挑战试飞科研之巅

杜春江　贺　丽　李晓红

在三秦大地有这样一个神秘的机构，它就是中国飞行试验研究院(以下简称试飞院)，是中国唯一的经国家授权的军民用飞机、航空发动机、机载设备等航空产品国家级鉴定试飞机构，被国家商检局定为“飞机适航认可试验室”。

国际政治、军事、经济的竞争，产生了对世界一流军／民用飞行器永不枯竭的强大需求。一种航空装备从研制到投入使用，“飞行研究，验证”和“飞行发展／鉴定”是重要的环节。前者是新型号飞机设计研制的科学／技术基础，后者则是研制结果技战术指标的重要验证和鉴定。任何一种航空装备只有经过了这些验证，方能得到为其颁发的放行“绿卡”。因此，世界上各航空发达国家都不惜花费巨资，建设规模庞大、专业齐全的飞行试验研究机构。

目前，世界上真正拥有完整试飞机构的国家只有美、俄、英、法和中国。中国飞行试验研究院于1959年4月15日在西安阎良正式挂牌成立。从那时起，该院便与中国新研制的飞行器结下了不解之缘，担当了具有国家性质的研究性试飞和型号设计定型试飞的重任。

试飞院·民族航空起飞线

20世纪60年代至70年代，也是试飞院建院初期最艰苦的时期。中国航空工业仅处于测绘仿制阶段，试飞技术也处于起步练兵和逐步掌握基本飞行试验技术阶段。当时用的测量仪器是自记器、光学示波器，数据处理完全靠人工用样板度量、查校准曲线、译成物理量——即人工译码。计算工具多用计算尺和手摇计算机、模拟计算机真空管和晶体管数字计算机。如此落后的仪器和条件，试飞院却完成了歼6飞机的首次飞行试验。1960年1月26日上午10时35分，由试飞员王金生驾驶歼6(0855号)机首飞成功，以此拉开了中国型号试飞的序幕。

20世纪60年代初，苏联撤走所有航空技术专家，襁褓中的中国航空工业遭受沉重打击。不乏有质疑者提出，新中国百废待兴，航空技术落后，苏联专家的撤走，试飞事业恐怕就此搁浅了。而事实上，经过中国航空工作者4年多的努力，被誉为“争气机”的歼5甲型歼击机终于制造出来，并成功完成了首次试验飞行。滑俊等空军试飞员与试飞科研人员携手顽强拼搏，在科研设备严重缺乏的条件下，排除重大故障130多起，经过1年的努力就完成了对该机诸多的试飞测试工作，通过了国家定型鉴定，并迅速批量生产装备部队。歼5甲成为中国名副其实的“争气机”。

中国试飞院的技术人员与试飞员并肩战斗，从零开始，不断摸索，相继进行了初教6、歼5甲、歼6、强5、青6、歼7、歼教5、歼8、歼6Ⅲ、歼7Ⅰ、轰6、水轰5、直6等13个型号飞机的试飞任务。

在对初教6飞机(又称红专502)进行定型试飞时，发现了四大问题，即右偏、发动机气缸头温度过低、滑油性能差、左右油箱耗油不均等。最终攻下难题全面完成了该机的定型试飞。

强5飞机，是中国自行设计、生产的第一种喷气式强击机。在试飞中科研人员首次较系统地摸索出了综合特性线法、高度选择法、“沿升限”飞行的数据处理原则，给出了可靠的试飞结果。

歼8飞机，是中国自行研制的第一种高空、高速歼击机。该机于1969年7月开始设计定型试飞，王昂等中国首批试飞英雄曾参与了该机的设计定型试飞。

20世纪70年代中后期，中国在民机、直升机试飞领域取得了突破性进展。试飞院先后完成了运7、运8系列飞机的设计定型试飞，并在民机小速度飞行试验技术方面取得了一定进展。1972至1977年，试飞院历时5年完成了直6的设计定型试飞，掌握了涡轴发动机类直升机的飞行试验技术。1979至1980年，试飞院又相继完成了直5滑跑起飞试验、爬升、下降状态气动修正量的试飞，直5地面效应和自转下降试飞，该项目的研究为确定进入自转安全高度、最小下降率和最大下滑距离及对应空速、升阻比和旋翼升阻比等提供了重要依据。

20世纪80年代初至90年代中期，根据国家和中央军委的战略部署，试飞院开始对歼7Ⅲ、歼8Ⅱ和歼教7三种新机同时定型试飞，被称为“三大战役”，历时3年。在“三大战役”中，试飞员仅处置“空中停车”的重大险情，竟达160多次。试飞英雄黄炳新飞出中国最具代表性的歼8Ⅱ战机的最大速度、最小速度、最高升限等10个“中国之最”。

之后就是完成歼7Ⅲ、歼8Ⅱ和歼教7，以及加油工程和歼轰7的定型试飞。在把歼7改型为歼教7高速教练机的试飞中，曾解决了座舱空调系统制冷能力不够导致座舱温度过高和飞机大过载纵向振荡两项重大问题，排除了100多起其他故障。

试飞院对歼8Ⅱ进行了飞机基本性能等17类验证试飞，发生故障上百起，有相当多的故障是来自新装机的设备成品。为缩短试飞周期，试飞院首次采用综合试飞方法，提高试飞效率，动用8个机种、11架飞机作为试验机、目标机和空中摄影机，同时，在试飞中除气动激波修正量测量采用光学示波器外，其他课题均采用骊山系统进行机载测试和地面实时监控，并采用大容量计算机进行二次数据处理和计算。从定型试飞角度看，歼8Ⅱ飞机的定型试飞是当时试飞院测量参数最多、试飞科目最多的机种之一。

“飞豹”是中国自主研制的串座型超声速歼击轰炸机。从1988至1997年完成试飞大纲所规定的内容，历时8年多，是试飞院新机定型试飞中飞行时间最长、起落数最多、需定型试飞的新成品最多的一个机种。在该机的试飞中，累计发生故障近2000次。试飞院先后解决了该机较大的侧滑与坡度；跨声速、超声速振动；前轮摆震；燃油系统空中漏油；进气道蒙皮裂纹；起落架断裂等14项重大问题。在“飞豹”试飞中，许多成品的适应性试飞是直接在原型机上进行的，其中随机定型的Ⅲ类、Ⅳ类成品就多达156项。这不但在中国是首次，就是在国外也是绝无仅有的。

20世纪90年代中后期，歼10飞机的试飞是中国试飞技术发展史上的重要里程碑，是中国自行设计研制的电传操纵新一代战斗机。对该机的试飞具有技术新、难度大、风险高、时间紧、任务重等特点。

2003年11月16日，试飞英雄李中华在驾驶歼10进行“低空大表速”试飞时，创造了中国飞机最快的飞行速度新纪录。通过歼10试飞，中国突破了人机闭环飞行品质等30余项专业试飞重大课题。应用了包括变稳飞机、雷达电子试验机在内的一批先进的试验研究机，建设了试飞测试、颤振激励等一批先进试飞设施，培养了一批专业试飞人才，特别是一支优秀的试飞员队伍。从此试飞技术进入了跨越式发展阶段。

在此期间，试飞院还在民机试飞领域取得了一系列新的突破。按CCAR-25部，完成了对运7H，500、运7-200B，运7-200A等飞机的性能合格审定试飞，首次突破最小离地速

度、中断起飞、最大能量刹车，带冰型飞机性能试飞和自然结冰性能试飞等高难风险科目的试飞，填补了该领域的空白，为民机适航试飞奠定了技术基础。

ARJ21飞机是中国首次按照民航适航条例进行适航取证的飞机，起点高、难度大，其中还包括失速、空中停车再启动、结冰等高难度、高风险科目。2008年11月23日，试飞院3名试飞员驾驶APJ21－700进行了首飞，向新的民机试飞领域发起冲击。

50年·试飞技术的飞跃

试飞院建院50年来，见证了中国航空试飞事业从无到有，由小变大的艰辛历程。先后承担了中国新机和改型机90％以上的试验任务，完成了36种飞机、28种发动机、1500余项机载设备的国家级鉴定试飞和适航审定试飞任务。在预研方面，先后完成1300余项专题研究，获得科技成果1000余项，其中国家科技进步奖40余项。

随着新概念、新技术、新材料、新系统的应用和试飞技术的飞速发展，试飞院在人机闭环飞行品质、飞控稳定裕度、大迎角限制边界、电传模型自由飞、气动伺服弹性、低空超声速和突防速度飞行、最小着陆滑跑距离、数传导航、微波着陆、各种新型炸弹和导弹的投射等技术方面都取得了重大突破。

50年来，试飞院完成了空中对接技术，变稳机技术；模型自由飞技术；三角翼战机尾旋试飞；民用飞机的失速试飞技术，以及现代战机强度、颤振、低空大表速、大迎角、高空大M数、空中弹射试验等一系列重大试飞技术难关。许多试飞技术已跃上世界先进水平，具备了与航空大国抗衡的能力。当代尖子试飞员能在苏－27、苏－30、米格-29、米格-31、“幻影”2000等先进战机上进行尾旋试飞，可以完成如“眼镜蛇”、钩子机动、赫伯斯特之弧无半径回转等超常规机动。

填补中国空中加油飞行试验技术空白的是由轰6和歼8Ⅱ飞机实现的。随后又完成了空中加油功能验证试飞、成品设计定型试飞，终于圆满完成了中国空中加油工程技术试飞。

经过50年的不断发展，中国试飞院在试飞人才、试飞技术、试验方法手段以及基础设施建设等领域都实现了飞跃。目前试飞院拥有60米宽、3400米长的两条跑道。具有微波着陆等导航设备，已经建成雷达情报自动化数据链和指挥引导系统，大大提高了飞行调度的准确性和保障效率，已由原来同时保障6～8架飞机飞行提高到能同时保障20架以上飞机的飞行，实现了多目标引导和混合场次试飞。

中国自行研制和集成的ADAS和GDAS，把中国试飞测试水平提高了一个很大的台阶，达到了国际先进水平。单架飞机地面监控和实时数据处理参数达2000个。单机试飞监控画面约60幅。许多重要参数指标，如飞控和颤振／ASE指标可地面实时计算，这些对于保障试飞安全，提高试飞效率发挥了重要作用。同时，在仿真技术领域，试飞院在中国研制成功了第一个操纵系统“铁鸟台”和座舱飞行模拟器、第一个大球幕、点光源视景的空战飞行模拟器、第一台具有航电显控功能的6自由度飞行品质模拟器等，开创了中国仿真研究的先河。

为适应中国航空飞行力学、航空动力、航空电子以及救生系统试飞研究的需要，试飞院组织科研力量自主研制了多架中国唯一的专用试验机。

其中失重试验机是试飞院自主研制的亚洲第一架具有微重力状态试验机，代号“红5号”。试飞院通过失重摸索飞行和训练，实现3项过载在±0.2g以内，失重时间41.9秒，超过当时美国的最高失重纪录。失重试验机的改装，成功地完成了第一批航天员的训练任务。随后，该机还承担了大量航天试验任务，为中国航天事业的发展做出了重要贡献。

两代变稳飞机。BW-1是试飞院自主研制的中国第一架电传操纵的纵向变稳试验机。它为中国飞行品质研究、试飞技术攻关、试飞员培训等做出了重要贡献。该机采用的全权限数字式电传变稳系统、数字式目标跟踪显示系统、测控保安系统和地面监控报警系统等均属国内首创。在此基础上，1997年试飞院又成功研制了具有三轴变稳能力的综合空中模拟试验机IFSTA，为歼10等新机空中飞行模拟技术、飞行试验能力、预先研究能力和试飞员培训等做出了重要贡献。

从1996年开始，试飞院又自主研制歼教6高速弹射试验机，在中国首次实现高速和机动状态下的座椅弹射试验，包括大下沉率和倒飞弹射试验，为歼10弹射系统研制和验证提供了保证。

发动机飞行试验机。是试飞院自行研制的中国最早的发动机飞行试验空中试车台。该试验机1976年12月首次用于科研试飞，曾先后用于6种机型13个课题共计10多种航空发动机及导弹的试飞验证。

目前，试飞院拥有127个专业，几乎涵盖航空所有专业。拥有专业技术人员2000多人，高级工程师以上的科技骨干有900多名，其中航空金奖获得者2名、国家级专家2名、省部级专家20名、64人享受政府特殊津贴。涌现出王昂、滑俊、黄炳新、李中华4位中国家喻户晓的试飞英雄，打造出李中华、张景亭、徐勇凌3名国际试飞员；培养了航空金奖获得者周自全、张克荣，国家级有突出贡献的专家周自全、马祝林等一大批航空试飞技术精英。同时，试飞院培养的以国际试飞员为代表的第三代试飞员，不但能参与新型战机的研制，还具有在试飞中善于发现飞机设计中深层次的问题，并提出改进意见的能力。

世界航空科技发展迅猛，中国航空科技必须奋起直追，面对新的挑战和日益激烈的市场竞争，试飞院有勇气也有实力创造新的辉煌，为中国航空事业筑起钢铁长城，并在航空史上继续书写更加浓重的一笔。

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飞行试验就是在真实的飞行环境条件下，对飞机、航空发动机及机载设备进行的各种试验，是一项探索、验证和研究的系统工程。飞机试飞的目的是验证理论和地面试验的结果，鉴定设计指标、适航性和使用性能。飞机的设计和地面试验都是在理论设计和模拟条件下进行的，因此需要通过试飞实验得以验证。

飞行试验包括飞行试飞与飞行试验两大部分。

飞行试飞按性质和任务可分为研究性试飞、调整试飞、定型试飞、使用试飞、出厂试飞和验收试飞等。1、研究性试飞：为验证某项基础理论和技术，研究实验室内不能解决的复杂技术问题而进行的试飞，包括用试验研究机的研究试飞和一般试验机的专题试飞。2、调整试飞：又称发展试飞。通常在调整试飞之前新型发动机和各种机载设备已在定型的飞机上做过试飞，定型后才能装到新型飞机上。3、定型试飞：又称鉴定试飞。在调整试飞后全面鉴定新型飞机是否达到设计技术指标，考核其飞行性能、可靠性和调整试飞时所采取的各种措施的可行性，决定是否可投入成批生产。4、使用试飞：在实际使用条件下为投入航线或服役做准备而进行的试飞。其目的在于进一步评定飞机及其装备的使用性能和可靠性，确定飞行员训练要求、地面维护要求和外场保障设备。为使试验具有代表性，通常需用10～20架飞机试飞。5、出厂试飞：分为抽查试飞和交货试飞。前者是从批生产中按比例抽出一些飞机做特定科目试飞，以检查这批飞机是否稳定地达到设计指标；后者考核每架飞机的生产质量。6、验收试飞：使用部门根据合同规定检验飞机和机载装备的性能与质量的试飞，由使用部门派代表到制造厂实施。成批生产的飞机一般只做出厂试飞和验收试飞。

飞行试验依据试飞性质和试验机的种类不同而各异。原型机定型试飞的主要项目和方法包括：1、座椅的评定：评定座椅的安置是否能使飞行员安全、有效、舒适地工作。2、仪表的校准试验：分析确定空速管静压系统的位置误差和大气温度系统的恢复系数。3、飞行品质(静态和动态)试验：包括飞机稳定性、操纵性、机动性和与失速有关的试验。4、性能试验：根据飞机设计性能确定最佳的飞行参数，包括最大速度、最小速度、爬升、航程、航时、升限、机动飞行和起飞着陆性能等试验。试验在各种高度和速度情况下进行。5、尾旋试验：通过试验摸清进入尾旋的条件，确定尾旋的模型，找出改出尾旋的方法，弄清尾旋中发动机和飞机的状态以及在尾旋中高度陡降的情况。6、颤振试验：确定飞机在各种使用状态下是否存在颤振现象，或是否具有充分的衰减特性。7、飞行载荷试验：按设计条件进行试飞，以鉴定设计载荷。将测定值与强度试验和强度计算的结果对照以鉴定其安全性。8、发动机试验：鉴定在飞行状态下，发动机的工作性能和对飞机的适应性。测量推力和燃油消耗量，试验发动机的加速、减速、进气道与发动机的匹配和空中起动性能以及发动机的操纵性等。9、机载设备试验：包括通信、导航、控制和生命保障系统等试验。军用飞机需要进行武器和火控系统试验。

责任编辑京勉