即便如此,每一个专业的工作压力和强度也是都是很大的,科研人员就是不吃不喝不睡也要连续工作一个星期。为此,课题组与测试单位紧急协商,双方决定集中优势力量,进行重点攻关,试飞院测试所还特别抽调了所内大部分骨干力量一并加入攻关。大家放弃了所有休假时间,吃住全在现场,每天平均睡觉时间只有4、5个小时,眼睛里布满了血丝。在任务推进中,大家不分专业,不分你我,主动分担,交差开展,团结得就像一个人,形成了巨大的合力。
在任务的最困难时期,上级领导关心地建议“要不要加派人手,甚至请国外专家助阵?” 霍幸莉代表参试人员坚定地表示:“人多并不一定就能加快进度,我们有信心和能力完成任务!”当全部工作完成时,只用了10天时间,比原计划缩短了5天。参试人员完成了 “不可能完成的任务”,创造了一个奇迹。
颤振试飞结束后,试飞机组与科研机务人员进行技术交流
ARJ21震颤试飞——初战告捷
颤振其实是一种危险的振动形式,这种振动是飞机在空气动力、弹性恢复力和惯性力三者耦合作用下产生的。飞机一旦在空中发生颤振并发散,会在几秒甚至更短的时间内解体,飞行员几乎没有处置的时间,飞机逃脱的概率基本为零。
颤振飞行试验是颤振研究的最终环节,它使用真实的飞机在真实的条件下进行试验,效果是最直观和真实的。进行颤振试飞时,试验机其实是在“亚临界”状态下进行的,试飞员在空中通过既定的激励方法和程序,诱发飞机产生“颤振”,从而达到试验的目的。颤振试飞既是对飞机结构和强度的考验,更是对颤振的认知程度,试飞方法的科学性以及试飞员心理素质的综合考验,其中的过程充满了未知和风险。经过长期的不懈努力,近年来,试飞院在颤振激励技术领域取得了重大进展,成功解决了大中型飞机颤振激励技术的难题,突破了技术瓶颈,使我国成为除美、俄、英、法、以等国家外,能独立开展中大型飞机颤振试飞的国家。
结合国外同类飞机颤振试飞的经验和新支线的特点,颤振课题组制定了本次颤振试飞三种激励方法,即驾驶员抖杆激励、操纵面扫频激励和惯性激励器激励。由于颤振试飞难度和风险都很大,试飞系统为保证试飞采取了一系列重要步骤:一是建立严密的监控体系,对试飞中的应变参数、飞行参数可以进行有效的采集传输,并做到数据的实时处理,为试飞提供强大的技术支持;二是在试飞中首次实行以课题组为“归口”单位,理顺了工作关系,实现了与民机适航体系的对接;三是采取最有说服力的试飞方法,加装的传感器多达51个,不但创造了国内纪录,也超过了大部分国外同类飞机的标准;四是集中优势资源,进行集团作战。任务后期,新支线4架试验机以科目划分,全部投入颤振试飞。
5月11日,颤振试飞战役正式打响,赵鹏、陈明两名试飞员在空中密切配合,精确操作,按计划对操纵面激励系统进行了实际验证。5月13日至19日,试飞院又进行了4个架次的研制试飞。通过试飞,IPT团队得到了重要数据,分析表明:利用操纵面激励系统激励飞机结构已经能够满足颤振试飞的需要。初战告捷,使试飞团队对完成任务充满了信心。
由于飞机改装使飞机构型变化,5月31日,局方代表又进行了颤振试飞制造符合性检查,101架机在通过检查后,取得了特许飞行证,颤振试飞也从研发试飞正式进入验证试飞阶段。局方代表在每次试飞前,都要参加任务协调会。试飞中,局方代表要目击试飞全过程。试飞结束后,局方代表不但要审查试飞结果,还要听取飞行员评述,过程非常严格。
机务人员正在布置简易拖锥,进行颤振试飞前准备
ARJ21震颤试飞——巅峰对决
颤振试飞探索的是飞机的右边界极限,是真正意义上的“巅峰之战”。从一定程度上讲,颤振试飞是一个摸索渐进的过程,必须遵循科学规律,步步为营,今天的试飞结果将直接决定明天的试飞内容和方法。
由于新支线不能在平飞状态下达到最大M(马赫)数,必须要通过俯冲,而且是多次俯冲(速度点很密)才能获得边界数据,这无疑增加了试飞的风险性。完成颤振试飞对试飞员的技术水平也有很高的要求,试飞员控制飞行的M数要严格达到±0.005的误差标准,否则在现场进行目击的局方代表就会认为试飞无效。这种控制需要多么精准的操作很难量化,试飞员手指关节间的微小变化甚至会直接影响到试飞效果。为保证试飞安全,试飞包线从0.78M逐渐向0.8M逼近,试飞员操纵舵面分别对飞机副翼、方向舵、平尾进行了激励。最终,飞机最大飞行M数达到0.904,在良好状态下扩展了新支线的飞行包线。
颤振试飞的最大风险在于,随着飞行速度的增加和模态阻尼的降低,飞机的振动会不断加剧。而且,承担主要试飞任务的101架机不是全状态飞机,没有安装降噪设备,使试飞中的振动和噪音更加明显。当试飞员在冲击0.88和0.89M数时,驾驶舱振动明显,噪音达到了令人难以忍受的程度,试飞员根本无法听清地面指挥员的指令。因此,课题人员要在每次俯冲前先将试飞指令发给试飞员,帮助试飞员完成下一个动作。否则,试飞员如果驾驶不当,引起振动发散来不及刹车,就会造成难以想象的后果。
颤振试飞中还发生了一些意外的风险。7月31日,陈明、赵生驾驶飞机完成试飞后冒雨着陆,而跑道上的积水造成刹车系统故障,试飞员只能使用应急刹车系统,飞机着陆距离比平时增加了一倍,飞机在距跑道头不到100米处才停了下来。试飞员以过硬技术和沉着冷静的素质,成功处置了意外险情,也对改进飞机刹车系统提供了最真实的数据,被参试人员称为“伟大的着陆!”