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风雪砥砺路,蓝天追梦情;潜心磨一剑,今朝试锋芒。

2022年7月26日上午,从黑龙江哈尔滨传来喜讯:Z15(AC352)型“吉祥鸟”中型民用直升机获得中国民航局颁发的型号合格证,标志着这款中外对等合作的先进民用直升机即将投入市场。

台下就座的航空工业直升机人,心潮澎湃,百感交集。现场响起雷鸣般的掌声,与会者无不激动得热泪盈眶。团队多年的努力和付出终于迎来了开花结果的历史时刻。

18年的研制历程,他们承载了太多的期盼和责任,18年来,他们付出了太多的心血和汗水。此时此刻,他们心中尽是自豪和感动。

AC352直升机是由中国航空工业与法国空客直升机公司对等合作联合研制的先进中型多用途直升机,航空工业哈飞是中方总承包单位,航空工业直升机所是中方总设计师单位。AC352直升机开创了我国在航空高科技领域与西方发达国家全面对等(50%:50%)合作的先河,是国内首个基于中国民航最新适航规章CCAR-29-R2完成相应设计、验证的直升机型号,也是我国直升机工业60多年发展过程中,从无到有、从小到大、从弱到强的最新成果。该型直升机提升了我国直升机工业整体能力,填补了我国国产民用直升机7吨级谱系的空白,助推国家应急救援体系装备建设,满足国内市场对中型直升机日益增长的需求,为人民生活更美好提供有力支撑。

设计:大部屋模式下的中外合作

2006年1月16日,这是一个难忘的日子。直升机所首批包含总体、强度、结构、适航等主要专业的中方设计团队30余人,从北京首都机场启程,迈出国门前往法国与空客设计团队开展联合设计,他们既兴奋又忐忑。

面对7吨级中型直升机存在的巨大市场需求,中法双方根据各自的技术经验、专长和工业能力,同时兼顾项目进度和成本,确定了技术分工。2005年12月,温家宝总理访法期间曾见证航空工业和空客直升机公司签订AC352/ H175项目合同。

“涵盖直升机各专业领域,贯穿直升机全寿命周期,面对面的共同工作方式”是AC352直升机对外合作的显著特点。中方设计师们第一次与国外直升机巨头设计师们在同一间办公室开展联合设计。语言是他们的第一关,从最开始的“哑巴”英语到能够流利对谈,他们迅速学习消化法方及欧美的各项标准,贯彻项目顶层文件,总结提炼差异和型号工作思路。

2007年12月5日,中法双方完成了全机详细设计评审,通过合作完成一项重要节点。同年,哈飞向中国民用航空局提出该型直升机的型号合格申请并被受理。

这一年,在景德镇,直升机所大门口的一栋小白楼被单独划出,作为AC352直升机的联合设计办公室。法方设计师的身影也渐次出现在中方联合设计办公室。设计的融合、文化的融合,多个批架次的设计、优化,三维和二维图纸的发放,在大部屋模式下,双方展开高效合作。

直升机所承担中方主旋翼系统、动力系统、机身结构等研发,法方承担主减速器、尾旋翼系统、航电系统等研发。型号由哈飞申请并取得中国民航局颁发的型号合格证,由空客直升机申请并取得欧洲航空安全局(EASA)的型号合格证。双方互为供应商,并各自建立总装线,向各自的用户交付产品。

试验:创新突破,满足中欧适航规章要求

2009年12月17日,H175在法国首飞成功。根据合作协议,一系列适航验证工作随即展开。按照适航规章的要求,每一个系统、每一个成品需要进行大量相关条款的符合性验证。

“相比其他机型,AC352的适航验证工作既要满足欧洲航空安全局(EASA)的适航要求并配合法方取得欧洲适航证,同时还需要满足中国民航局的适航要求。中法双方共同制定审定基础,编制审定计划CP,验证结果共同分享。”直升机所适航部门负责人谈心刚说道。

2010年6月,中欧双方按照试验程序文件要求,初步完成中方负责的AC352直升机适航取证试验大纲的确认工作。中方团队按照中法合作研制的合同分工,全面承担AC352直升机中方份额试验工作。

2011年3月4日,第一项取证试验——主起落架缓冲支柱接头(高性能)静力试验在直升机所完成。试验严格按照中国适航和欧洲适航标准进行,统一了标准和程序,制定流程规范,这为强度取证试验开了个好头,该试验的顺利完成对AC352型机后续的取证试验具有非常重要的示范意义,同时也为该直升机获得CAAC和EASA型号合格证奠定了坚实基础。

此后,AC352直升机陆续完成了机身结构强度试验、主减干运转试验等多项取证试验,有的试验持续很长时间,比如,中机身静力/疲劳极限载荷试验前后耗时达一年之久。

2013年5月29日下午4时许,在中国飞机城西安市阎良区,AC352直升机尾梁试验正在进行中。50%、100%、150%,加试载荷逐级增加,每增加1%的力,都让在场的人捏了一把汗。

试验现场,“嘭”地传来一声巨响,试验结束了。试验成功了!直升机所作为此次试验的技术责任方,从2009年成立技术攻关团队,历经4年,期间品尝无数失败,终于顺利完成试验。

直升机所科研人员通过查阅大量资料,了解国外先进的试验方法和技术手段,加以消化吸收,设计并完成共123项试验室试验、14项地面试验,民航局方代表全程目击,试验报告均获得审查组批准。

大部分验证方法在国内均为首次采用。2010年10月21日,AC352直升机完成国内首次前动力舱罩进气道防砂网冰雹试验。

2011年9月2日,完成国内首次主桨叶中段、桨尖鸟撞试验。

2011年12月30日,完成国内首次直升机主旋翼复合材料桨叶损伤容限疲劳试验。

2013年7月,完成国内首次机身结构元件抗坠毁试验。

2013年12月10日,完成国内首次中机身上平台静强度和疲劳试验。

2019年4月12日,完成国内首次直升机主旋翼桨毂中央件损伤容限疲劳试验。

通过各项试验验证,直升机所积累了十分宝贵的经验,不仅完善了设计理论,形成技术积淀逐步推广,而且为我国先进民用直升机的发展起到十分积极的推动作用。

试飞:历时5年,沉淀多个“AC352经验”

直升机是设计出来的,更是飞出来。试飞是检验直升机性能的重要依据之一,试飞工作是取证工作中的重中之重。试飞过程中,直升机人想得更多的是:从使用角度出发,为用户提供安全可靠、性能优越的直升机。

从2019年12月12日至2022年4月30日,AC352直升机完成试飞大纲规定的458个科目/425.5小时,辗转哈尔滨平房机场、石家庄栾城机场、荆门漳河机场、六盘水月照机场和建三江湿地机场,累计飞行648小时46分。

2021年2月,完成高寒环境试飞。此次试飞历时29天,按大纲完成了全部验证科目,具体包括空速和旋翼转速限制、有地效/无地效悬停、高速特性、自转下滑等科目。其中,并行试飞方式以及发动机故障注入试飞,均为国内直升机首次开展,飞行中环境温度最低达零下47摄氏度。

此次高寒试飞地点——建三江位于祖国的北部边陲,是我国“最早迎接太阳的垦区”。此地的冬天,寒风呼啸,凛冽刺骨,即使在车内,饮用水也会快速结冰,工作餐更需要速战速决,果腹即可。试飞团队成员大多来自南方,他们每天起早贪黑,越是寒冬,越是拼搏得热气腾腾。

在发动机故障注入适航验证试验和试飞中,直升机所严格按照CCAR-29部适航条款要求,通过模拟发动机故障,由试飞员验证相关故障的处理措施和故障状态下发动机的工作表现。通过试飞,表明AC352直升机在发动机出现某些二级、三级故障时,依然能够执行大机动动作,验证了直升机的安全可靠性。

2021年7月12日下午15时,随着一个漂亮的滑跑着陆,AC352直升机顺利完成了不可用燃油量科目试飞,这标志着由于试飞风险极大而困扰燃油专业近三年之久的难题终于取得了突破性进展。

不可用燃油量适航符合性验证首次提出了一套完整的、详细的、可实施的旋翼航空器验证方法,以仿真分析、试验室试验、飞行试验相结合,针对适航要求进行不可用燃油量充分验证,保证了安全性,又减少了试飞周期,降低了验证成本,降低了试飞风险。该验证方法对于运输类旋翼航空器适航取证具有很强的指导性,能够有效地验证运输类旋翼航空器不可用燃油量。

AC352直升机在型号总师的带领下,在整个研制团队的共同努力下,试飞总历时5年。2017年到2019年10月,完成科研调整试飞。2019年12月,进入申请人验证试飞阶段。2020年8月,完成高温环境试飞。2021年2月,完成高寒环境试飞。2021年8月,完成次高原试飞。2022年4月,完成申请人验证试飞。2022年5月,完成局方审定试飞。2022年6月,完成功能和可靠性试飞。

5年来,团队从平原到高原,从湿热到严寒,克服新冠肺炎疫情不利影响,克服恶劣艰苦的自然条件,AC352直升机以稳健的飞行姿态完成全部试飞科目。结合型号研制和审查,在局方大力支持下,充分发挥对外合作优势,引领民机产业发展,沉淀孵育“AC352经验”。

审查:创新审查方式,严格铸造精品

2008年1月17日,AC352直升机型号合格审定委员会(TCB)首次TCB会议在北京召开。在本次会议上,成立了由民航东北地区管理局适航审定处、沈阳航空器适航审定中心和上海航空器适航审定中心、中国民航大学组成的审查组。

在为期15年的适航审查过程中,审查组严格按照《运输类旋翼航空器适航规定》(CCAR-29)相关条款要求进行审查,其中,涉及CCAR-29部分条款达277条。

为提高审查效率,局方与工业部门协商确立集中审查制度。审查组工作人员每月至少用1周与申请人召开现场适航工作会。现场评审工程资料、目击试验和试飞等适航验证工作,讨论和解决型号合格审定的疑难问题,确定后续适航工作计划,规避工作风险。

以2021年9月召开的集中审查会为例,沈阳航空器适航审定中心8个专业12位审查代表进驻直升机所,分8个分会场对总体飞行、强度、机身结构、旋翼系统、动力装置、燃油系统、机械系统和舱内布置等专业进行集中文件资料审查。经过充分的沟通讨论,批准文件30份,较之以往,效率得到大大提高。

在AC352直升机审查过程中,并行试飞同样应用了直升机适航审定的新方式。这是一种同时执行申请人验证试飞和局方审定试飞的试飞方式。通常情况下,民用直升机试飞是先进行申请人验证试飞,再根据验证试飞情况选取试飞科目,进行局方审定试飞。在AC352直升机开始验证试飞前,基于信任,局方创造性地与申请人提前筹划并制定并行试飞安排,让申请人验证试飞和局方审定试飞一起进行。

AC352直升机共进行过4次“并行试飞”:2021年1月高寒试飞、2021年6月平原试飞、2021年8月次高原试飞、2022年4月平原试飞。通过并行试飞,尤其是高原高寒高温等特殊环境下的试飞科目,避免了重复试飞,减少了试飞周期,减轻了申请人的负担,加快型号合格证的取证速度。

局方审查组以严把公共安全的职业初心,秉持专业负责的态度和恪尽职守的敬业精神,共评审了123项试验室试验和地面试验、458个科目的飞行试验,批准了945份符合性文件,确认了审定基础所规定的277个条款和8项等效安全的符合性,最终在TCB会议上批准了最终型号设计资料。

据介绍,AC352直升机是直升机所迄今为止适航审查时间跨度最长、投入人员最多、难度最大的型号取证项目。直升机所适航部门集合AC352适航取证团队之力,研究吃透适航条款安全意图,将其转换为型号的安全性设计和验证要求,开展研制,规划编制审定计划,组织开展审查会议,关闭问题纪要、机载设备审查,以及符合性验证报告的编制和审查批准。

收获:研发体系、项目管理、设计理念大大提升

型号总设计师卢伟健在适航颁证仪式上向媒体记者介绍,此次国际合作不同于以往,是面向全型号、全生命周期的合作,研制过程中全面贯彻航空工业“型号成功、水平提高”的要求。

依托AC352直升机所研制建立并完善了一套与国际接轨的民机研发体系,包括设计体系、管理体系、适航体系、标准体系、保障体系和审定审查机制,形成相应的体系支撑文件。在技术状态管理方面,建立了设计、标准、设备和产品四大环境,采用分层次的模块化技术状态管理,满足不同构型和批架次管理需求。

AC352直升机除了拥有全面的直升机顶层控制体系,在项目的计划与控制过程中,还实施了工作包(WP)为基础的项目计划管理。按照项目研制的不同阶段和工作内容形成各系统研制工作包,包括设计、试验件试制、试验等;根据工作包,制定各系统工作计划;根据系统间的接口关系,形成型号研制主计划;根据系统内各专业间的接口关系,将主计划细化分解形成作业计划。

据型号副总师冯晖介绍,在AC352研制过程中,突破了一批适航符合性关键技术,也就是安全性设计技术和方法:包括先进民机总体设计及安全性评估技术,高安全性系统架构设计及符合性方法,闪电、结冰、鸟撞和损伤容限等安全性设计和验证技术。首次在直升机上完成故障注入试验,首次在直升机上开展并行试飞,首次完成全包线的精细化安装损失试飞,首次开展OEI控制盒调参,首次完成灭火试验,首次完成货舱火警试验等。这些工作的完成提升了直升机所民机研制能力,为后续型号的研制奠定了技术基础。

AC352型号项目培养了一批具有崭新民机设计和管理理念的优秀的直升机研发人员,直升机所在技术、理念、思想、项目管理等多方面都得到了新改进和提升。一支既懂技术又具有市场观念、安全理念、成本意识的民机研发人才队伍茁壮成长。

AC352型号项目还提供了一个航空制造业的精品样本,开创了中国与国外“共同投资、共担风险、共同研制、共享市场、共享收益”共同研制直升机的历史先河。这一合作模式是完整意义上的国际对等合作,树立了我国直升机工业走向世界、合作共赢的典范。同时,保持了国际合作的窗口,成为航空工业对外开放的一张名片。

目标:创建航空工业直升机品牌

AC352直升机成功取证,万众瞩目。繁华背后,直升机人默默耕耘,无论酷暑寒冬,还是双休假日,都留下了他们辛勤工作的身影;多少个日夜通宵达旦,多少个日夜废寝忘食,青丝熬成白发,把有限的青春献给无限的航空事业,苦涩的汗水终于化作喜悦的泪水。

18年来,AC352项目团队成员的脚步从未停歇,两代直升机人秉承“航空报国、航空强国”初心使命,时光在变,不变的是直升机人挑战极限、永不退缩的坚韧作风,勇于探索、创新超越的进取意识,尊重规律、扎扎实实的科学态度,不计得失、忘我奉献的高尚品质。

AC352直升机最大起飞重量7.5吨,可乘坐14~16人,采用单旋翼带尾桨常规气动布局,双发、宽机身、前三点可收放轮式起落架。设计团队追求卓越,始终秉持用户至上的设计理念,全力打造一款性能优越、安全可靠、维护方便、经济耐用、舒适环保中型先进多用途直升机。

习近平总书记多次指示加强航空应急救援能力建设。“吉祥鸟”AC352直升机可广泛执行近海运输、搜索救援、警务执法、医疗救护、公务运输、物资投送、空中指挥等多种任务。AC352直升机的成功研制,为我国应急救援提供新的航空装备,将有力支撑应急救援领域在搜索救援、应急救护、抢险救灾等方面对中型直升机的需要。

直升机所所长许建华介绍说,取证是新的起点,按照“设计一步到位、构型按用户需求”的原则,在AC352直升机基本型取证之后,研制团队将按照市场需求,充分挖掘该型机平台潜力,时刻准备响应国家发展战略与社会用户的使用需求,根据直升机产业发展规划,持续推进AC352型机平台能力提升与系列化发展。

AC352直升机还将在海油平台人员和物资运输、基础设施建设、公共服务等多个领域发挥重要作用。它将融入中国航空工业“一机多型、系列发展”产品格局,与AC311、AC312、AC313等系列民用直升机一道,服务国家、造福人民。直升机所将以更加开放的格局,参与国家“一带一路”倡议的实施,加快我国直升机产业的跨越发展,为中国品牌注入中国力量。