试 飞 -沙长安-第1章

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　　主讲人简介：　
　　沙长安：毕业于西北工业大学飞机设计专业，后来分配到中国飞行试验研究院从事飞机颤振、振动飞行试验研究。　
　　现任中国飞行试验研究院院长，国家两种先进飞机的试飞总指。2002年在莫斯科航展上曾亲自驾驶米格…29和苏…30飞机进行飞行表演。　
　　主讲内容：　
　　非常高兴有机会向大家介绍我们飞机研制过程当中的一个重要环节飞行试验。大家知道，今年是人类飞行一百周年，是非常有意义的一件事情，也是二十世纪的一项非常有影响的发明。我下面就把飞行试验的一些情况向大家做个介绍。　
　　试飞实际上我们讲的是飞行试验，它是在真实的飞行环境条件下，对新研制的飞机的系统进行各种试验研究的一个总称，通常我们把飞机的飞行试验叫做试飞。从飞机研制开始，试飞就伴之而来，这个试飞主要有这么几个目的：一个是探索航空的一些未知领域；另外是验证航空的新理论、新技术还有比较常见的是对研制出来的飞机进行鉴定、评估；再有就是检查、分析和排除重大的故障和缺陷；最后就是形成飞行员的手册和飞机的维护手册。　
　　我给大家说说试飞员和飞行员有什么差别，试飞员和飞行员的区别是什么呢？一般的飞行员驾驶的是经过试飞鉴定以后合格的飞机，而且在规定的使用包线范围内进行飞行。而试飞员驾驶的是新研制，全新的飞机，每一次的试飞都可能充满了各种风险，可以说他们是和平年代离死神最近的人。　
　　最后我简要地介绍一下飞行试验技术的未来发展，飞行试验技术的发展，它始终要围绕着飞机的研制来进行的。当前高新技术的一些发展，像第四代战斗机，第五代战斗机，它有非常突出的一些特点，发动机采用矢量推力的技术，超音速巡航，高机动性和高敏捷等等这些，这是一种下面发展的趋势。　
　　回首人类航空百年的发展历程，飞行试验可以说起到了不可替代的作用，它为人类成功地飞行做出了突出的贡献，可以说试飞铺就了通天大道，它就会帮助人类飞得更高，更快、更远、更安全。　
　　《试　飞》　（全文）　
　　各位领导、各位同学、大家好，非常高兴有机会向大家介绍，我们飞机研制过程当中的一个重要环节，飞行试验。大家知道，今年是人类飞行一百周年，是非常有意义的一件事情，也是二十一世纪的一项非常有影响的发明。我下面就把飞行试验的一些情况向大家做个介绍。　
　　我介绍的第一部分叫试飞铺就通天路。这试飞实际上我们讲的是飞行试验，是在真实的飞行环境条件下，对新研制的飞机的系统，发动机等等，以及一些新的理论，新的技术方面等进行各种试验研究的一个总称，通常我们把飞机的飞行试验叫做试飞。　
　　从飞机研制开始，试飞就伴之而来，那么莱特兄弟在他们之前也有一些试飞的尝试，可以这么讲任何一种新飞机从设计制造出来以后，都必须经过充分地试飞，才能够变得成熟可靠，才能够安全。有些同学可能问了，这试飞的目的是不是把飞机能够飞起来，它不单单是这样的，这个试飞主要有这么几个目的：一个是探索航空的一些未知领域；另外是验证航空的新理论、新技术还有比较常见的是对研制出来的飞机进行鉴定、评估；你是不是达到了当时提出的设计的要求，一些指标，比方说军用飞机有战术技术指标的要求，是不是达到这个要求民用飞机，它的适航性怎么样，要进行一些评估、鉴定；再有就是检查、分析和排除重大的故障和缺陷。因为新研制出来的飞机，可能会有很多大家没有认识到的问题或者会在飞行试验当中暴露出来，通过飞行试验找出这个问题，然后设计部门，技术人员大家再解决这个问题，解决以后再去验证，要做这个工作，通过飞行试验还有一个很重要的目的，就是最后有形成飞行员的手册和飞机的维护手册。比如我们的飞机交到民航，交给军队，怎么飞，它有个手册，就相当于使用说明书，这个通过试飞摸索了很多东西拿到的。　
　　那么试飞的分类有这么几种：一个就是鉴定试飞，就是新型的飞机，新型的发动机和机器的设备进行考核鉴定试飞的。还有一种是演示验证试飞，另外一种是研究性试飞。那么讲到试飞，我在这里说明，其实能用试飞这个词还有其他的几种情况。比方说这个工厂生产的飞机，不管是像国外也好，国内也好，生产的飞机，它生产出来以后，它必须要进行一些飞行的检查，才能够交给用户，这也叫试飞。再有就是飞机交到用户手上以后，特别是交到部队上的军用飞机，怎么样把这个飞机的性能发挥出来。怎么样进行战术技术的演练，训练，这中间也有试飞，就是别人没做过的，也有试飞。那是出厂的检查验收性的试飞了和到了部队那种试飞，和我前面讲的三个试飞不太一样，本质上差别就是后两种试飞都是经过前面的试飞鉴定成熟的飞机，而前面的飞机是没人飞过的。包括一些演示技术是没人做过的，这里有本质上的差别，那么可靠性就不太一样了。我重点讲的还是飞机研制出来的或者新技术方面的试飞。　
　　鉴定试飞就是检查飞机的一些试飞的指标是不是达到要求，同时最大限度地暴露飞机存在的缺陷，所以我们在进行鉴定试飞，有的叫定型试飞，这个过程当中呢，能够发现飞机系统各方面的问题，实际上对飞机的研制是一个很大的贡献，如果试飞过程当中，如果发现不了问题，那么它交到部队之后，在部队暴露问题，在民航暴露问题，那个时候可不单单是一架飞机了，是一批飞机都要停产。　还有飞机用起来是可以的，但它维护起来可能不方便，对于作战飞机来讲，那战士出动时间不能作战时间半天准备不起来，贻误战机，这是鉴定试飞。演示鉴定试飞就是对于重大的一些航空技术，它应用性的方面就是说已经有了，我们通过验证以后，能不能应用于这个型号的飞机研制过程当中，应用飞机方面的一些技术，这实际上在飞机研制设计当中是非常关键的一些技术。　
　　再一个就是研究性的试飞，这主要是根据我们航空技术发展的需要，针对一些正在研究的而且我们尚没有完全认识到的和掌握的一些重大的技术。比方说我们下面讲这个无人飞机，更先进的飞机，那么前期就要进行一些飞行的研究，不能把飞机做出来了，好多东西到时候再去试。这些是要做的工作。那么研究性飞机具有非常强的研究性和探索性。这是研究性试飞。　
　　我简要地介绍一下试飞的特点。试飞的特点主要有这么几项：一个是高技术，它的的确确是个高科技的一项工作。第二个高风险，这个大家比较好理解。第三点是高投入。第四个是探索性很强。第五就是试验的周期相对比较长。当然还有一个第六，它特别神秘。因为凡是投入试飞的这些新型飞机都是用户，不管是民航还是部队，都是手上没有的飞机。由于它的周期长的，比方三年、五年、八年，那么就意味着未来的装备现在正在进行试验，所以从航空爱好者也好，或者是有其他想法的人也好，它可能都会非常关心，试飞试验进展的情况。还有情况就是你试飞怎么试，飞这种飞机的人那么危险，那些人是什么样子，有些人说你们试飞员是什么样子？个子有多高？他们吃什么？都关心这件事儿，咱们宇航员大家很关心，那么这几个特点我简要做一下介绍。　
　　高科技之所以它是高科技的一项工作，因为它涉及到了很多学科，主要的学科有传统的学科。比方说空气动力、飞行力学，还有测试等方面，再有就是现代的一些飞行技术，现在飞机越来越先进，它运用了大量的现代科学技术，微电子，激光，信息技术等等，还有一些是综合性的一些学科。一些技术比方说气动结构的耦合，一些推进系统，飞行性能和飞行的控制，飞行的安全，和作战效能可靠性和维护性等等，一些综合技术的学科。　
　　高风险应该说是试飞区别于所有其他飞行当中最突出的一个特点，有人讲，搞试飞是第一个吃螃蟹的人，这个话是一点都不假，一架飞机在地面做了大量试验，能不能第一次飞就很成功，飞上去能不能安全地落下来，这个谁也不敢说百分之百没问题。因为各有各个方面的系统，它的可靠性，它必须试飞。　
　　因此飞行试验的风险的确是非常高，它的风险主要来源这么几个方面；一个就是航空飞行器本身的一些特点，比方在空中飞，它发动机就可能停了，特别是第一次上去，它停了以后，又不能停下来修，还有就是系统方面的，再一个新产品，新系统，新部件包括采用一些新的技术带来的风险，这个新实际上就意味着的有潜在的风险，那么如何化解这个风险，把这个新变成一种有效的可用的一种技术，这些是通过飞行试验来进行的。另外飞行试验一个非常突出的；在风险方面更突出的就是飞行边界。大家知道，这个飞机有一个飞行范围，我们飞行技术专业角度讲就是飞行包线，在一定的范围之内飞行，这个飞机如果从军用飞机来讲，做为一个战斗机来讲，从作战的使用来说，希望它有非常大的飞行范围，比方说它飞得很慢，飞得比汽车还慢。我在俄罗斯见到它们的飞行，的的确确看着它那个转弯半径非常小，我就问它的试飞员，我说这个转弯半径有多大。他说我是在绕着一个铅笔在转，就是这样，那么它的机动性就非常好，但新设计出来的飞机不可能飞得这么好，所以说这个飞机不可能飞到？比方说我飞的最低速度飞到200公里，最高要飞到1400公里。飞机新出来以后，不会在两边去飞，只能在中间飞，在中间飞安全了以后，我再往两边的速度不断地在逼近，把这个包线再扩，因此这个飞行试验，它始终是在边界飞行，每一次飞行都是在新的边界往外飞。举个例子，就像摸电一样，大家都说电能把人电死，但并不是多大的电流，多大的电压都能电死，那么现在有科学仪器来测试，我说试飞相当于原来没有，你要去摸，一摸没事记一个数据，再摸有点麻记个数据就是这样的，可能下一次摸你电着了，就是这么一个风险，它始终在边界飞行，这个是非常危险的。同时还有新技术、新领域的一些探索，一些风险。再一个就是飞行环境造成的一些风险，我们要试各种极端的一些环境，高温、高寒、包括雨，有些会对飞行的安全带来一些影响。　
　　讲到风险我给大家说一个笑话，也是一名试飞员告诉我的。当时他当飞行员的时候，他母亲给他写了封信，就是教育儿子到了部队一定要好好工作，好好服役，这个是第一个要求。第二，你当了飞行员了，千万不要逞能，一定要飞得低点儿，飞得慢一点，大家想飞低、飞慢实际上这个风险就在加大，在高空出了问题还有一定的高度去处置。这个风险，外界可能并不了解，但实际上试飞的风险是比较大。　
　　这个照片，大家可以看到，能不能哪个同学猜到这是什么飞机？这是我们试飞中发生的，咱们国家研制的“飞豹”飞机，在试飞的过程当中，我们都发现飞机振动很厉害，速度并不大，发现有折断的，其他有振坏的，很奇怪，这个飞机的速度从设计的速度和最后验证的速度，比出问题时候的速度要大得多，那什么原因，它没法飞了，就不好说了。当时驾驶这个飞机的试飞员是黄炳新，很多朋友都知道，中央军委授予的三名试飞英雄之一。国家的功勋试飞员，现在是中国飞行试验院的副院长，他是这个“飞豹”飞机的首席试飞员，在试这个飞机过程当中，就是在高空，我们当时编制的飞行任务单，从8000米到5000米高，3000米，这三个高度从高空往下试，实际上在8000米的时候试的时候飞机已经振动得非常厉害，可以说一般人是忍受不了的，但是这个黄英雄确实是非常了不起的。他只是说，我当时在通话的时候问他当时的情况，他说是振动比较厉害，接着下降到5000米来做试验，5000米问他情况的时候，他就说要爆了，无法忍受，那这个词无法忍受对每个人的感受肯定是不一样的，每个人的忍耐程度，感受是不一样的。然后我让他马上返航，从飞机落地的时候，我是拿着望远镜来看，我并不知道这件事情，他也没报告，落地看的时候就突然发现飞机后面没有方向舵。这个方向舵是比较大的一个部件，大概我看下面的宽度会有这么大，好几米长，那个轴就这么粗，没有了。然后就非常紧张了，赶紧我们一些同事开抢险车冲过去，这个飞机落到跑道，我们的跑道是六、七十米宽的跑道，飞机落下去以后，已经离跑道边缘只有几米，轮胎已经爆掉了，就是因为发生了一种叫做“嗡鸣”的一种振动，使得这个部件在几秒钟之内全部振掉了。他在回来的时候飞机操纵已经很难操纵了，少了一个重要的操纵面，那么落地以后，当时有侧风，飞机就往跑道边偏，他非常沉着，通过刹车来调整，硬是把飞机调整停下来，停了以后刚才说离跑道只有几米，冲出跑道可能会发生不堪设想的后果，这个轮胎已经全部爆掉了，整个跑道全是黑印。把飞机救下来了，他实际上已经19次在空中试验遇到重大险情，可以说几乎每一次他都可以放弃跳伞，但都把飞机救下来了。这是我们的试飞员，到后面我还要讲，他一个人为国家挽回的损失十几亿。非常优秀的试飞员。　
　　试飞还有一个高投入，这个高投入大家可能不太好想像。像从国外的统计表明，轻型飞机的试飞费用占整个飞机研制费用的30％左右，这个是比较大的一份儿。飞机的探索性，就是飞行试验的探索性，就是我刚才给大家讲到的，我们在新机试飞中，比方说对飞机的飞行控制，颤振稳定裕度进行验证，飞行载荷的扩展，这方面飞机的扩展都有探索性，它的探索性确实是非常强，有些探索性不一定涉及到风险，有些危险就非常大。在这方面要全面考虑各种条件，各种约束因素，循序渐进来进行分析。　
　　这个试验的周期长，也是飞行试验的一个特点。有些同志太了解，这个飞机设计没有花几年，制造不长时间，你们怎么飞那么多年。大家可以看这张表，最后一行，我们那个“飞豹”飞机，交到了部队服役之前，我们飞了八年，这八年基本是没白天，没晚上在飞行。为什么会时间长，当然和技术有关系，技术水平不高，测试能力弱等，使这个飞行的时间会加长，同时它特有的一种客观规律，使得飞行时间就会比较长。美国的F…16用了四年的时间，但大家看后面一行，它是投了9架试验机，F…18，五年的时间，完成了试飞，投了8架，法国的“阵风”用了11年，投了五架。那么我们这一块儿，就是一般情况，咱们也是用四、五架飞机来投入，投一架飞机价值是非常高的。　
　　再一个飞行试验过程当中遇到的一些问题。比如说刚才的方向舵飞掉了，方向舵今天飞掉了，可不是明天你装上就能飞，它得进行研究。有些故障几天就排除了，有的故障半年甚至一年排除不了。这整个周期就拖下来了，我们在“飞豹”飞机的试飞过程当中，这八年的时间当中，平均十八分钟我们遇到一次问题。所以在试飞当中遇到的问题越多，实际上对这个型号的研制越有利，暴露问题越