首架C919交付 国产大飞机“上岗”须闯过这些“气象关”

2022-12-09 17:23:23人民网

人民网北京12月9日电 (记者杨虞波罗)2022年12月9日,编号为B-919A的全球首架国产C919飞机正式交付给中国东方航空。

据中国气象局介绍,面对空白领域和技术垄断,气象人一再打破技术壁垒,不断探索试飞气象保障技术,为国产大飞机适航取证的征程保驾护航。

2017年5月5日,伴随着发动机的轰鸣声,国产大飞机C919在上海浦东国际机场腾空而起、冲上云霄。这是国产大飞机C919首飞成功的场景。

据上海市气象局试飞气象保障团队负责人李伯平回忆,首飞当天上午阴云密布,由气象部门和中国商用飞机有限责任公司(以下简称“商飞公司”)联合组成的试飞气象保障团队,在不利天气条件下准确捕捉到两小时的“好天气”窗口期,成功保障C919安全执行首飞任务。

首飞气象保障的成功仅仅是一个开始。李伯平说,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下的“坏天气”。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,亟需针对性的气象保障服务。

由于我国民机事业起步较晚,过度依赖国外技术让国产大飞机取证十分被动,试飞气象保障服务“国产化”刻不容缓。从2014年起,围绕国产大飞机试飞需求,上海气象部门跨前一步,主动对接商飞公司、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,开启了试飞气象保障“国产化”的逐梦之旅。

五年间,试飞气象保障团队不断突破“卡脖子”技术,为ARJ21和C919型号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。

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的温度等要求极度严苛。曾经,为了完成自然结冰试飞科目,ARJ21飞机在乌鲁木齐苦寻四年未果,最终远赴北美“万里寻冰”。

“虽然国内可供参考的资料和方法几乎是空白,但我们始终相信,在国内一定能找到符合自然结冰试飞条件的云!”据李佰平回忆,起初团队从大量调研国内外自然结冰预报方法着手,学习国外飞机结冰气象条件预测算法。方法有了,但应用到国内试飞中,却“水土不服”。

验证和优化算法刻不容缓。为获取大量的观测数据反复检验算法,试飞气象保障团队不畏风险,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。

试飞气象保障团队基于算法的预测结果和试验数据进行逐一细致比对,并依托中国气象局上海数值预报模式系统技术优势,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。

技术瓶颈的突破、保障能力的自主化,让试飞气象保障团队有了底气,也为自然结冰试飞的最终成功奠定了坚实的基础。

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。

此次试飞成功是无数人数年来如一日不断积累的结果,其背后还有一套由“趋势预诊”和“临近诊断”相结合的飞机结冰试飞气象服务流程提供的有力支撑。

早在1月中旬,试飞气象保障团队就启动了“趋势预诊”,基于数值预报系统得到短期到中期的一系列自然结冰预报产品,提前一周给出“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,捕捉到珍贵的气象“窗口”。试飞三日前,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,当试飞的时间逐渐靠近,“临近诊断”随即启动。试飞当天,所有人屏息以待,试飞保障团队利用卫星云图、气象雷达、探空站点的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。

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