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   科技專(zhuān)論

   進(jìn)入二十一世紀，中國改革開(kāi)放的成果異彩紛呈，社會(huì )進(jìn)步日新月異，經(jīng)濟總量連年攀升，中國的科技水平、工業(yè)化水平迅速成長(cháng)、不斷趕超，今天我們已能與歐美等發(fā)達國家站在同一舞臺、以同樣的感受領(lǐng)略這個(gè)時(shí)代發(fā)展的喜悅和困惑，今天我們也比任何時(shí)候都更渴望實(shí)現民族復興的崇高理想和中華崛起的偉大抱負。呼喚民族自強、自主創(chuàng )新，已然成為當下中國人從心底發(fā)出的最強音，黨的十八大更是把創(chuàng )新驅動(dòng)發(fā)展作為一項戰略任務(wù)和政治要求放在了國家發(fā)展全局版圖的重要地位。

   創(chuàng )新源于試驗

   創(chuàng )新的驅動(dòng)力何在？站在歷史發(fā)展的潮頭，縱觀(guān)近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的路徑和脈絡(luò )，從十八世紀瓦特發(fā)明蒸汽機到十九世紀愛(ài)迪生建立“發(fā)明工廠(chǎng)”，再到二十世紀美國耗資四十二億美元的原子能研究曼哈頓計劃，走在創(chuàng )新道路上的先驅們不斷用事實(shí)告訴我們：創(chuàng )新源于試驗。然而，今天我們所提到的試驗已與以往的試驗不可同日而語(yǔ)。以飛機為例，過(guò)去我國航空發(fā)展主要走的是一條引進(jìn)、測繪、仿制和改型的創(chuàng )新驅動(dòng)路線(xiàn)，只要飛機的性能沒(méi)有問(wèn)題，那么我們便不會(huì )去質(zhì)疑試驗結果的科學(xué)性，更不會(huì )去深究我們使用的試驗手段是否合理，試驗方法是否還有改進(jìn)空間，試驗的理念、內容還能不能有所完善，因為我們試驗的前提是建立在飛機是仿制出來(lái)的，我們只是將別人走過(guò)的路重復再現而已，從某種意義上來(lái)說(shuō)，我們所做的試驗是為了驗證而不是創(chuàng )新。今天不同，我國已成功實(shí)現了二代機向三代機的跨越，正在努力實(shí)現從航空大國向航空強國的轉型，技術(shù)封鎖的加劇使得我們“無(wú)師可從”“無(wú)本可鑒”，要擺脫困窘就必須自力更生、立足自主創(chuàng )新，試驗理論需要開(kāi)拓，試驗技術(shù)需要突破，試驗方法需要升級，試驗手段需要提升，現在一架新機的誕生無(wú)不伴隨著(zhù)試驗而成長(cháng)，這些試驗包括林林總總的地面試驗和空中試驗，包括總體的風(fēng)洞試驗、靜力試驗和飛行試驗，包括裝機成品和系統的原理試驗、樣品試驗和裝機試驗，包括各種材料的理化試驗、元器件老化和篩選試驗等等，如此復雜多樣的試驗內容加之相伴而生的試驗理論、試驗手段、試驗方法、試驗工藝，就構成了驅動(dòng)中國航空創(chuàng )新發(fā)展的試驗科學(xué)體系。

   試驗科學(xué)何以成為驅動(dòng)創(chuàng )新的原動(dòng)力？作為試驗科學(xué)的一個(gè)重要分支，中國飛行試驗研究院（簡(jiǎn)稱(chēng)試飛院）用其五十多年的奮斗歷程向世人詮釋了試驗科學(xué)之于創(chuàng )新的意義。

   飛行試驗在航空產(chǎn)品研發(fā)中的作用不可替代

   所謂飛行試驗，是在真實(shí)大氣條件下對飛行器、航空動(dòng)力裝置、機載設備和系統進(jìn)行的各種試驗。就航空裝備研制而言，這些試驗是按照試飛大綱對航空產(chǎn)品的性能、操縱性、強度、顫振、航空電子、機載武器、環(huán)控救生等數十項系統所進(jìn)行地飛行考核，在考核中發(fā)現問(wèn)題、研究問(wèn)題、攻克問(wèn)題、不斷改進(jìn)，最后使其成為性能優(yōu)越、戰技優(yōu)良、用戶(hù)喜歡的產(chǎn)品的過(guò)程，是一場(chǎng)航空產(chǎn)品從“丑小鴨”到“白天鵝”的華麗蛻變；就航空技術(shù)研究而言，這些試驗使用科學(xué)的方法、程序和原則去揭示試驗對象的特性和應用過(guò)程。  

   從概念到應用，飛行試驗貫穿于航空技術(shù)和航空產(chǎn)品發(fā)展的始終，在此過(guò)程中，不管是技術(shù)還是產(chǎn)品的新概念探索、演示驗證、研制裝機、應用使用，飛行試驗都發(fā)揮著(zhù)試驗科學(xué)不可替代的作用。

   在概念階段要進(jìn)行研究和探索性試飛。眾所周知，美國許多重大的航空新技術(shù)幾乎無(wú)一不是經(jīng)過(guò)飛行試驗研究和試飛驗證而取得的。從1947年的X-1突破音障到1951年的X-5變后掠翼飛行，從1960年的X-18傾斜翼到1984年的X-29前掠翼飛機，從1990年的X-31大迎角機動(dòng)到2000年的X-32飛控技術(shù)研究，從2003年的X-37無(wú)人作戰試驗機到今天的探索新飛行方式的X-51高超聲速研究機、探索新一代軍用機標準的YF-12/XB-70/NF-104，至今這種探索性研究和試飛還在繼續。

   我國的飛行試驗情況也是如此，例如：試飛院通過(guò)變穩飛機研究飛行品質(zhì)特別是人機閉環(huán)特性，利用綜合空中飛行模擬試驗機研究電傳飛機進(jìn)場(chǎng)著(zhù)陸控制律、研究無(wú)人機控制技術(shù)，利用殲八試驗機研究發(fā)動(dòng)機的電調控制技術(shù)，利用殲教七研究三角翼飛機的失速/尾旋特性，利用雷達電子試驗機研究新型雷達的空中工作性能和軟件參數調試等，通過(guò)這樣的試驗，突破和發(fā)展了我國大量航空應用技術(shù)，而且使得這些技術(shù)在飛行試驗中認識不斷深化、技術(shù)不斷成熟。

   在演示驗證階段要進(jìn)行樣機功能和性能摸底試飛。為了更好地發(fā)揮飛行試驗的支撐和引領(lǐng)作用，試飛院自主研制了多種專(zhuān)用試驗設備及試驗機以適應飛行力學(xué)、航空動(dòng)力、航空電子、航空測試以及救生系統等試飛研究的需要。比如：在上世紀自建天線(xiàn)試驗場(chǎng)開(kāi)始了我國機載產(chǎn)品、飛機的雷電電擊試驗；研制了我國第一架空中彈射救生技術(shù)試驗機，先后開(kāi)展了三十余項彈射救生系統的實(shí)況試驗；研制了發(fā)動(dòng)機飛行試驗臺，先后承擔了十多種航空發(fā)動(dòng)機及導彈用發(fā)動(dòng)機的試飛驗證和專(zhuān)題研究；另外還研制了我國首架微重力試驗機，加裝了燃油補償系統和密封電瓶系統，進(jìn)行了燃/滑油試車(chē)臺原理性試驗、發(fā)動(dòng)機失重狀態(tài)模擬試車(chē)，以及燃、滑油補償系統發(fā)動(dòng)機聯(lián)合試車(chē)等，在此基礎上，通過(guò)失重摸索和訓練，實(shí)現拋物線(xiàn)飛行一千余次，達到了試驗目標，超過(guò)當時(shí)美國同類(lèi)試驗機的失重記錄，為中國航天事業(yè)的發(fā)展做出了有益探索。

   為了提高過(guò)硬的試飛本領(lǐng)，試飛院還自主研發(fā)了我國兩代變穩機，借助該機全面掌握了電傳飛機的飛行品質(zhì)試飛技術(shù)，特別是高階系統的等效系統擬配技術(shù)、時(shí)間延遲準則、桿力靈敏度和操縱協(xié)調準則、飛機穩定裕度判據、橫向跟蹤準則、人機閉環(huán)準則和駕駛員誘發(fā)振蕩等試飛技術(shù)，解決了我國三代戰斗機試飛的大量技術(shù)問(wèn)題。除此之外，為了掌握民機試飛關(guān)鍵技術(shù)，我國借助于已有資源開(kāi)展預先研究，突破了最小離地速度、中斷起飛、最大能量剎車(chē)、帶冰型飛機性能試飛和自然結冰、決策速度、最小操縱速度、高平尾失速特性、高速特性、結冰特性、配平特性等高難風(fēng)險科目的試飛技術(shù)和方法，為后續新支線(xiàn)客機的適航試飛儲備了技術(shù)力量。

   在產(chǎn)品研制階段要進(jìn)行整機性能試驗和裝機適應性試驗。一型新機、一種新型機載設備，如果不通過(guò)飛行試驗，即使它的理論計算再精確，地面試驗再充分，都只能是地面上的飛機模型而不是藍天上的飛行器，只有將其放到真實(shí)大氣中通過(guò)一系列的飛行試驗和嚴格考核，才能把模型推向產(chǎn)品和應用，才能最終將研制的飛機和設備推向市場(chǎng)；同時(shí)，飛行試驗也是發(fā)現和解決新機在設計、生產(chǎn)和制造中各種問(wèn)題并使之得到改進(jìn)和提高的重要環(huán)節。這就是飛行試驗的作用，這就是試驗科學(xué)的魅力。紅專(zhuān)502是我國自行研制的第一個(gè)機種，上世紀六十年代初正式在試飛院揭開(kāi)“通天”考驗的序幕。試飛中發(fā)現飛機右偏、發(fā)動(dòng)機汽缸頭溫度過(guò)低、滑油性能差、左右油箱耗油不均等四大問(wèn)題，經(jīng)過(guò)多次性能試驗和“空中啟動(dòng)”試驗，找到了飛機設計存在的缺陷，經(jīng)設計改進(jìn)后得到了解決，整機順利完成鑒定。五十多年來(lái)，我國先后完成了自研的多種飛機、發(fā)動(dòng)機、機載設備的國家級鑒定試飛和適航審定試飛任務(wù)，從初教六的首戰告捷到殲七、殲八系列的“三機定型”，從殲十飛機的橫空出世到新支線(xiàn)的華麗首飛，我國依靠飛行試驗解決了新機研制中大量的設計和工藝問(wèn)題，確保了我國一批批新機型號的設計定型、合格審定和批量投產(chǎn)，展示了試驗科學(xué)的亮麗風(fēng)采。

   在應用使用階段要進(jìn)行任務(wù)試飛、合成演練試飛等。飛機是空中任務(wù)的執行者又是復雜的操縱體，要在各種情況下完成任務(wù)攔截或任務(wù)攻擊，如何靈活使用，如何占據有利位置對飛機使用者來(lái)說(shuō)非常重要，這需要不斷的練習和熟悉，需要進(jìn)行多種假想情況的模擬和試驗。飛機在現代戰爭體系中又是一個(gè)網(wǎng)點(diǎn)，除了網(wǎng)點(diǎn)內機群與機群之間、機群內飛機與飛機之間的編隊、攻擊等協(xié)同外，還要和網(wǎng)點(diǎn)外的其它作戰資源進(jìn)行調度和協(xié)同，這使得投入任務(wù)之前的訓練和試驗顯得異常復雜和多樣。

   試驗科學(xué)的新使命

   中國航空最近五十年的發(fā)展史，是一個(gè)不斷挑戰自我、不斷摸索、彰顯試驗科學(xué)魅力的歷史，是一部從跟蹤仿制走向自主創(chuàng )新的勵志史。二十一世紀的競爭是以知識經(jīng)濟為中心，以創(chuàng )新能力為基礎，以全球為競技場(chǎng)的競爭。知識經(jīng)濟時(shí)代需要人們不斷地闡明未被前人所認識的問(wèn)題，不斷地提出創(chuàng )造性解決問(wèn)題的辦法，不斷地進(jìn)行知識創(chuàng )新、技術(shù)創(chuàng )新、產(chǎn)品創(chuàng )新和服務(wù)創(chuàng )新。創(chuàng )新是民族進(jìn)步的靈魂，是國家興旺發(fā)達的不竭動(dòng)力。建設創(chuàng )新型國家，真正實(shí)現創(chuàng )新驅動(dòng)發(fā)展，迫切需要進(jìn)一步加快國家創(chuàng )新體系建設，要圍繞戰略性新興產(chǎn)業(yè)需求部署創(chuàng )新鏈，大力推進(jìn)基礎前沿研究，加強先導領(lǐng)域布局，在物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、信息科學(xué)、地球科學(xué)等可能出現革命性突破的前沿方向力爭在科學(xué)原理層面取得原創(chuàng )性突破，在關(guān)系未來(lái)長(cháng)遠發(fā)展的信息技術(shù)、生物技術(shù)、能源技術(shù)等關(guān)鍵領(lǐng)域力爭在應用研究層面取得重大變革性創(chuàng )新，在關(guān)系國家安全和利益的空天、海洋、網(wǎng)絡(luò )等戰略必爭領(lǐng)域力爭在尖端技術(shù)層面取得先導性成果。很顯然，建設以基礎前沿研究為先導、以戰略產(chǎn)業(yè)為核心突破的國家創(chuàng )新體系已成為我們迎接知識經(jīng)濟挑戰的必然選擇，是新世紀競爭的制高點(diǎn)，是我國實(shí)現經(jīng)濟增長(cháng)方式和經(jīng)濟運行體制兩個(gè)根本性轉變的必然途徑，也是貫徹“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”戰略的重大舉措。試驗科學(xué)已在我國航空等工程實(shí)踐中大放異彩、屢建奇功，它在科學(xué)概念和技術(shù)應用之間架起了一座橋梁，它使科學(xué)技術(shù)得以快速轉化為生產(chǎn)力，它符合現代科技發(fā)展的客觀(guān)規律和應用規律，我們有理由堅信它也將在我國自主創(chuàng )新的舞臺上放射出更加奪目的光彩!（中國飛行試驗研究院 劉選民）