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第24章 主动控制技术(ACT)预研(7)

根据立项时的要求,整个研制工作进度是比较快的,抓紧建设这样的试验条件与能力迫在眉睫。李明只能凭着坚持、执着、全力以赴、使“不可能”变为“可能”的理念进行顽强的努力。他与飞控实验室的孔祥泰商量,孔祥泰说,必须先制订一份试验任务书说明所需试验条件和试验内容,这样才能有所遵循地开展研究。李明要求他迅速摸清原定为歼8Ⅱ飞机组建的操纵实验室的设计与进展情况。而李明曾为建这个实验室收集过许多资料,但后来因为只搞“技措”项目以应付歼8Ⅱ首飞而放下了。于是,他又将资料找出来,针对歼8ⅡACT飞机三轴数字式电传飞控系统的综合与鉴定试验目的与内容,对实验室的组成、各部分的功能、试验件、各种驱动转台、测试系统以及整个试验测试系统的运行控制、描述被控制对象的各种运动方程(小扰动方程、五自由度和六自由度非线性运动方程及运动参数的联系方程等)、大气数据的标准模型,逐一阐述并提出技术要求。当然要具体量化这些技术要求仍需要做许多深入的工作,而李明当时还担负歼8Ⅲ型飞机的总设计师工作,正为“争三保四”上天而努力。于是找到气动室操稳组的王荣欣一起干,并由她先把已有的论证分析结果形成文件发给实验室的孔祥泰,让他着手同步开展组建工作。不过,王荣欣不久被派去学德语,学完后出国作访问学者并留在联邦德国了,故她只协助了一段时间。孔祥泰也把了解到的原实验室的建设状况向李明做了汇报,主要是组建实验室的经费只剩下土建部分的,再就是还买了建“铁鸟”台的一堆钢材放在试验工厂。李明当即明确表示,试验厂房抓紧盖,又要求操纵室抓紧设计歼8Ⅱ“铁鸟”试验台架。然后,李明采用了双管齐下的办法,一方面向部科技局的金淑慧处长请示,商量可否在每年给601所的预研经费中,拿出一部分用于建设实验室,金处长了解到当时601所试验条件和能力的实际情况后同意了。另一方面,李明又与所长和所内有关部门商量,指出建设这个实验室的必要性和紧迫性,希望把借用原建设操纵实验室的经费尽量调整回来。好在经过研究商量,上下左右都齐心要把这个实验室抓紧建起来。在经费捉襟见肘的情况下,必须贯彻实用、立足于国内而又节俭的原则。比如,“铁鸟”台的焊接由所的试验工厂完成,而不是靠外协加工;焊接后的时效处理则送往重型机器制造厂,以加快进度;座舱的飞行模拟视景由空军二航院的李少奇课题组研制;操纵实验室原有的测试仪器能用的继续使用,必需的才添置;整个试验系统和测试系统运行控制计算机及其软件,由北航宋子善教授的团队研制提供,并为调试使用提供服务;至于协作单位提供的试验设备就更强调质高价低了。由于李明同时在忙歼8Ⅲ飞机型号,实验室的组建施工,设备的安装、验收等,都是所里诸多同志和领导支持努力下完成的,赶在了系统地面综合试验与鉴定试验之前,这个实验室为歼8ⅡACT飞机三轴数字式电传飞控系统验证机计划的完成做出了重大贡献。上级机关诸多领导,“八二工程”和“十一号工程”执行中一些国外官员和工程技术人员来所参观,常常少不了这个参观点。

按照顶层设计,整个验证机计划分为7个互相有一定衔接关系而又高度平行交叉的阶段,即:制订计划和组织实施;验证机总体和系统方案的确定;总体、系统和部件设计;系统和部件研制;飞机改装;飞机和系统地面鉴定试验验证;飞行验证。由于顶层设计严密细致,质量控制严格有效,研制团队又积累了两个纵轴系统的研制与试飞经验,尽管在验证与确认过程中,硬件与软件都出现过一些问题,但很快就能查出原因并排除了。因而各个阶段的研制工作都按计划推进,并且进展比较顺利,再也没有遇到纵轴电传系统研制时要攻关几个月才能解决的问题了。

按照国防科工委预研局的管理要求,将整个计划分为两个大阶段,一是系统研制,二是试飞验证。经费也是按这样两个阶段安排的。明确要求:只有第一阶段研制任务完成,经过评审认为技术攻关已取得突破,且系统相对成熟,才能申请进行试飞验证。这与两个纵轴电传操纵系统项目时的一气呵成有了区别,目的是加强对试飞验证的管理。

ACT预研项目团队于1996年中完成了飞机改装、系统地面鉴定试验和机上地面试验后,即申请进行试飞验证。不久,俄罗斯的技术评审合同也执行完毕。国防科工委计划部汪致远部长和科技委张耀副秘书长以及预研局的主管领导来601所听取了汇报与审查。之后,试飞验证申请获得批准。经过认真准备,歼8ⅡACT三轴数字式电传飞控系统验证机于1996年12月29日实现首飞。到1999年9月21日,完成了3种构型的全部试飞任务,历时2年零9个月。

试飞课目是按国防科工委和中国航空工业总公司(中航总)审查批准的歼8ⅡACT验证机演示验证试飞大纲安排执行的。执行试飞任务的飞行员为空军第一试飞大队的试飞员赵士兵、林学本、毕红军。共试飞49个起落/42小时48分,其中稳定构型22个起落/16小时24分,中立构型19个起落/18小时38分,不稳定构型8个起落/7小时46分。验证试飞的范围与试飞构型有关,稳定构型与中立构型两者的飞行范围基本相同,最大飞行高度为18千米,最大飞行马赫数≥1.8,高度5千米以下的大飞行表速为1100千米/时,高度大于10千米时最大飞行表速≥1100千米/时,最小飞行表速≥280千米/时,最大飞行过载≥6.6,最大飞行迎角≥21度。不稳定构型的试飞范围略小些,最大飞行高度10千米,最大飞行马赫数1.4,最大飞行表速1000千米/时,最大使用过载6.85,最大飞行迎角20度。

试飞员们对飞机的起飞、着陆性能,平飞加、减速性能,迎角与过载限制功能与性能,滚转速率和方向舵限制,飞行边界飞行,控制增稳功能,直接力控制能力,自动驾驶仪功能,以及系统的工作可靠性,逐一给出了较细致全面的评述,而飞行测试记录数据分析,则佐证了试飞员们的意见,表明验证试飞是十分成功的,试飞结果正如试飞员评述的:飞机的稳定性、操纵性和起飞、着陆性能均优于歼8Ⅱ飞机,达到了“静则稳,动则灵”的设计目标。

1999年12月,歼8ⅡACT验证机项目举行了总结大会,23日会议结束时与会代表合影留念。虽然这张照片中是参研团队的代表,但其中有从论证歼8ACT验证机方案时就一起走过来,历经18年,共同拼搏的战友,有自始至终坚持贯彻和推进航空科技发展规划的各级领导,特别是为歼8ⅡACT验证机立项提供支持的各级领导,还有一直热心参与研究、评审和关注ACT项目开发的院校、厂所的老师和工程技术人员,现在其中有些人已离世了,但人们发自内心深深地感谢他们的关心、帮助、支持和共同奋斗。

歼8ⅡACT验证机三轴数字式电传飞控系统是完全依靠国内力量自主开发和完成试飞验证的,系统的总体技术水平与F-16C/D型相当,优于俄罗斯的苏-27的飞控系统。由于歼8ⅡACT验证机于1996年12月29日首飞,并于1999年9月成功完成全部验证试飞任务,因而,也就创造了多项国内第一、国内首创和国内技术领先的成果和业绩。歼8ⅡACT三轴数字式电传飞控系统验证机的研制和试飞演示验证项目于1999年12月通过了总装备部和中国航空工业第一集团公司的评审验收及成果鉴定。并于2000年获国防科工委科技进步奖一等奖,2001年获国家科技进步奖二等奖。

2001年为了庆祝对国家做出重大贡献的科学家钱学森90华诞,决定举行一场学术论坛,要求航空口出一篇论文。顾诵芬给李明打电话,要求以主动控制技术的突破与进展为题,写一篇论文。李明遂和张汝麟商量,联名写了一篇“我国飞机主动控制技术发展与验证”的文章寄出。后来又按要求制成PPT,由张汝麟到大会上作报告。

主动控制技术问世已40年了。现今国内外的第三代战斗机无一不采用主动控制技术和电传操纵,主动控制技术已成为第三代战斗机最显著的技术特征,并且也是第四代战斗机实现过失速机动和火—飞—推综合的重要技术支柱。经过近20年的预研攻关和型号研制,国内的ACT研制队伍已成长壮大,这是一支以中青年为骨干的技术队伍,既能坚持发扬自力更生精神,也有同西方国家和俄罗斯合作的经历,因而是一支博采众长的技术队伍,正是这支队伍,承担和引领着歼10、歼11系列,以及第四代战斗机的飞控系统的不断发展任务。

通过ACT预研,对关键技术攻关,不仅仅掌握了技术,获得了经验,为国争了光,为人民争了气,更重要的是,通过预研攻关使我们对研制一代新机所必须遵循的客观规律,开展创新性预先研究的重要性和必要性,打好新机研制的重要技术基础等的认识大大深化了。第四代战斗机的研制,一开始就认真探讨了这一代新机的主要技术特征,并沉下心来,逐项而又综合地开展预研攻关,2011年×机首飞而为全世界所震撼时,不少人,包括航空人发出了对由“望尘莫及”到“望其项背”跨越的赞叹!这确实是很令国人感到自豪的,但作为航空人,我们还应该清醒地认识到,这仍然是跟踪式的发展模式,真正要做到并驾齐驱,甚至引领发展,还有相当长的路要走。走得快还是慢,取决于是否自主创新地在广泛的基础研究、应用基础研究中找到前进的方向和道路,即找到既能满足未来需求,又能成为支撑研制新一代飞机的前沿技术,并下功夫研究,使之逐步成熟,掌握在手中。

成果已经取得,技术已掌握在手,研制队伍也已成长壮大,但应用到哪个型号上去呢?这个问题摆在了预研团队的面前,按当时的情况,应该用到第三代战斗机上,可供考虑的只有“十一号工程”(按许可证在中国生产的苏-27飞机代号)的国产化方案,那就留到后面写“十一号工程”时再说吧!

注 释

[1].喷气式战斗机的划代是一个学术问题,美国与俄罗斯有不同的划代方法。美国称为第三代的,俄罗斯称为第四代,而美国称为第四代的,俄罗斯称为第五代,技术研发领先的美国战斗机反而“落后于”俄罗斯一代,故从2008年起,美国的学术界与官方就有舆论要求更改划代方法,将原来称为第三代战斗机的改称为第四代战斗机,而原来称为第四代战斗机的F-22、F-35则改称为第五代战斗机。我国本来沿用美国的划代方法,也有改变划代方法的动议,但本文仍按原来的划代方法称呼。

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