试验科学是驱动的原动力

进入21世纪,中国改革开放的成果异彩纷呈,社会进步日新月异,经济总量连年攀升,中国的科技水平、工业化水平迅速成长、不断赶超,今天我们已能与欧美等发达国家站在同一舞台、以同样的感受领略这个时怎么发表展的喜悦和困惑,今天我们也比任何时候都更渴望实现民族复兴和中华崛起.呼唤民族自强、自主创新,已然成为当下中国人从心底发出的最强音,党的十八大更是把创新驱动发展作为一项战略任务和政治要求放在了国家发展全局版图的重要位置.

创新的驱动力何在?站在历史发展的潮头,纵观近代科学技术发展的路径和脉络,从18世纪瓦特发明蒸汽机到19世纪爱迪生建立“发明工厂”,再到20世纪美国耗资42亿美元的原子能研究曼哈顿计划,走在创新道路上的先驱们不断用事实告诉我们：创新源于试验.

然而,今天我们所提到的试验已与以往的试验不可同日而语.以飞机为例,过去我国航空发展主要走的是一条引进、测绘、仿制和改型的创新驱动路线,只要飞机的性能没问题,那么我们便不会质疑试验结果的科学性,更不会深究使用的试验手段是否合理,试验方法是否还有改进空间,试验的理念、内容还能否有所完善.因为我们试验的前提是仿制,只是将别人走过的路重复再现而已,从某种意义上说,我们所做的试验是为了验证而不是创新.今天则不同,我国已成功实现了二代机向三代机的跨越,正努力实现从航空大国向航空强国的转型,技术封锁的加剧使得我们“无师可从”、“无本可鉴”,要摆脱困窘就必须自力更生,立足自主创新：试验理论需要开拓,试验技术需要突破,试验方法需要升级,试验手段需要提升.现在一架新机的诞生无不伴随着试验而成长,这些试验包括林林总总的地面试验和空中试验,包括总体的风洞试验、静力试验和飞行试验,包括装机成品和系统的原理试验、样品试验和装机试验,包括各种材料的理化试验、元器件老化和筛选试验等等.如此复杂多样的试验内容加之相伴而生的试验理论、试验手段、试验方法、试验工艺,就构成了驱动中国航空创新发展的试验科学体系.

所谓飞行试验,是在真实大气条件下对飞行器、航空动力装置、机载设备和系统进行的各种试验.从概念到应用,飞行试验贯穿于航空技术和航空产品发展的始终,在此过程中,不管是技术还是产品的新概念探索、演示验证、研制装机及应用使用,其发挥着试验科学不可替代的作用.

在概念阶段要进行研究和探索性试飞.例如：我们通过变稳飞机研究飞行品质特别是人机闭环特性,利用综合空中飞行模拟试验机研究电传飞机进场着陆控制律及无人机控制技术,利用歼八试验机研究发动机的电调控制技术,利用歼教七研究三角翼飞机的失速/尾旋特性,利用雷达电子试验机研究新型雷达的空中工作性能和软件参数调试等.通过这样的试验,突破和发展了我国大量航空应用技术,而且使得这些技术在飞行试验中认识不断深化、技术不断成熟.

在演示验证阶段要进行样机功能和性能摸底试飞.为了更好地发挥飞行试验的支撑和引领作用,中国飞行试验研究院自主研制了多种专用试验设备及试验机以适应飞行力学、航空动力、航空电子、航空测试以及救生系统等试飞研究的需要.

比如上世纪自建天线试验场开始了我国机载产品、飞机的雷电电击试验；研制了我国第一架空中弹射救生技术试验机,先后开展了30余项弹射救生系统的实况试验；研制了发动机飞行试验台,先后承担了十多种航空发动机及导弹用发动机的试飞验证和专题研究；另外还研制了我国首架微重力试验机,加装了燃油补偿系统和密封电瓶系统,进行了燃/滑油试车台原理性试验、发动机失重状态模拟试车,以及燃、滑油补偿系统发动机联合试车等.在此基础上,通过失重摸索和训练,实现抛物线飞行千余次,达到了试验目标,超过当时美国同类试验机的失重记录,为中国航天事业的发展做出了有益探索.

在产品研制阶段要进行整机性能试验和装机适应性试验.一型新机、一种新型机载设备,只有将其放到真实大气中通过一系列的飞行试验和严格考核,才能把模型推向产品和应用,才能最终将研制的飞机和设备推向市场；同时,飞行试验也是发现和解决新机在设计、生产和制造中各种问题并使之得以改进和提高的重要环节.如红专502是我国自行研制的第一个机种,上世纪60年代初在试飞院进行“通天”考验时,发现飞机右偏、发动机汽缸头温度过低、滑油性能差、左右油箱耗油不均等四大问题,经过多次性能试验和“空中启动”试验,找到了飞机设计存在的缺陷,经设计改进后得到解决,整机顺利完成鉴定.

半个多世纪来,我国先后完成了自主研发的多种飞机、发动机、机载设备的国家级鉴定试飞和适航审定试飞任务,从初教六的首战告捷到歼七、歼八系列的“三机定型”,从歼十飞机的横空出世到新支线的华丽首飞,我国依靠飞行试验解决了新机研制中大量的设计和工艺问题,确保了我国一批批新机型号的设计定型、合格审定和批量投产,展示了试验科学的亮丽风采.

在应用使用阶段要进行任务试飞、合成演练试飞等.飞机是空中任务的执行者又是复杂的操纵体,要在各种情况下完成任务拦截或任务攻击,如何灵活使用,如何占据有利位置对飞机使用者来说非常重要,这需要不断地练习和熟悉,需要进行多种检测想情况的模拟和试验.

可以说,中国航空最近50年的发展史,就是一部从跟踪仿制走向自主创新的励志史.也是试验科学在我国航空等工程实践中大放异彩、屡建奇功的光荣史.它在科学概念和技术应用之间架起了一座桥梁,使科学技术得以快速转化为生产力,符合现代科技发展的客观规律和应用规律,我们有理由坚信它也将在我国自主创新的舞台上绽放出更加夺目的光彩! ※