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MRJ还能迎头赶上吗?

2018-05-14谭昕

大飞机 2018年8期
关键词:测试飞机设计

谭昕

第51届范堡罗航展,对于日本飞机制造商三菱公司来说,并没有留下太多美好的回忆。在空客A220、巴航工业E2系列和中国商飞ARJ21纷纷拿下订单的同时,满怀希望来到范堡罗的MRJ90却未能有所收获,这已经是该型号飞机连续18个月未能有新订单入账。

作为被日本国内寄予厚望的一款飞机,MRJ项目在历经5次推迟之后,交付时间已经从最初设定的2013年12月推迟至2020年年中,最初的设计优势已被消耗殆尽。但日本政府并不会轻易放弃在民用飞机领域的尝试,三菱公司近期对外宣布,在加速推进MRJ90飞机测试飞行的同时,重新启动MRJ70项目。在支线客机市场格局已经悄然发生改变的当下,MRJ还能迎头赶上吗?

为保节点项目换帅

由MRJ项目重启的飞机整机研发,被日本政府视为“重振飞机产业最大,也是最后的机会”。在2015年底公布的《飞机产业蓝图》中,日本政府决定以民用客机研发为契机,全力加强飞机产业链上的薄弱环节,如客户服务、航空金融等,以自身强势的材料、零部件、机体、发动机等产业为基础,实施产业链逆向整合,努力构建全产业链。

尽管从项目启动至今,MRJ项目历经了诸多磨难,但日本政府从未动摇过支持民用飞机产业发展的念头。2017年,三菱对公司组织架构进行了调整,MRJ项目的管理层也经历了一次大洗牌。从目前来看,这次机构调整给项目发展带来了积极的影响,MRJ项目的研制工作逐步加速。

目前,MRJ项目的研发总监亚历克斯·贝拉米(Alexander Bellamy)在民用航空领域小有名气,他曾经就职于庞巴迪公司,在C系列飞机获得型号合格证的过程中扮演了重要角色。他于2016年3月正式接管MRJ项目,之后不久就提出MRJ90在某些方面存在设计缺陷,难以符合适航要求。

为此,亚历克斯·贝拉米邀请西雅图航空航天技术公司(该公司是MRJ90飞机飞行测试的服务商)的设计团队加入MRJ项目,对飞机设计方案进行了一次独立审查,结果发现MRJ90存在地板下氧气瓶可能爆炸和隔舱渗水等极端情况下的设计缺陷,需要对一些关键航空电子系统的布线和位置进行重新设计。这一重大设计更改直接导致MRJ项目第五次推迟,也是2017年12月促成三菱公司对项目团队进行重组的重要触发因素。

三菱公司表示,尽管在现阶段还要进行航电系统的设计更改是十分打击士气的,但从目前来看,一切正在向好的方向发展,设计更改的进度令人满意。2017年10月,三菱公司宣布航电设备的设计更改已经完成,同时公司还与拉泰科雷(Latecoere)公司紧密合作,确定了布线的细节问题。

在飞行测试安排上,由于正在美国华盛顿摩西湖进行飞行测试的4架飞机后续的测试任务不需要进行更多的更改,因此只需对这4架飞机进行部分改装。为了加快进度,亚历克斯·贝拉米向三菱公司建议增加2架试飞飞机,所有的设计更改都将体现在新增的飞机上。

目前,三菱公司已经完成了涉及设计更改的认证文件的关键设计评审(CDR),公司还与日本民航局(JCAB)和FAA一起对每一项条款进行了仔细梳理。由于20世纪60年代以来,日本没有进行过商用飞机研制,因此日本适航当局未和FAA签订FAR25部商业运输认证的双边航空安全协议(BASA)。为了扩大双边协议,为MRJ飞机进入美国市场做好准备,FAA一直与三菱公司、JCAB一起工作,目前已完成所有的程序变更。与ARJ21项目类似,在MRJ项目研制过程中,FAA也是以“影子审查”的方式参与相关认证工作。此外,日本还在与欧洲航空安全局(EASA)磋商,希望后者未来也能以这种方式参与MRJ项目的认证工作。

亚历克斯·贝拉米表示,MRJ项目团队已经解决了很多过去遗留的问题,如今已经有了一个非常坚实的基础来制定项目进度表。如今,对于MRJ项目团队来说,2020年年中投入商业运营的关键节点是势在必得的。

飞行测试有序推进

目前,共有4架测试机在美国华盛顿摩西湖进行飞行试验。根据计划,这4架飞机要完成近80%的飞行测试任务。截至目前,这4架飞机已经完成了近2000小时的试飞。第5架测试飞机在三菱公司名古屋总部进行新的软件系统加载地面测试,这一新的软件系统在应用于测试飞行机队之前,会在第7架(第10007号)和第10架(第10010号)飞机上进行符合性认证。其中,10007号飞机将是交付启动用户全日空公司的第一架飞机。生产编号10008和10009是为前两架MRJ70试验飞机预留的。

编号10007的测试飞机将用于功能和可靠性测试、运营评估和演示飞行,以及在地面上进行雷击和高强度辐射场试验。编号10010的测试飞机主要用于航空电子设备和热环境测试等。作为第一架配备了全部仪表设备的飞机,10010架机还将进行高强度辐射场测试、电磁干扰和雷击认证测试等。

目前,测试机队的重点正在转向飞机的起降性能测试,大部分飞行包线扩展试飞和一部分风险科目试飞已经完成。其中,10001架机和10002架机主要用于性能测试。这两架飞机曾在早期的试验中,用于测试机翼失速特性和防冰性能。在早期的试验中,由于MRJ飞机的机翼升力比预期值大,试飞工程师和飞行员很难识别开始失速的节点。在后續试验中,三菱公司进行了多次气动设计更改,最终通过飞行控制系统来改变升降舵传动比的方法,获得所需的俯仰突变。

完成更改后,当驾驶杆处于最后的位置时,机上控制系统就会对飞行员提出飞机即将失速的警告。测试结果表明,MRJ90的失速速度优于预期(具有更低的失速速度)。此外,三菱公司在飞行测试中还对飞机进行了进一步优化,如去除了内侧机翼的防冰装置,降低了对发动机的引气需求。

2017年8月,在一次试飞过程中,MRJ90所装配的普惠PW1200G发动机出现了空中停车事故,飞行试验被迫中止。好在这次故障很快得到了解决。在此之后,PW1200G发动机在试飞过程中一直表现良好。三菱公司也表示,已经完成的一系列飞行测试表明,MRJ的性能要优于预期。

对于一款新飞机来说,发动机性能是飞机整体性能是否优越的重要因素。2008年,当三菱推出选装PW1200G发动机的MRJ系列飞机时,凭借这款性能优异的发动机,MRJ系列飞机与当时在役的飞机相比,具有明显的优势。但如今,项目的一再延迟已经让这一优势逐渐消失,与MRJ形成直接竞争关系的E2系列飞机和C系列飞机都已经选装了普惠的齿轮传动发动机。

重启MRJ70项目

76座的MRJ70飞机一开始就在三菱公司的项目研制计划内,但由于MRJ90飞机研制并不顺利,因此该项目一度被搁置。随着MRJ90测试飞行渐入佳境,三菱公司近期决定重新启动MRJ70项目。

如果说三菱公司为MRJ90设定的目标是放眼全球市场的话,MRJ70则主要是针对美国市场。从目前已有的订单来看,美国也是MRJ系列飞机最重要的海外市场。该项目最大的两个客户都来自美国,分别是2011年订购50架MRJ的跨洲航空公司(Trans States)和2012年订购100架MRJ的天西航空公司(Sky West)。

MRJ90飞机的航程为3770公里,标准座级为88座经济舱,而根据美国有关限制条款,支线飞机的座位数不能超过76个,最大起飞重量不超过39010公斤。MRJ90的起飞重量和座位数都已超出限制,从这个角度来看,MRJ70才是该系列飞机进军美国市场的拳头产品。

MRJ70飞机全经济舱布局为76座,重量40.2吨,航程3740公里。对于三菱公司来说,如何通过设计改进使飞机符合上述条款的要求,是MRJ70顺利进入美国市场的关键。业界认为,如果MRJ70能够满足起飞重量要求的话,航程预计将在3090公里左右,通过后续改进,航程还有望再加长。

目前,项目研制团队正在研究如何在不改变飞机外部尺寸的前提下,增加MRJ70的座位数。MRJ70总长33.4米,比35.8米长的MRJ90短2.4米,现在公司还没有对其尺寸进行更改的计划,只是以不同的方式来使用,如单舱布局可以容纳76个座位,共19排,每排间距78.74厘米。鉴于美国运营商更喜欢运营两舱布局的飞机,MRJ70的标准两舱布局为商务舱9座,座椅排距91.44厘米,经济舱60座,座椅排距只有76.2厘米。但无论如何,对于三菱公司来说,在经过MRJ90项目的磨砺之后,未来MRJ70的研制会轻松一些。目前,两架用于飞行测试的MRJ70已经开始总装,由于MRJ90和MRJ70的通用性很高,未来可以在同一条装配线上生产这两个型别的飞机。

从市场竞争的角度来看,巴航工业和庞巴迪都有相应的产品与MRJ70竞争。其中,巴航工业上一代E170与MRJ70的尺寸、航程最为接近,但巴航工业新一代E2系列飞机中并没有推出E170的后继机型。如今,巴航工业已与波音成立了合资公司,未来波音势必会帮助巴航工业让更多的E2系列飞机进入美国市场,这对于MRJ是一个严峻的考验。

另一个竞争对手庞巴迪,其CRJ900的航程及尺寸与MRJ70接近,但座位数更多。如今,C系列飞机已经“入编”空客,未来C系列飛机的总装也将在美国进行。在空客的支持下,庞巴迪将有更多的精力对被忽视已久的CRJ系列飞机进行改进,再加上CRJ系列飞机良好的市场口碑,更加大了MRJ70想要争夺市场份额的难度。

与中国的ARJ21飞机背靠庞大的本土市场不同,日本国内市场对支线飞机的需求十分有限,MRJ想要获得市场成功,从一开始就必须进入残酷的全球市场进行搏杀。能否顺利进入美国市场并获得较好的口碑,对于MRJ项目来说,将是比取证更为严峻的考验。

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