主题：【文摘】我国民用客机深度报道—0 -- 桥上

2008年1月14日，在“新型支线飞机决战首飞动员大会”上，参会人员同时发现了一个重要的问题，中航商飞没有宣布明确的首飞时间。起码，霍尼韦尔公司无法在规定的时间内完成飞控系统的调试工作已经是确定无疑的事实了。

AVIC1一直在密切关注着每一条有关波音787飞机延迟交付的新闻，因为，霍尼韦尔公司开发的飞控系统软件正是使这架“梦想飞机”延迟起飞的重要原因……波音787项目第一次延迟，波音公司宣布的原因包括分系统的软件和系统集成问题、部分零件短缺的问题。波音787项目的第二次延迟，波音公司明确承认项目主要问题出在787项目的供应链管理。

从目前波音公司宣布的情况来看，有相当一批风险合作伙伴还没有达到波音公司期望的系统集成能力和管理水平，造成许多系统研制进度的拖延。关于此次延迟，波音公司表示有多达27个分系统未能在通电试验之前完成分系统集成，甚至还有另外20个分系统要在通电试验完成之后才能装机到位。可以看出，波音公司供应商出现了普遍性的项目延迟。除系统之外，结构件方面也出现了很多问题，由于结构供应商向波音公司交付了未完成件，引起总装线上生产管理的混乱。其次，波音787项目全新的供应链结构对波音公司的管理提出了新的挑战，多层次的供应链管理降低了波音公司对供应商控制能力，由于不能有效预见底层供应商进度风险，波音787项目甚至出现了紧固件供应量严重不足而影响组装的情况。

2008年3月28日，中航商飞公司对外界宣布，由于“翔凤”飞机关键系统供应商未能按时提供试验条件，首飞时间向后推迟。中航商飞公司总经理罗荣怀回答记者提问时表示：“我们对首飞的推迟感到有些遗憾。目前，中航商飞公司正努力确保‘翔凤’飞机飞控系统的及时交付，以实现2009年交付客户的预定目标。 ”

对此，霍尼韦尔公司全球副总裁沈达理在接受记者采访时暗示，目前一些国家和地区确有因为政治及其他原因限制相关技术输出的条款，或者有一些人为障碍，但是，霍尼韦尔公司身为一家全球跨国企业，“可以在世界其他地方开发类似的技术和产品……”

2007年11月29日，整个下午，FAI航电室的技术人员都在和柯林斯公司的代表就“翔凤”飞机首飞时航电软件交付的状态与进度问题，进行艰难的交涉。

柯林斯公司代表提出，由于霍尼韦尔公司的飞行控制软件目前出现了问题，即使，柯林斯公司交付了航电软件也是没有用的。何况，目前还有很多关联的数据FAI也并没有提供出来。

于是，一名技术人员拍着柯林斯公司代表的肩膀说：“不管你是从哪里获得的消息，但是，我得告诉你，你的信息并不准确，到目前为止，我们的老板并没有告诉我们哪家供应商出现交付问题，首飞将会推迟。想想看，作为国际知名供应商，如果柯林斯公司落在了别人后面，拖延了整个项目的进度，那可真是一件很丢面子的事情。所以，我们应该一起努力来保持我们目前的名次，要知道，我们目前可是所有供应商中交付最快的。”

显然，这些话起了作用，作为连续3年获得“优秀供应商”荣誉的柯林斯公司最终决定，还是不要以损害公司信誉为代价拖延航电软件的交付进度，但是，对于首飞时航电软件的状态还需要与公司总部进行协商。柯林斯公司的代表离开后，FAI航电室负责人刘永超马上就向总设计师吴光辉汇报了这次谈判的结果。

事实上，FAI所有的人都知道，霍尼韦尔公司的飞行控制软件的确出了问题，根本无法保证“翔凤”飞机的首飞时间，目前，FAI必须稳定住其他供应商不要以此为借口拖延其余系统的交付时间。于是，吴光辉给林左鸣总经理发去了一条短信：“受此事启发，飞控软件事关重大，不到万不得已、不到最后一刻，不能言退，否则全线松劲，项目后果不堪设想……”2007年12月21日，在“翔凤”飞机下线仪式结束后的晚宴上，AVIC1民机部部长汪亚卫拉着林左鸣总经理说：“您现在得去和霍尼韦尔公司的总裁说些硬话了！”

随着“翔凤”飞机的飞行控制系统的延迟交付，AVIC1与霍尼韦尔公司的对话级别也在不断升级。然而，即使林左鸣将话说得再坚决似乎也是无济于事。霍尼韦尔公司承认问题的确出在自己的身上，并且表示，公司也非常看重企业的国际信誉，包括公司与AVIC1的“风险合作伙伴关系”，但是，此刻公司在“翔凤”飞机上能够投入的资源的确是有限的……2007年12月12日，美国《航空周刊与空间技术》报道：霍尼韦尔公司在波音787飞机上的飞控软件在飞行模拟中刚刚通过验证。2007年9月，波音公司曾表示，由于飞行控制软件的缺陷导致首架波音787飞机的首飞时间由8月末推迟到12月中旬。

显然，在霍尼韦尔公司心目中，波音公司的地位远远超过了中航商飞公司。但是，霍尼韦尔公司也的确不愿意得罪中航商飞公司，因为，中航商飞公司背靠的是中国——这个已经拥有全球第二大航空市场的大国，还有中航商飞公司的母公司AVIC1——这个拥有强大制造实力，已经向世界商用飞机制造商行列迈出坚定步伐的航空工业集团。

是啊！谁知道未来的霸主会是谁呢？不过，那是未来将要发生的事情，对于系统供应商的项目团队来说，目前，当然谁的飞机订单多，谁自然会获得公司最优质的资源保障。截至2007年12月29日，波音787飞机的订单数量达到790架；截至2007年12月21日，“翔凤”飞机的订单数量达到171架。

“霍尼韦尔公司在参加ARJ21项目的同时，也在为波音787飞机提供航电与飞行控制系统。引起ARJ21项目进度推迟的直接原因，就是因为我们和波音787飞机的工作产生了冲突，霍尼韦尔公司的大部分人力资源流向了波音787项目，造成了ARJ21项目人力资源不足，最终导致进度拖延。”FAI副总设计师田剑波介绍说。

目前，“翔凤”飞机的首飞构型FAI已经做了很多轮工作，飞控系统一般有两种工作模式：一种是“直接模式”；一种是“正常模式”。田剑波副总设计师详细地解释了这两种模式的分别所在：在“正常模式”下，飞控系统有完整功能，要求硬件资源、外部信号、外部资源都处于正常状态，这样飞控才能完整正常地工作。在“直接模式”下，只提供了对飞机舵面最基本的控制，最纯粹的“直接模式”是不依赖于数字计算机和软件而由纯模拟电路来工作，这也是“翔凤”飞机的设计特点，是“翔凤”飞机飞控系统安全的最根本保障。两个工作模式之间是一个逐步降级的过程，“直接模式”和“正常模式”之间还有一个非常明显的界限是“空速增义信号”，随着空速变化调整驾驶员操纵器件到舵面的传动力，保证飞机在高速和低速的时候都有一个恒定的操纵反应，使飞行员感觉飞机比较好操纵，只要用一个恒定的操作动作、力量就可以了。在“直接模式”下，仅提供了比较粗糙的传动力；在“正常模式”下，随着空速联系的变化，连续的调整传动力得到比较充分的优化。

“‘直接模式’一般对应的是失效状态和飞行故障，如果我们接受霍尼韦尔公司的建议，用‘直接模式’首飞就等于宣布‘翔凤’飞机是在带着故障首飞，所以我们不能接受。”田剑波说：“更重要的还是涉及安全问题。在‘直接模式’下缺少很多功能，例如方向舵的控制权限问题，假设，在起飞的时候正好出现一台发动机停车这种极端的状况，会因为方向舵的控制权限受限而无法纠正飞机的航向，最终会使飞机出现冲出跑道的危险；其次，偏航阻尼器的问题，这也是在‘直接模式’下没有功能，缺少偏航阻尼器会降低飞机的操纵性和稳定性，不仅使飞机的品质降低，也会降低飞行员驾驶飞机的相对安全性。还有很多其他原因导致我们不能接受霍尼韦尔公司的要求。”

“通过模拟飞机真实使用的载荷、环境条件，来考核飞机结构的响应是否符合适航规定的安全标准和设计要求，这就是飞机强度试验的任务，而这些试验将包括：强度试飞、静力试验、疲劳/损伤容限试验、离散源撞击试验（鸟撞）、应急着陆坠撞试验及水上迫降试验等等，而你即将看到的是：ARJ21-700飞机的尾翼静力试验。”中国飞机强度研究所副所长强宝平说：“只有经过了这里的考验，才能证明设计出来的飞机是真正结实的。在飞机飞行情况下，从结构强度上是安全的，保障飞机出现某些问题后，还是可以平稳落地。结构强度至少不会出现，舱门掉了，机体出现窟窿的问题，即使飞机擦地下来迫降的时候，也不会把更大的载荷转移到乘客的座椅上来，对乘客造成伤害。即使是水上迫降，飞机依然能够保证平稳降落，并且在飞机沉下去之前保证所有的乘客全部安全撤离。”

2008年1月24日上午，位于西安阎良中国飞机强度研究所的456厂房内，ARJ21-700飞机的尾翼静力试验正在准备当中。FAI强度设计研究所副所长李凯介绍说：“今天的试验是要考核飞机平尾和方向舵的结构强度，但是，即使试验加到67%的载荷，我们在现场也不会看到明显的视觉变化，要在FAI的监控室里，通过计算机上的实时数据分析才能看见飞机变化的情况。”

此时，厂房里的温度仅有-3℃，非常寒冷。参加试验的人员告诉我，456厂房的特点是“冬冷夏热”，夏天最热的时候，温度计都要失效，根本都测不出温度，而到了冬天，工作一会就能把大家冻得手脚麻木。静力试验的过程非常快，但是准备期却很长，“今天的试验只需要10分钟就可以结束，但是我们的试验人员已经准备了2个月。最烦琐的活就是找着力点，也就是在飞机表皮贴胶布带的点，这是做疲劳试验的关键环节之一。”中国飞机强度研究所全尺寸结构静力/疲劳试验室副主任唐吉运说：“试验前，我们要先将气动力分布载荷及惯性力分布载荷通过5000多块胶布带准确地粘贴在ARJ21-700飞机的结构表面上，这些点都是根据真实载荷情况，通过设计、计算而在飞机上进行准确定位的，每个胶布里又都穿有铝棒，通过几级杠杆系统将胶布带载荷集中到上百个加载通道来实施机械加载，各加载通道采用带测力计的电液伺服作动筒连接到承力架上或承力地坪上，并由计算机按给定的载荷程序，自动协调、闭环控制、分级施加机械载荷到限制载荷及极限载荷。”

此时的ARJ21-700飞机正被“五花大绑”地“捆”在龙门架上，机身上缠绕的应变测量线，就像“胡须”一样长长地垂下来，噢！还有16000多片用于测量应力的应变片，也贴满了整个机身，它们与数据采集装置一起给出应变、应力数据及随载荷变化曲线，供试验分析使用。

现在载荷加到了40%，尾翼看上去似乎没有任何明显的变化，事实上它在变化，在FAI实时监控中心，可以清晰的看见这种变化。FAI强度设计研究所的实时监控中心位于试验现场一角的一个小房间里，当中国飞机强度研究所将测量数据发送过来时，FAI的设计人员便可以在监控中心，实时将试验测量结果与计算结果进行对比：应变监测可以将试验应变曲线与计算应变曲线绘制在一张图上便于比较应变随着载荷加载的变化趋势；位移检测则可以将全机从前到后的变形情况通过位移曲线直接反映在屏幕上，与全机有限元计算的位移结果进行对比，确认全机有限元计算的准确性；部位监测则可以直接将一个计算部位的应变转换成应力进行输出，而且还对安全裕度进行计算，同时推测下一级载荷以及100%极限载荷时的安全裕度，并且对安全裕度及应力曲线进行修正，进而拟合出试验监测部位下一级载荷及100%极限载荷时的合理安全裕度。通过这些实时的监测数据，不但可以现场确认机体结构在试验过程中的应变位移与计算结果是否一致，还可以及时通过对比发现试验是否出现异常，避免在试验中出现危险情况。

所有的这些试验都必须得到中国民航总局飞机适航部门（ADD）的批准才能进行， FAI强度所副所长李凯表示说：“这是国内第一次按照适航25部的要求进行静力试验，并且，FAA也会对重要的试验进行现场目击。例如，2008年3月5日，全机2.5G稳定俯仰67%载荷全机静力试验，此种载荷情况是飞机在空中飞行时出现的最大加速度，这是ARJ21-700飞机首飞前全机最严重试验工况，所以，FAA也派出了代表全程观察了整个试验过程。”在那次试验中，中国飞机强度研究所还特意要求FAI在ARJ21-700飞机的主起落架舱、前机身根部左侧、左侧机翼上壁板、平尾下壁板、垂尾和后机身对接处、中后机身左侧应急门等关键部位设置了八个摄像头，以便通过现场画面来观察机体结构在高载情况下，何时进入张力场，以及进入张力场后，壁板随着载荷的变化情况。

加载至50%，此时，机翼翼尖的变形量已经达到了1米！从数据采集间传输过来的测量数据显示，在45%-50%的加载过程中，后机身与中后机身对接处壁板出现了预期的剪切失稳波纹，这部分结构进入了张力场状态。在继续加载的过程中，这部分结构通过张力场状态依然承受了外界的载荷。进入张力场状态，对于从事强度计算的人来说是一种如雷贯耳的现象，但是，对于第一次接触商用飞机试验的年轻人来说，这还是第一次真正在试验现场看到，他们脸上惊奇而兴奋的表情，与经验丰富的强度人自信的表情则形成了鲜明的对比。现场的试验人员解释说：“飞机蒙皮承受拉压和剪切载荷时，当剪切应力达到临界应力以后，蒙皮就会起皱,此时蒙皮发生了剪切失稳,但蒙皮仍然能继续承载，此时蒙皮受斜向拉伸，我们管这种受力形式的变化称为进入张力场状态。”加载至67%，此时，机翼翼尖的变形量已经达到了1.2米，这就是预期在飞机服役期间可能会遭受的最大载荷,在100%的极限载荷情况下, 机翼翼尖的变形量会到2米。各段主管快速地报告各自监测部位的情况，加载至67%，保持了30秒之后，监测画面上也出现了理想的卸载曲线，至此，宣布了此次试验的成功，这证明ARJ21飞机机体结构强度已经基本能够满足首飞要求。

两个月来，FAI航电试验室主任刘永超和他的同事们，一直在寻找飞控系统与航电系统之间信号传输过程中延迟的1秒时间，要知道，在飞行过程中，飞机响应延迟1秒时间足以导致机毁人亡的事故发生，很多的飞机事故就发生在100、200毫秒的瞬间……任何人都不会想到，竟然是罗克韦尔柯林斯公司的先进仪器“吃”掉了这生死攸关的1秒时间！

“当我们在铁鸟试验台进行飞行控制系统与航电系统的交联试验时，柯林斯公司的设备测试显示，飞机响应延迟了1.5秒的时间。这是什么概念呢？简单的说，就是超出了飞行员对问题做出反应的时间，当飞行员感觉飞机出现问题的时候，他已经没有足够的时间来挽救飞机了，结果只能是摔飞机。正常情况下，信息延迟时间应该在200毫秒以内，我们超出了这个范围7-8倍的时间，”刘永超解释说：“飞控数据更新周期是50毫秒，如果连续3个周期采集到的数据没有发生变化，就代表偏航阻尼功能没有接通，所以，数据必须在150毫秒之内进行更新，那么，1.5秒的延迟时间已经超出这个范围，由此，柯林斯公司认为我们的偏航阻尼功能还是没有调通。这个问题困扰了我们很长一段时间，当时，我们的确不知道问题出在哪。从理论上分析，只能有两个方面的原因，一方面是网络延迟，另一方面就是飞机响应延迟，我们也是从这两方面来着手解决的。”

对网络的测试结果最终证实了大家的猜测，网络传输造成了0.5秒的延迟时间，“我们通过把航电试验室的这两台设备进行合并，减少传输环节，找回了丢失在网络里的0.5秒时间。”刘永超继续解释说：“但是，解决了网络延迟的问题，并没有让我们感到轻松，我们每个人都在想，还有1秒时间到底在哪里？难道真的是飞机响应能力有问题吗？”

“我们将飞机上的方程式与风洞的吹风数据进行反复比较，两者基本吻合，操稳组的专家们也认为根据气动方程获得的仿真数据是没问题的，”刘永超解释说：“他们是飞机的专家，他们说准确我们只能相信他们，可是，我的1秒时间究竟去了哪里？”

当刘永超将铁鸟试验台上的数据和柯林斯公司测试出的数据放大了10倍进行比较的时候，他终于找到了丢失的1秒时间！

“结果完全出乎我们的意料，居然是柯林斯公司那台先进的设备‘吃’掉了这关键的1秒时间，谁都没有想到由于双方设备分辨率的不同，导致了彼此判断结果的差别。”刘永超解释说：“事实上，飞机是能够做出马上响应的，并没有出现1秒的延迟时间，在我们铁鸟试验台的电脑上能够清晰的观察到飞机的响应变化情况，虽然变化幅度不大，但是证明系统的功能是调通的。柯林斯公司的设备尽管先进，但是，图像的分辨率却太小了，所以，他们很难观察到飞机做出来的细微变化，由此导致他们对问题的误判。”

意想不到的障碍不仅仅出现在柯林斯公司的先进设备上，霍尼韦尔公司的飞控软件依然是最棘手的问题，新版本的软件里有15条重要的告警信息依然无法显示。“飞控软件总共包括120多条告警信息，飞机首飞的时候将开放22条告警信息，目前，我们仅仅有7条告警信息通过了，还有15条影响飞行安全的信息不能正确地传输到航电系统中，及时地提示给飞行员，后果同样会导致飞行员发生操纵失误。”刘永超解释说，“目前，霍尼韦尔公司正在对软件进行改进，实质上，这是个正常的反复过程，综合试验就是要发现问题，然后来解决一些在设计阶段没有考虑到，或者在编制程序的过程中遗漏的问题，这是可以接受的，但是，在发现问题后不能及时地进行更新，这个是我们不可以接受的现象。”

ARJ21-700飞机以格尔木机场和九黄机场作为设计临界条件，并用西部57条航线来检验飞机的航线适应性。飞机最大起飞高度是飞机重要的性能指标，是飞机适应性标志之一，对拓展飞机市场有重要价值。飞机最大起飞高度越高，能够起降的机场就越多，对于高原机场较多的我国西部地区及其它高原地区，飞机就更具竞争力。

“根据CCAR-25部的要求，飞机最大起飞高度是飞机单发起飞的最大高度，需要在高原条件下进行飞行演示验证。因此，在ARJ21-700飞机的试飞中也包括了高寒、高原地区的试飞科目，主要是考核高温，高寒，高原环境下发动机跟液压系统的性能。”魏志诚表示说：“很多风险科目的试飞军机和客机都是一样的，但是，ARJ21-700飞机是新研制的飞机，设计过程中有些问题把握的还不是很清楚，这样就给我们试飞带来很多风险，尤其是边界风险科目，如果设计上有一点点的偏差，那么，后果只能是……。”