图片:庞巴迪飞行测试团队成员 照片由凯西·梅内克(Kacy Meinecke)拍摄。
庞巴迪的飞行测试团队在遵循安全性和独创性的基础上,善于指导新机型获得严格认证。
特柳赖德地区机场(Telluride Regional Airport)是北美最高的商业机场,犹如科罗拉多落基山脉峰顶的一顶王冠。2017年冬,机场唯一的跑道上停放着一架庞巴迪环球7500喷气式飞机,山风呼啸而过。这条跑道海拔超过9000英尺(2743米),不由得令人生畏。两名试飞员和一名试飞工程师走了上来,他们刚刚审查完了后勤人员为飞机测试准备的飞行安全信息综合报告。环球7500飞机这款超远程大型公务机正准备凌空翱翔。
庞巴迪旗舰环球7500喷气式飞机以及环球家族的另外两名新成员环球5500和环球6500机型都需要进行大量艰巨的测试,这离不开数千小时的飞行时间,大量挑战极限的方案,以及技术精湛、经验丰富和规模庞大的专业团队。测试团队虽常驻在美国堪萨斯州威奇托的庞巴迪飞行测试中心(BFTC),却需要挑战特柳赖德等难度较高的机场,帮助公司的新飞机获得认证。
截然不同的理念
庞巴迪飞行测试中心共有20名试飞员,大多拥有不同的军队背景。“试飞员了解所测试飞机的运行环境至关重要,”庞巴迪飞行测试中心前副首席试飞员理查德·林格(RichardLing)解释说,“尤其是当飞机或系统还处在设计初期时。”与一贯按规操作获认证飞机的航线飞行员不同的是,林格这些试飞员是此类操作规程的制定者。
“这需要一种完全不同的理念。”林格说,“有时候,为了获得所需数据,我们就必须以前所未有的方式来驾驶飞机。在此过程中,我们必须对每件事保持批判的眼光:条件安全吗?当前所建议的程序是否有效?设计是否符合法规要求?当然,如果出现问题,还需要本着诚信的态度停止测试程序。”
诚信是庞巴迪飞行测试项目的核心。2018年,当环球7500喷气式飞机获得认证时,它已完成了为期21个月的严格测试计划,飞行时长达2700个小时。这相当于每个月飞行将近130个小时,对团队来说是一项巨大成功。随着安全法规的完善和客户期望的不断提高,对环球7500这类设计复杂、技术先进的飞机进行认证已成为一个极其严格的过程。不过,林格及其团队非常乐意打持久战:“正是我们在测试程序和技术方面取得的进步,将整个测试周期压缩到了21个月内。”他说,“我们拥有了更多的模拟装备和设计平台,因此当我们真正进行飞行测试时,所面对的设计已经相对成熟。”就大多数测试项目而言,大约80%的设计和评估任务是在地面进行,空中仅占20%。
飞行员与专业工程师和试飞工程师之间的密切配合也非常重要。每次试飞至少需要一名试飞工程师和两名试飞员——有时当测试风险过高时,地面上的任务控制工程师团队还会借助遥测技术对机组人员、通讯和数据进行实时监控。“监控特定风险或程序的参数可为我们提供多种视角,有时甚至还能获得机上试飞工程师提供不了的观点。”庞巴迪飞行测试中心飞行测试经理戴维·贝恩(DavidBehn)表示。
安全第一
安全是庞巴迪飞行测试中心运营理念不可或缺的组成部分,这对客户和飞行测试人员而言均是如此。测试程序会经过全面的安全评估,以识别潜在的危险和制定应对措施,将飞行中的危险降至最低,甚至完全消除。“一旦发现某个测试程序风险太大,我们便会寻找其他途径来收集所需数据。”贝恩说,“我们不能令机组人员遭受风险。正因为此,我们常使用遥测技术,以便获得更多具有时效性的监视和监督数据。”
这方面的一个极好的例子就是团队对环球7500喷气式飞机最大操作限制速度的测试。在飞行速度接近1马赫的情况下,飞机上和地面上的所有人员都需论证机身是否承受得住这种速度近似于超音速的飞行。这就需要禁用电传飞行控制系统中的安全超驰控制软件,以免妨碍正在操作的飞行员冲击极限速度。然后,他们还必须在各种紧急情况下展开飞行,确保在电传飞行控制系统正常运行时,飞机即使在安全极限也能提供保护。“这类测试需要在开阔空域进行,并要展开严密监控。”林格说。
精益求精
创新是一个与测试齐头并进的迭代过程。在环球5500和环球6500测试项目的早期阶段,也就是在认证之前,飞行测试中心在机翼设计改良中发挥了重要作用。以重新配置机翼后缘为例:对机翼进行多次建模和分析之后,庞巴迪工程师开发出了一种可增强空气动力特性的设计。在计算燃料性能和速度方面的潜在增益之后,他们还要依靠试飞员借助于簇绒法来观察机翼绕流流场,测试并最终证明这一理论。簇绒法是一种利用机翼上以网状排列的纱条来分析气流方向与强度的常见流程。
飞行测试中心有一个运行宗旨:精益求精。对环球5500和环球6500进行测试并不是白费力气做重复工作,而是站在巨人肩膀上前行。这不仅是一种快捷有效的创新方式,而且对于正在更新换代的环球机型的机主和运营商而言,也更为便利。这是飞机的重要技术创新之一:通过专注于许多细微但有意义的性能升级,在保证熟悉的飞行体验的同时,带来更多的益处。“测试环球5500和环球6500机型时,我们希望能得到与环球5000和环球6000一样的驾驶感受。”林格说:“这是第一印象,然后每架飞机便会展现新技术所带来的益处——高速度,高燃油效率,就像是一种惊喜。”
严峻考验
复杂场景的测试需要在各种场景下进行一些趣味十足且富有创意的测试项目。比如在科罗拉多州,林格及其团队在高海拔机场测试了在着陆构型下(放下起落架,放下襟翼等)连续单引擎起飞的情况。他们还在加拿大努勒维特省寒冷的伊魁特,以及美国加利福尼亚州名副其实的瑟莫尔(意为“热地”)对环球7500进行了测试,确保该飞机能承受极端温度和天气条件。为了更精确地进行天气测试,团队还来到了美国佛罗里达州埃格林空军基地的麦金利气候实验室,针对详尽的温度和云层密度数据测试了飞机性能。
#p#分页标题#e#2018年,庞巴迪环球7500进行了测试项目中的溅水试验。按照规定,飞机必须证明能够在被积水“污染”的跑道上起飞和着陆。测试涉及到了在不同深度的沟槽上模拟起飞和降落,以证明水羽流和受污跑道不会对飞机运行造成危险。该团队于2018年3月在肯尼迪航天中心的航天飞机着陆场跑道上完成了这些测试。“这是安全模拟起飞状况的理想场所。”林格说,“我们选择相对较长较宽的跑道,并在中间设置了水槽。最终我们没有发现任何问题。此外,我们有很多备用跑道可以模拟着陆,而且无需马上飞离。我们能在确保安全的情况下随时停止,对飞机进行检查。”
新飞机要想畅游世界离不开经验丰富的专业团队,而庞巴迪的飞行测试团队正是确保它们安全升空的幕后推手。