寻冰，为何舍近求远

庄敏

在中国自主研制的ARJ21飞机所有试飞项目中，有一项特别受人关注，那就是自然结冰试飞。为了完成这项试飞，中国的项目团队驾驶着ARJ21飞机，不远万里，远赴加拿大完成了这项试飞。

许多人也许会觉得奇怪，中国960多万平方千米的国土面积，难道就没有符合自然结冰试验条件的地方吗？为何要远赴加拿大完成试验？这个试验究竟有多重要？

自然结冰试飞是什么

飞机在飞行中，如果机体表面积聚冰层，气动外形就会被破坏，从而导致飞机飞行性能和气动性能下降，阻力增大，飞行员操作困难。冰层或冰块从飞机上脱落，撞击到机身表面或被发动机吸入，就有可能造成机械损伤。情况严重时，还有可能造成飞机失速或飞行事故。

自然结冰试飞，就是要检测飞机的防冰、除冰功能。一般采用的防冰、除冰办法是：机翼前缘、驾驶舱风挡玻璃采用电加温方式防冰、除冰，发动机短舱采用唇口热气防冰、除冰，飞机有些部位采用橡胶气囊充气、收缩的办法防冰、除冰。

为什么如此重要

美国联邦航空局最新的统计资料显示：目前，每年全球约有30起因结冰引发的安全事故。1991年12月27日，一架MD81飞机从瑞典斯德哥尔摩机场起飞后不久，两台发动机因吸入了从机翼上脱落的冰块而停机，飞机紧急迫降，在机场外着陆，机体断为三截；1994年10月31日，西蒙斯航空公司一架从美国印第安纳波里斯飞往芝加哥的航班，由于在利于积冰的气象条件下飞行了30分钟，突然失速并从大约10 000英尺 （1 英尺约为0.3048米）的高度坠落，机上68人全部罹难；2002年12月21日，台湾复兴航空的一架ATR72-200飞机由于机翼严重结冰而失速坠海。

难在哪儿

《运输类飞机适航标准》CCAR-25部的有关条款明确规定，民用运输机必须在极其苛刻的特殊气象条件下进行自然结冰的试验试飞。

自然结冰试飞是风险最高的试飞科目之一，是民机型号合格审定试飞中非常重要且需要满足特殊气象条件、试验要求的试飞科目。根据CCAR-25部的条款要求，ARJ21飞机必须而且能够在规定的连续和间断的最大结冰状态下安全运行。能满足这个规定的气象系统对云层的液态水含量、云层水滴直径和周围空气的温度都有很高的要求。其目的在于检测飞机的机翼、风挡、发动机短舱等部位的防冰与除冰功能，是否能够保证飞机在严酷的自然条件下正常工作。

ARJ21飞机的自然结冰试飞更加难

自然结冰的气象条件非常苛刻，国内可飞的地方屈指可数，仅有“雨城”之称的四川宜宾和江城重庆，及新疆的乌鲁木齐等。但宜宾、重庆大多为雷雨天气，且伴有电闪雷鸣，不适合做自然结冰试飞；乌鲁木齐气候干燥，有可能出现自然结冰气象的时间段非常短，仅为每年的11月和来年冬、春交接的2月底3月初。

基于条件限制，国内的自然结冰试飞，采取的是地面监控，等待合适气象条件出现后，飞机再飞上去做试验。这种“守株待兔”的方式，遇到能满足自然结冰试飞特殊气象条件的概率太低，试验的难度非常大。

波音777、787等干线飞机的留空时间至少是8个小时，而ARJ21是支线飞机，设计的留空时间不到4个小时，因此自然结冰试验成功的机会就低得多。也正是这个原因，在远赴加拿大时，ARJ21需要在中途多次降落、加油。因为如果从中国以最短距离直飞北美西海岸，横跨整个太平洋，需要持续飞行超过10小时。

为完成自然结冰试验试飞，ARJ21飞机从2010年开始，曾4次奔赴新疆，却仅在2012年3月19日抓住了一次符合条款规定的气候，完成了部分自然结冰条件下的机翼、风挡、短舱防冰相关的试飞内容，遗憾的是未能完成全部内容。

因此，在国内捕捉合适天气无望的情况下，ARJ21项目团队经过考察，决定去北美五大湖地区进行试验。