C919國產(chǎn)大飛機(jī)獲得型號合格證，南京航空航天大學(xué)周光明教授、蔡登安老師和他們的硬核團(tuán)隊(duì)無比振奮。為了確保大飛機(jī)的模擬冰試飛進(jìn)度，為C919項(xiàng)目按期完成模擬冰試飛任務(wù)提供堅(jiān)實(shí)的保障，科研團(tuán)隊(duì)為C919飛機(jī)裝上了“假冰”，在多地開展模擬冰型預(yù)安裝工作，以創(chuàng)新的方式提升了試飛效率。

從零開始，打破技術(shù)封鎖

2017年，承載著中國航空制造業(yè)幾代人夢想的C919首架飛機(jī)成功試飛。自此，C919進(jìn)入民航“服役”備受期待，只有投放市場，這款飛機(jī)才真正被賦予生命。但C919投入運(yùn)營，尚缺關(guān)鍵一步，即“適航取證”，適航取證就是讓飛機(jī)經(jīng)受“極限挑戰(zhàn)”，以驗(yàn)證飛機(jī)性能。

開展局方審定試飛是商用飛機(jī)適航取證的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在局方開展審定試飛前，已有6架試飛飛機(jī)在上海、閻良、東營、南昌等地開展試飛工作，完成必要的地面檢查和試驗(yàn)，進(jìn)行必要的飛行試驗(yàn)并提交報告。

每一次成功試飛，意味著其距離適航許可交付更進(jìn)一步。其中，國內(nèi)首次基于FAR25-121修正案的臨界冰型的確定，填補(bǔ)了國內(nèi)模擬結(jié)冰防冰試驗(yàn)的空白。這背后凝聚了一支南航科研團(tuán)隊(duì)“從零起步”“十年磨一劍”的艱辛付出。

在低溫氣象環(huán)境中飛行時，飛機(jī)表面極易發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象，對飛行安全造成威脅，嚴(yán)重的甚至可能導(dǎo)致飛行災(zāi)難，因此結(jié)冰試飛工作就尤為重要。自然結(jié)冰試飛是一項(xiàng)高風(fēng)險試飛科目，按適航條款規(guī)定，試飛前進(jìn)行模擬冰試飛，則可以摸清飛機(jī)帶冰特性，進(jìn)行臨界冰型性能的適航驗(yàn)證。

早在2010年，來自南航航空學(xué)院的周光明教授、蔡登安老師團(tuán)隊(duì)就開始了ARJ21-700飛機(jī)模擬冰試飛項(xiàng)目。模擬冰試飛是選取其他材料加工出具有真實(shí)冰型外形及特征的“假冰”安裝于飛機(jī)上進(jìn)行試飛，是自然結(jié)冰試飛的關(guān)鍵步驟。

從零開始，周光明教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從選材、工藝、載荷試驗(yàn)等眾多方面開始調(diào)研，在驗(yàn)證了包括木材、泡沫等多種方案后，創(chuàng)造性地研發(fā)了木夾芯復(fù)合材料模擬冰。這種“冰”不僅能模擬真實(shí)冰型的外形，還具備良好的剛度、強(qiáng)度，能在大過載、強(qiáng)氣流的作用下保證截面符合理論形狀并且安全系數(shù)高。

2021年是C919大型客機(jī)適航取證關(guān)鍵年，模擬冰試飛工作則是其中重要一環(huán)。自2019年，周光明教授和蔡登安老師就帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開始攻關(guān)C919大型客機(jī)模擬冰試飛項(xiàng)目。由于C919大型客機(jī)試飛冰型的特殊性和復(fù)雜性，團(tuán)隊(duì)開展多方面研究，在ARJ21飛機(jī)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步升級，通過引入3D打印冰型方案、大顆粒粗糙度帶等多項(xiàng)創(chuàng)新工作，大幅度提升了模擬冰型的質(zhì)量和工藝實(shí)施效率，開創(chuàng)了我國夾芯復(fù)合材料模擬冰改裝及試飛的先河。

拿貓砂做實(shí)驗(yàn)，我們是認(rèn)真的

模擬冰型的主體外表光滑，然而真實(shí)結(jié)冰條件下冰型外表面會密布冰渣子，有一定的粗糙度，為了將“冰”模擬到極致，團(tuán)隊(duì)費(fèi)盡腦汁到處找材料，一名成員突然發(fā)現(xiàn)家里的貓砂竟然滿足粗糙度的要求，就立即進(jìn)行試驗(yàn)。冰渣子細(xì)小，只有2-3毫米，團(tuán)隊(duì)成員就將貓砂碾碎，用篩子篩細(xì)，再粘接于冰型表面。周光明教授笑道，“如此大量采購貓砂以后要培養(yǎng)養(yǎng)貓的興趣了。”

模擬冰做好了，但怎么裝到飛機(jī)上？這是個大難題。

結(jié)合多年經(jīng)驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)將復(fù)合材料手糊工藝引入改裝過程。采用厚度只有0.1-0.2mm的玻璃纖維布鋪設(shè)于飛機(jī)前緣，待樹脂固化完成后再將木夾芯粘貼其上，覆蓋上玻璃纖維布后整體固化。這樣的操作工藝則對安裝技術(shù)提出了較高要求。“我們安裝的時候都是提心吊膽的，一定要認(rèn)真細(xì)致，模擬冰型一旦貼合不到位，在飛機(jī)飛行時則可能砸在飛機(jī)上甚至掉落至發(fā)動機(jī)內(nèi)，后果不堪設(shè)想。”周光明教授說道。

輾轉(zhuǎn)多地，“追”著飛機(jī)跑是常態(tài)

試飛地點(diǎn)分散在上海、江西、山東、陜西四地。飛機(jī)不等人，有時只給兩天改裝時間，規(guī)定期限內(nèi)就要完成安裝，但做一套冰型的時間遠(yuǎn)不止兩天，怎么辦呢？

團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)了各架飛機(jī)的“空窗期”，在四個試飛點(diǎn)之間輾轉(zhuǎn)。博士生李想回憶，飛機(jī)經(jīng)常晚點(diǎn)，常常是“飛機(jī)還沒試飛，我們的工作人員就已經(jīng)飛了好幾圈。”

除了在試飛點(diǎn)之間輾轉(zhuǎn)，為試飛任務(wù)加班加點(diǎn)更是團(tuán)隊(duì)成員的家常便飯。2021年4月，團(tuán)隊(duì)接到一項(xiàng)緊急改裝任務(wù)，需要第二天將新的冰型安裝完畢并安全試飛。20個小時，要完成原本48小時的工作量，這對團(tuán)隊(duì)成員的生理及心理都是一次重大的考驗(yàn)。

接到任務(wù)的1小時內(nèi)，團(tuán)隊(duì)與現(xiàn)場工作人員冷靜溝通，迅速確定改裝方案，將12小時的等待時間縮短至3小時，同時現(xiàn)場即刻開始改裝。

不巧的是，此時停機(jī)坪上刮起大風(fēng)，操作工具隨時可能被風(fēng)吹走，“站起來擋風(fēng)！” 團(tuán)隊(duì)成員頂著寒冷的大風(fēng)，搭起人墻為操作人員遮風(fēng)，保障改裝順利進(jìn)行。

凌晨2點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)成員相互加油打氣，通過跑步讓自己保持清醒。凌晨5點(diǎn)，所有操作步驟完成，現(xiàn)場所有人癱坐在地。除了疲憊，心里更多是任務(wù)完成后的喜悅。這一緊急改裝任務(wù)于第二天中午順利完成，并于當(dāng)天下午成功試飛。

砥“力”前行，和C919一同起飛

除了指導(dǎo)老師，這支年輕的團(tuán)隊(duì)還有4名博士生、4名碩士生，專業(yè)都是工程力學(xué)，大家一路砥“力”前行，收獲良多。

2010年前后，蔡登安還在南航讀大二時，就開始跟著周光明教授接觸ARJ飛機(jī)試飛項(xiàng)目2017年博士畢業(yè)留校，成為南航的一名老師，依然在試飛的路上。與十年前不同的是，試飛機(jī)型、試飛項(xiàng)目更多了，團(tuán)隊(duì)成員的任務(wù)更重了。作為研究生一年級的新生，熊信發(fā)同學(xué)和彭錦峰同學(xué)都覺得能有機(jī)會到試飛院參與C919飛機(jī)的現(xiàn)場改造工作很難得。“以前看到的都是航空航天館里的模型，這次讓我好好摸到了真正的大飛機(jī)！”熊信發(fā)說。“再辛苦都值得！”

揚(yáng)子晚報/紫牛新聞記者 楊甜子

校對 李海慧