不止绵阳,中国民用大飞机结冰风洞落户江苏小城

在航空界,有一个广为流传的空难梗"博南拉杆"。2009年,法航A330客机副驾驶博南,着了魔似的拼命拉杆,导致飞机抬头失速,坠机导致228人死亡。

博南疯狂拉杆的最直接原因,是测量飞机空速的皮托管结冰。

飞机结冰很危险,任何一个造飞机的厂家,都不敢不防。尤其是大飞机,都有防冰除冰系统。

在适航规章,还有专门的条款,要求你飞机在什么结冰环境中,得正常飞,别摔了。

这些环境条件,包括在什么高度,什么温度下,你空气中的含水量不能低于多少,水滴直径不能小于多少,非常讲究。

对国产飞机熟悉的小伙儿,肯定知道ARJ21支线客机做结冰试飞的历史。

那是遥远的2014年,当时中美关系尽管不在蜜月期,但太平洋远没有现在宽,两国该有的合作还能搞。正在做自然结冰试飞的ARJ21,就远赴北美,去寻找合适的结冰环境。

说到这有人好奇了,说中国这么大,是咱东北不够冷,还是西北的温度不够低,为什么非得往美国飞?

哎呀问得好啊!其实ARJ21在去美国之前,已经在新疆飞了四年,但一直没能逮到合适的气象条件。天气不合适,你即使飞上去,也采集不到能用的数据。

飞了四年都没搞定,主要原因是啥呢?

我猜测,一个是咱们北方的温度虽然够低,但同时空气也干,很难累积足够的水分。

第二个,就是缺乏精准的气象探测能力。适合结冰的天气,那是可遇不可求的。而且一直在变,窗口期到了你不赶紧窜进去,说不定过了半个小时,一阵风滋溜就刮跑了。中国之前也没做过飞机结冰试飞,所以气象部门也大概率没有观测能力,算不准窗口期。

自己家搞不定,就只能找外援。之所以去北美,也是看上了前面说的两个原因。北美的五大湖地区,温度低,水汽又多,可能是世界上最适合飞机结冰的地方了。气象参数上,又很符合适航规章的要求。

实际上,它想不符合都难啊!因为美国在制定适航规章,确定那些参数时,就是基于的五大湖气象数据。而中国的适航规章,又是美国规章的完美翻译版,所以去北美五大湖试飞,属于是一步到位了。

除了天气,那边在气象探测上也更有经验。所以ARJ21去北美,连去带回一个多月,就完成了在国内4年都没搞定的任务。

到C919客机,结冰试验大概在2022年,正赶上新冠疫情,不方便出国。而且当时的中美关系,可能也不允许再飞去五大湖了。

也有媒体在2021年预测说,C919将飞到加拿大做结冰试验,看来应该是计划有变。

现在咱知道了,在取证之前,C919一直在国内。它的结冰试飞,当然也是在国内完成的。毕竟过了这将近10年,咱们在气象探测上的能力,也提升了很多。

尽管试飞不需要出国了,但这改变不了结冰试飞的危险性,它是和飞机失速、颤振、最小离地速度这些科目一样,都是风险和难度极高的,搞不好会出大事。毕竟,哪个正经飞机会专门追着结冰云团飞啊,躲都躲不及呢。

在飞机研制和取证过程中,无论什么项目,谁都想尽量在地面说服民航局,证明自己的飞机是符合规章要求的,能不飞就不飞。

要在地面把事情说明白,自然就离不开实验室。最著名最典型的实验室,就是咱熟悉的飞机风洞了。

任何一个造飞机的国家,你要是连风洞都没有,就说你飞机这好那好,总是缺点说服力。在四川绵阳,就有闻名世界的风洞群。

飞机的缩比模型往里面一摆,大风吹过来,就好像它在天上飞。现在为了省钱和省时间,很多科目,尤其是在飞机研制初期,也不在风洞吹了,而是在电脑里面吹,也就是CFD模拟。

之前我就给大家展示过,用咱国产的流体仿真软件AICFD做的飞机流场仿真,也推荐你去试试,可以免费用。

其实除了这种普通的只能吹风的风洞,还有一种更冷门,也是现阶段计算机仿真更难取代的风洞。它不光能产生低温低压和刮大风,还能下雨,还能下冻雨,就是结冰风洞。

结冰风洞的作用,咱最先想到的就是防冰除冰系统做出来之后,想试试它能不能有效除冰,就拖进去吹一下。来,学过系统工程的,把这一步的名字打出来。

其实在东西做出来之前,还有更重要的一步,就是你要先确定应该做成什么样。比如,飞机实际在天上飞的时候,哪里容易结冰,结多厚的冰,除去这么厚的冰,需要用多少热气,通多少电。

在打开电脑正式画图之前,这些东西你不搞明白根本就无从下手啊。万一最后东西造出来,不是性能不够就是过设计,那不让人笑话吗,再返工那成本就高了。

不过有一点你得明白,也不是说有了结冰风洞,飞机就不用做结冰试飞了,没那么神。吹风洞,它可以让试飞更安全,飞之前更有底气,现阶段还是取代不了上天的。

咱们都知道,风洞的建设成本非常高,用起来成本也高。大的风洞,甚至都要专门给它建个发电站。

那结冰风洞就更不得了了,还需要在发电站的基础上,再建个人工湖,给它供水。

现在世界上已经有了30多座结冰风洞,但大部分都是科研性质的小风洞。截面尺寸超过2米的,真正能用在项目上的大风洞,全世界就三座。

历史最悠久的,在美国,1944年就建成了。可以说是航空界研究结冰的鼻祖了,飞机上用的除冰方法,基本上都是在那搞出来的。

现在在NASA的官网,还有这个风洞的全景照片,介绍很详细,你可以打开电脑去那旅旅游,开开眼界。

在2002年,意大利也建了个结冰风洞,现在已经是欧洲最主要的飞行器结冰试验基地。

第三个国家,那就是中国了,2013年建成,同样位于绵阳。相比前面两座,绵阳这个也是尺寸最大、风速最大、模拟高度最高的结冰风洞。

谁要是去成都或者九寨沟旅游,可以拐个弯去绵阳看看。报我马卡耶夫的名字,人家也不让你进。

也许是上海到绵阳不方便,也许是绵阳的结冰风洞主要用在军机上,搞民机的中国商飞用起来不顺手。于是,商飞决定自己再建一个。

2024年2月,江苏一个小城,苏州的县级市,太仓,发了简短的一句话。“总投资50亿元的上飞院大飞机结冰安全实验中心正式签约落户,并正式启动”。

官方报道说,这个结冰风洞建好之后,将是全球首个具备过冷大水滴结冰适航验证核心能力的实验室。定语有点多,我不太懂。观众里如果有专业的,欢迎补充。

50个亿,这绝对算是大项目了。当然更吸引眼球的,还是太仓这个小县城。

但是太仓的小,也许只体现在它的行政级别上。它的GDP常年位居中国百强县的前十,还是著名的德企之乡,有几百家德国企业在那落户。

当然还有一个,就是让人心碎的西工大太仓校区。建好之后烂尾了,还不知道以后会咋样呢。

太仓这些年在航空产业上,非常积极。很显然,这个苏南小城,想利用自己的地理优势,承接点上海溢出的高端产业。

当然从商飞的角度看,把实验室放在太仓,也很合适。因为即使是商飞的设计类岗位,它的待遇在上海都没啥竞争力,不好招人的。更何况工资更低的实验室岗位了,你说哪个头铁的敢毕业了在上海干个月入8000的工作。

另外插一嘴,商飞和上海交大航空航天学院的合作,似乎就是围绕飞机结冰展开的。2023年末,双方还成立了大飞机结冰安全联合实验室。也许,等太仓这个实验室建起来,会有不少学弟过去打工呢。

好了,时间不短了,辛苦我了。

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页面更新:2024-04-04

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