如花绽放 中国军用飞机的研制全过程（二）

  以普及兵器科技知识，提高中国全民国防观念，为实现国防现代化，特别是武器现代化服务为办刊宗旨，面向...

  设计定型阶段的定型机与正式装备的飞机已经没有大的差异，试飞工作主要是对与作战有关的成品性能和技术指标进行检测验证，这个试飞阶段称为鉴定试飞或者是定型试飞。定型试飞主要是全面的验证产品是不是达到设计标准的要求，样机将按照试飞大纲的指标和规划的试验步骤，按照标准分阶段验证飞机、发动机、机载成品和电子设备和性能，评价飞机气动、动力和机载设备的配套性和兼容性，并且通过战术和武器试验来评估飞机作战能力的标准，并将试验飞行取得的数据与计划书和技术指标规划进行比对。

  定型试飞阶段已不需要在机上安装大量测试设备，飞机将按照设计的基本要求安装全部的机载设备和系统，飞机的结构和成品类型也全部符合装备标准，与正式产品完全一致。因此将这样技术标准的试验机称为——全状态。

  全状态样机的技术标准主要是针对飞机本身的技术特征，并不代表飞机上装备的成品或其它设备的标准，比如早期国内航空电子设备发展速度比机体要慢，就常常会出现全状态飞机缺装重要成品的问题。这时，全状态飞机缺装成品时往往需要对鉴定标准做调整，比如用现有的成品雷达或发动机替代计划中的先进产品，目的是首先完成设计指标鉴定试飞的过程，然后再通过对专项成品装机的补充试验保证飞机设计的基本要求的全面性。

  全状态飞机的鉴定试飞是设计定型阶段的代表性标志，这个状态的飞机意味着型号结构和气动设计已经满足规定的要求，全状态样机也是为生产型飞机的生产进行基础性准备工作。全状态样机在完成基本科目试验后如果没再次出现大的问题，那么飞机的设计就能进入技术冻结的状态，飞机的设计图纸、工装、型架的设计和成品选择方案将会确认，不出现新的需要则冻结后的技术状态不再会发生大的变化。

  全状态样机的试验工作不单单是对飞机本身的技术和战术性能做试验，同时也将依据使用保障的需要调整飞机随机系统的设计，完善配套的地面维护保障、检测系统和随机工具的适用性，并根据飞机试验中的初步经验给出故障间隔和备件储备的基本数据。

  ■如果飞机本身已经是很成熟的技术平台，在项目过程中可直接在成熟平台基础上发展以设计的基本要求为标准的全状态样机。图为中国以伊尔-76为平台研制的空警-2000预警机

  全状态样机接续原型机，一般是全新生产的机型。如果飞机本身已经是很成熟的技术平台，在项目过程中可完全跳过原型机阶段，直接发展全状态样机。直接发展全状态军用飞机大多数都用在现役飞机的改进型，空中加油、电子对抗和预警等大型特种飞机因为使用成熟平台，因此在样机标准上往往也是立即进入全状态标准。特种飞机原型机的技术标准主要根据飞机达到的技术状态，飞机上安装的成品和设备是依赖机体平台的标准而存在，判断全状态与否需要看飞机平台自身的设计的基本要求而不是机上装的设备。

  全状态样机在完成试飞规划中的科目试飞和试验项目后，试飞/试验结果和数据符合项目任务书的指标要求，飞机没有大的遗留问题时就可以提出设计定型的审核要求。

  全状态样机在完成试验项目后就进入小批量试生产阶段，原型机和全状态样机由试飞单位使用和掌握，小批量试生产飞机将交付最终用户使用。使用用户将依据需求标准对试生产型进行全面的考核鉴定，鉴定试飞除检验生产型能否达到试飞中取得的指标外，还应该要依据飞机性能研究战术方式和作战方案，以及编制飞行训练与作战的有关标准与手册。试生产型主要为用户更好的提供熟悉飞机和培训维护保障体系的条件，部队也能够准确的通过使用中存在的问题向科研系统提供反馈意见，由科研单位做补充修改。

  小批生产型的验证试飞是部队按使用标准对飞机进行最后检验的步骤，通过检验可以弥补科研系统和使用单位在设计上存在的偏差，纠正早期设计和试验上存在的不合理和不方便的地方，为完善飞机性能和后续的改进改型提供技术和实践上的依据。小批量生产中的检验和促进效果很明显，根据葛文墉同志《飞行札记》一书中关于歼-8试用过程的回忆文章记载：歼-8提高滚转性能、低空大表速稳定性的改进依据都是由使用单位反馈，航炮射击吞烟试验也是在小批交付后由部队飞行员进行。国内曾经出现过因设计单位缺乏使用经验导致的问题，如某机先进雷达武器系统已经通过定型试飞的标准，但在部队试用中却不足以满足实际战术使用上的要求，依据理论的操作方式在实际使用上不足以满足战术指标的要求。

  试生产阶段的飞机在使用部门实践验证过程中暴露出问题后，设计和生产单位在处理问题并完成技术调整后，完成生产准备和生产的基本工艺的技术冻结，完善飞机和机载设备与成品的生产线建设，完成飞机部件和整体的结构寿命试验工作，建立能够保证飞机批量稳定生产和装备的生产体系，该机型就可以向上级提出进行生产定型的鉴定审核要求。

  验证机是国外已经普遍应用的高效率飞机研制方式，“阵风”A、EAP、X-35都是比较著名的验证机，这些验证机的终端产品就是“阵风”、EF2000和F-35。国外技术验证机的发展类似国内原形机阶段，都是以验证气动和结构作为主要目标，用较低的投资对项目的基础工作进行早期检验和研究。验证机的试验结果能直接促进原型机的发展，即使项目不成功也能够最终靠投资较少的验证机取得经验。验证机作为技术探索项目，其投入比正式项目要少的多，而且也不会占用正式项目研制的时间和资源，是目前先进作战飞机研制过程中经济和技术效率比较突出的方式。

  ■利用成熟平台研制验证机事半功倍。F-16XL验证机尽管在双重任务战斗机的招标中输给了F-15E，但设计和飞行所得的许多结果对下一代战斗机的设计具备极其重大意义。1989~1996年，F-16XL-1重新启封被用于NASA超音速流场和声爆研究。F-16XL-2于1992年启封用于NASA超音速层流控制研究

  验证机的验证目标是无论是气动和控制还是单项先进的技术，都可以尽可能多的选择现有的成品和设备，不需要为新机研制成品，能节约很大部分科研经费和时间。验证机的强度和寿命只需要满足技术验证阶段的基本需要，这样不仅能采用低成本的材料和常规的加工工艺，也可以普遍的使用替代的材料、成品和动力装置，在结构设计理论计算结果可靠时甚至不用制造静力试验机。

  ■正在试飞的俄罗斯T-50原型机，在正式定型之前，它只能以研制单位给予的编号进行试飞

  国外验证机在研制中对性能和成品只有个大致的规划，这样就可以让设计师有更大的自由度，飞机的结构设计和成品的选择也可以借用现役飞机的部件，很多验证机的成品甚至结构都是成熟部件的组合，如F-117的验证机上应用了F-16、F/A-18和A-7等机型的成品，X-31高机动验证机结构上甚至应用了50年代F-86战斗机的设计，先进的外壳下包裹的却是合理拼凑出来的低成本方案。在理论储备较好时，技术验证机的研制和生产所带来的成本很低，国外技术验证机的机体生产所带来的成本并不比同规格实用机高，气动或单项技术验证机的投入只占型号研制的很小部分，但通过验证机却能够得到型号实践积累的80%以上的技术成效。“阵风”A、EAP这些先进战斗机的验证机也都采用了成熟的动力系统，飞机的结构和材料也应用了成熟的低成本技术来实现。验证机整体投入规模并不大，但在科研成果的经济和技术价值上却有无可估量的意义，其提供技术基础对缩短科研时间和降低风险的效果，对高投入的现代战斗机研制更有无可取代的价值。

  中国航空工业近20年来通过内部发展和外部引进的综合手段，使技术水平得到了提高，国外先进的技术的参考和借鉴也获得了后发的优势。随着西方发达国家和俄罗斯在冷战后装备发展的放缓，中国在航空技术装备和成品技术标准上已经大幅度缩小了差距，部分成品和尖端技术已达到了世界较先进的水平，但需要看到很多国内项目的进步都是模仿国外先进产品的成果。航空技术上想青出于蓝必须有深厚的基础技术积累，单纯的模仿和学习可能在表面上表现非常好，但在技术水平和发展的潜在能力上显然无法和原开发国相抗衡。验证机到原型机的过程虽然类似国内原型机到全状态的过程，但因为国内原型机也是在方案规划下设计的产品，因此原型机和全状态的不同阶段有着相同的气动和结构要求，同样需要按照成品和性能指标要求确定整体设计的标准，因此也就没办法取得减少相关成本和提高科研效果的收益，原有科研过程在技术更新速度迅速提高的今天已经不能够满足实际的需要。

  加强低成本的先进的技术验证机的系统开发和试验工作，是建立中国自己的先进航空技术科研体系的有效措施，不但可以在一定程度上促进相关装备型号的发展和装备技术的进步，更可以通过对基础科研的探索提高航空发展的潜在能力和技术人员的灵活性。

  中国军用飞机定型包括设计定型和生产定型两个阶段，这两个定型过程的对应阶段并没有一个标准的点来判断，有的型号在没有设计定型前就慢慢的开始小批生产装备，而有的机型则到接近装备才达到生产定型的标准，所以在描述定型标准时主要按照理论上的阶段目标。

  设计定型是当飞机完成规划的飞行试验工作后，由设计/生产单位和军代表提请国家定型审核单位对项目进行验收。设计定型需要科研单位提供项目设计过程的简要说明；飞机完成技术战术指标试验的结果和达到的标准；遗留的问题和解决的措施；提请设计定型需要的相关文件。审核独门根据申请材料的内容和飞机试验过程与结果，在飞机总系统达到（或调整达到）设计指标要求，项目没有重大遗留问题，遗留问题有切实可行的解决措施的情况下，按照项目目标的实现程度选择批准定型或要求科研系统补充试验工作。

  生产定型是当飞机完成小批量生产和装备使用检验后，根据飞机生产线的建设和遗留问题的解决情况，由科研系统报批后由定型审核单位做确定。

  生产定型一定要保证飞机的生产性、维护性、保障设备和随机工具的完整；生产企业的生产线能够完全满足需要的产量和品质要求；生产周期和成品供应条件能够很好的满足规定的批生产标准；飞机的成品、备件、工具和有关技术文件完整；设计定型时的遗留问题都已经全部（或基本）得到解决。经过设计定型阶段的飞机只是证明了产品设计的成功，生产定型的飞机才是真正具备稳定的生产供应能力，成为配套完整、生产稳定、保障可靠的实用型作战装备，整个飞机研制项目生产定型后才算是取得了最终意义上的成功。

  [编后语]本文简单地描述了现代军用飞机研制上的常规步骤，这些过程的描述可以让读者对飞机研制有个基础的认识。随着现代飞机设计技术的发展，电子样机和模拟试验手段的应用慢慢的开始改变传统的飞机设计过程，未来先进战斗机的发展也将会出现新的变化和进步，中国航空工业也会随技术的进步在飞机科研上取得更大的成功。