降落時，如果風速太大且試飛員把握不好的話，會因為飛機的坡度過大而容易造成飛機的翼尖擦地（或發動機擦地），嚴重時會導致機毀人亡的事故，這就需要合理有效地使用綜合法落地以降低大側風的不利影響。”局方試飛員趙志強（編者注：趙志強也是冰島大側風試驗的局方試飛員）説。他曾在航線上飛過27節的大側風着陸。

（來源：《一個國家的起飛》）

這次側風試驗最大的難點是？

ARJ21飛機副總設計師常紅在2013年第四次參加側風試驗時曾説：“相比於3年前，我們現在唯一能做的就是等風，等待大側風，這確實是非常折磨人的等待。”

等風來，恐怕是此次側風試驗中最大難點所在。側風試驗是氣象試驗，試驗環境無法由人的意志改變，試驗需要穩定的側風分量，小了不夠，大了不行。

在冰島圍繞ARJ21忙碌的機務團隊。餘明/攝

ARJ21於當地時間3月5日抵達冰島雷克雅未克機場，當天的確有符合條件的大側風，但是由於剛剛抵達，各項準備工作尚未完成，不具備開展試飛試驗的條件。此後幾天，機場並沒有符合條件的風，試飛團隊利用這些時間開展熟悉機場、熟悉空域的工作，並與冰島方面充分磨合。9~10日，凱夫拉維克突降暴雪，積雪厚度達20釐米，機場關閉了10-28號跑道。11日，雪過天晴，但冰島方面此時沒有向ARJ21開放使用10-28號跑道。之後近一週的時間，凱夫拉維克一直下雨，ARJ21更多的是在進行適應性飛行，以及團隊休整。近半個月，陰沉的天空，寒冷的空氣，空曠的小鎮，還有等不來的風。

因此，第一個難題是等待過程中對所有參試人員意志的考驗。