14年千人日以继夜,C919“心脏”这样炼成
9月29日,经过5年的密集试飞,中国商飞C919大型客机终于在北京成功拿下型号合格证。这标志着我国首款按照国际标准自主研制的喷气干线客机,通过了民航局的适航审定,具备安全水平,为后续的生产交付铺平道路。
自2017年5月5日C919成功首飞以来,5年时间里,6架C919试飞飞机分别在上海浦东、陕西阎良、江西南昌、山东东营、内蒙古锡林浩特、新疆吐鲁番、甘肃敦煌等地进行了不同科目的取证试飞工作,累积飞行时间达数千小时。
而在5年的安全试飞中,以GE航空及其合资公司CFM国际的LEAP-1C发动机为核心的集成推进系统,为C919的各项取证试飞工作起到了保驾护航的关键作用。在这背后,还有来自GE/CFM的一支超强保障“天团”。从C919立项到适航取证,这支队伍前后投入数千人,与中国商飞团队一起奋斗了14年。
“发动机为飞机独家打造”为C919提供动力的,是GE与法国赛峰的合资企业CFM国际的发动机LEAP。与上一代航空史上传奇的CFM56发动机相比,LEAP的油耗和碳排放进一步降低15%。三种型号的LEAP发动机(LEAP-1A,LEAP-1B,LEAP-1C)目前全球共计交付和确认订单18700台。
以为空客A320neo提供动力的LEAP-1A发动机为例,其主要可靠性指标已接近业界标杆CFM56-5B的水平。目前,中国超过60%的A320neo装配的是LEAP发动机。大中华区共有10家航空公司运营由LEAP-1A提供动力的A320neo。
国产大飞机C919选择的,则是LEAP-1C发动机。早在2009年,中国商飞就与CFM国际签订了合作意向书。LEAP-1C发动机成为了专为商飞C919机型打造的独家国外发动机选型。
GE航空发动机系统设计与集成经理钟国华,也正是在这一年,加入了LEAP-1C的工程团队。
他告诉航旅圈,GE/CFM为商飞提供的是一个整体推进系统解决方案,除发动机外,还包括短舱和反推等。这样一体化设计的好处,可使飞机整体重量结构降到最简单,有助于达到更好的空气动力学特性。简言之,就是更经济、更节油,同时性能达到更好。
2014年底,在加州维克托维尔GE测试基地,首台LEAP-1C发动机在经改装的747飞行测试台上成功完成了试飞。
2015年7月,CFM国际向商飞交付了首台LEAP-1C发动机。
2016年底,LEAP-1C集成推进系统被欧洲航空安全局(EASA)及美国联邦航空局(FAA)授予型号合格证,为C919飞机的后续试飞及运行铺平了道路。
LEAP-1C同时被 FAA和EASA授予型号合格证
从科研试飞到工程试飞再到取证试飞以及到各类试验,飞机制造商都需要提供技术报告给监管局方审查,这其中包括涉及动力装置的大量报告。以上每个具有里程碑意义的节点,都让钟国华所在的工程团队记忆深刻。由于中、美、法三地时差,跨国的线上会议往往进行到深夜甚至凌晨。
“对于我们来说,C919取证试飞前的科研试飞和工程试飞是最难的,因为不知道结果,需要去尝试。进入局方的取证试飞阶段,我的心里反而比较有底了。”钟国华说。
GE/CFM团队合影
“疫情下闭环数月支持试飞”2019年底,第6架C919试飞飞机完成总装,开启了6机多地的紧张协同试飞。试飞科目包括失速、动力、性能、操稳、飞控、结冰、高温、高寒等。
GE/CFM试飞团队支持 C919-102架试飞飞机首飞后 与商飞董事长贺东风合影
GE/CFM团队也在试飞现场投入了大量人力物力,在试飞任务需要时,跟商飞团队一起,夜以继日地推进取证工作。
GE/CFM试飞团队在海拉尔 支持C919-105架试飞飞机 进行高寒专项试验试飞
党宇豪是GE航空C919/LEAP-1C项目的试飞经理,负责对C919的试飞试验提供支持。他告诉航旅圈,发动机空中推力确定(IFTD)是当时比较重要的试飞科目之一。
这项试飞科目不仅能为发动机的鉴定验收提供依据,还能获得飞机的经济性指标,直接关系到C919在民用飞机市场的竞争力。同时,这一试飞科目又对飞机和发动机的构型、获取试飞数据的传感器测量系统等有着非常严格的要求。试飞团队往往是白天开工,晚上开会,期间还曾将设备送至美国排故。
不料,试飞工作不到一个月,国内便爆发了新冠疫情。然而,GE/CFM的支持团队却并未因疫情停下脚步。2020年2月初,GE/CFM团队率先复工复产。因为没有航班,当时团队兵分两路,一路人马从上海乘坐商飞的大巴10小时,另一路人马则从西安自驾12小时, 赶赴东营试飞现场,最终支持商飞完成了C919的发动机空中推力确定(IFTD)测试。
GE/CFM试飞团队在东营基地 支持C919 LEAP-1C发动机 传动齿轮箱检查工作
而在随后两年多时间里,疫情持续,GE/CFM团队的试飞支持工作却也从未间断:如遇试飞当地突发疫情,团队大多就采取闭环隔离模式,酒店到机场两点一线,在办公室吃住一个多月是常有之事;在进行一些高温实验时,有的团队成员在新疆吐鲁番隔离,毛坯房里一关就是14天,还有的在敦煌找不到酒店,差一点就露宿街头。
敦煌外场 GE/CFM试飞团队支持 C919-102架试飞飞机
“团队成员及其家属们克服了诸多困难,全力以赴,奋斗在商飞最需要的地方、最需要的时刻。目的只有一个:全力支持国产大飞机开展试飞取证,顺利交付首个客户!” 党宇豪感慨道。
疫情考验的同时,取证本身的难关也需要一个个攻克,最小地面操纵速度试飞(Vmcg)就是之一。这项试飞对C919起飞速度的制定和起飞安全性评估具有重要意义,但同时也是民机试飞难度最大的风险科目,俗称取证“三大拦路虎之一”。
“戒烟好几年,这次又抽上了。”党宇豪笑称。
据他介绍,这项试飞科目要求C919在起飞阶段,发动机最大功率停车,也就是其中有一台发动机需要在最大功率下直接断油,而不是正常停车,这对发动机的损害非常大。
换发的速度直接影响着试飞的进度。为确保试飞工作顺利进行,GE/CFM团队争分夺秒地进行换发工作。“试飞飞机的发动机里安装了密密麻麻的采集飞行数据的传感器。这些传感器不仅来自GE/CFM,还有来自商飞甚至第三方。换发并非易事。”党宇豪称。
时值上海疫情最严重期间,物流交通及其不便利。尽管如此, GE/CFM的现场试飞团队快速响应,仅用一周时间,就将备发从上海陆运至阎良,顺利完成了换发(更换发动机)。
GE/CFM试飞工程师米南方 在西安阎良基地 支持C919/LEAP-1C工作
“法国工厂跟着三班倒”一台飞机发动机通常由上万个零部件组成,在C919各项极限试飞科目造成的损耗下,零部件难免面临更换,部分情况下还需将整个发动机空运至美国或法国的工厂,进行返厂维修。
LEAP发动机
疫情之下,全球航空供应链受到影响。航空物流运力不足,国际货物严格的消杀静默制度,加之C919的紧凑试飞日程,都给C919/LEAP-1C的项目负责人郝永江及团队带来了不少挑战。他们需要与供应商以及总部争取更多资源,加快零部件的交付和运输速度。
郝永江回忆称,去年有一段时间急需法国工厂交付一台检修中的备发,但由于国外也有疫情,维修一台发动机需要较长时间。项目团队因此向总部高层反复沟通项目的紧迫性,最终获得了支持——法国工厂开了先河,临时采取三班倒的工作模式,7X24小时为C919的备发维修赶进度。
而这台备发,最终比计划提前近3周空运回国,保证了试飞取证进度。
GE/CFM团队合影
“在货物备件到达国内完成清关后,我们又用人力接力的方式,以最快时间交付至试飞现场。”郝永江回忆,得益于商飞以及上海海关等各级领导的帮助,零部件及消耗品节省了大量时间清关,从而保障了大量航材的入境及交付。
而除更换零部件外,发动机的部分设计也会随着C919的不断试飞进行优化。每一次发动机的设计变更,都需要提交技术报告,获取EASA和FAA的认证批准。
这些工作同样也需要统筹安排进度和优先级。“为了满足C919取证的节点要求,我们想尽一切办法来优化试验进程,同时,尽最大努力来协助欧洲和美国两个局方的审批工作,比如对于一些我们已经非常成熟和有自信的部分技术报告,会由我们的委任代表来完成报告的审查,这样不但节省了局方的资源,同时也加快了审查的进度。” 郝永江这样说到。
“终于迎来第一缕曙光”
功夫不负有心人。在GE/CFM的C919 LEAP-1C“天团”的鼎力支持下,C919终于“如期”拿到了型号合格证。
据航旅圈了解,得益于与C919机身一体化设计的整体推进系统,LEAP-1C在C919上的性能表现优于设计目标,比初期预估(比CFM56油耗低15%)的更节油、更省钱。
不过,“天团”的使命还未结束。
GE/CFM试飞团队在锡林浩特 支持C919-106架试飞飞机试飞任务
业内有句俗话——“好飞机是飞出来的”,指的是一款安全可靠的好飞机,是通过不断飞行发现问题,并不断进行优化改进而来。目前,C919试飞机还在继续试飞,挑战高高原等更多科目。
对于和飞机唇齿相依的发动机来说,亦是如此。“终于迎来第一缕曙光!这些年我们与商飞磨合得越来越好,未来我们会进一步按照商飞对于C919后续发展以及环保的要求等,持续优化、不断改进我们的产品和服务。”GE航空集团中国项目总经理张志伟向航旅圈介绍了取证后GE/CFM团队的下一步工作计划。
据航旅圈了解,GE航空、CFM国际与中国民航局等共同组建的四川广汉航空发动机维修培训中心(AEMTC)已建立起LEAP-1C集成推进系统的维修培训,能为C919提供高质量的发动机维修培训。四川国际航空发动机维修公司(SSAMC)则均能够为LEAP-1C投入服役后的在翼支援及维修维护提供支持服务。此外,GE航空在上海的机队支援中心也将为服役后的C919提供全天候的技术支持和远程诊断监控支持。
LEAP发动机在华培训项目
“参与国产大飞机项目,对于团队每一名成员而言,是一种不可割舍的航空情怀和使命感。这些年来,中、美、法三地团队紧密配合,一丝不苟的工作,持续不断地改进技术、优化流程,牺牲了晚上,牺牲了周末,牺牲了许多陪伴家人的时间。但令我们自豪的是,这期间没有发生一起安全事故,国产大飞机最终取得了型号适航证,为下一步交付客户、实现商业飞机打下了坚固基础。”张志伟表示。
而GE/CFM的支持工作也得到中国商飞高度认可,连续3年被评为“COMAC优秀供应商”之优秀现场支持奖。郝永江本人则于2022年获得中国商飞颁发的 “大飞机奋斗者” 荣誉称号。
GE/CFM团队合影
“从ARJ21到C919,GE航空和CFM国际是商飞可信、可靠的战略合作伙伴。我们愿与商飞携手前行, 以一流的产品和服务,为中国商飞提供有力支持与保障。”GE全球副总裁、GE中国总裁、GE航空集团兼CFM国际大中华区总裁向伟明总结道,“我们希望与中国民航业和航空业合作共赢,推动中国航空事业的长期繁荣与发展。”
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