來源： 中國科技網(wǎng)

   科技專論

   進入二十一世紀(jì)，中國改革開放的成果異彩紛呈，社會進步日新月異，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、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)略這個時代發(fā)展的喜悅和困惑，今天我們也比任何時候都更渴望實現(xiàn)民族復(fù)興的崇高理想和中華崛起的偉大抱負(fù)。呼喚民族自強、自主創(chuàng)新，已然成為當(dāng)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(qū)動發(fā)展作為一項戰(zhàn)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(qū)動力何在？站在歷史發(fā)展的潮頭，縱觀近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的路徑和脈絡(luò)，從十八世紀(jì)瓦特發(fā)明蒸汽機到十九世紀(jì)愛迪生建立“發(fā)明工廠”，再到二十世紀(jì)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(qū)們不斷用事實告訴我們：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。以飛機為例，過去我國航空發(fā)展主要走的是一條引進、測繪、仿制和改型的創(chuàng)新驅(qū)動路線，只要飛機的性能沒有問題，那么我們便不會去質(zhì)疑試驗結(jié)果的科學(xué)性，更不會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空間，試驗的理念、內(nèi)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的，我們只是將別人走過的路重復(fù)再現(xiàn)而已，從某種意義上來說，我們所做的試驗是為了驗證而不是創(chuàng)新。今天不同，我國已成功實現(xiàn)了二代機向三代機的跨越，正在努力實現(xiàn)從航空大國向航空強國的轉(zhuǎn)型，技術(shù)封鎖的加劇使得我們“無師可從”“無本可鑒”，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(xiàn)在一架新機的誕生無不伴隨著試驗而成長，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(tǒng)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(fù)雜多樣的試驗內(nèi)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(gòu)成了驅(qū)動中國航空創(chuàng)新發(fā)展的試驗科學(xué)體系。

   試驗科學(xué)何以成為驅(qū)動創(chuàng)新的原動力？作為試驗科學(xué)的一個重要分支，中國飛行試驗研究院（簡稱試飛院）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，是在真實大氣條件下對飛行器、航空動力裝置、機載設(shè)備和系統(tǒng)進行的各種試驗。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(shù)十項系統(tǒng)所進行地飛行考核，在考核中發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、攻克問題、不斷改進，最后使其成為性能優(yōu)越、戰(zhàn)技優(yōu)良、用戶喜歡的產(chǎn)品的過程，是一場航空產(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(yīng)用過程。  

   從概念到應(yīng)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(yīng)用使用，飛行試驗都發(fā)揮著試驗科學(xué)不可替代的作用。

   在概念階段要進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)幾乎無一不是經(jīng)過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大迎角機動到2000年的X-32飛控技術(shù)研究，從2003年的X-37無人作戰(zhàn)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(biāo)準(zhǔn)的YF-12/XB-70/NF-104，至今這種探索性研究和試飛還在繼續(xù)。

   我國的飛行試驗情況也是如此，例如：試飛院通過變穩(wěn)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場著陸控制律、研究無人機控制技術(shù)，利用殲八試驗機研究發(fā)動機的電調(diào)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(shù)調(diào)試等，通過這樣的試驗，突破和發(fā)展了我國大量航空應(yīng)用技術(shù)，而且使得這些技術(shù)在飛行試驗中認(rèn)識不斷深化、技術(shù)不斷成熟。

   在演示驗證階段要進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用試驗設(shè)備及試驗機以適應(yīng)飛行力學(xué)、航空動力、航空電子、航空測試以及救生系統(tǒng)等試飛研究的需要。比如：在上世紀(jì)自建天線試驗場開始了我國機載產(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，先后開展了三十余項彈射救生系統(tǒng)的實況試驗；研制了發(fā)動機飛行試驗臺，先后承擔(dān)了十多種航空發(fā)動機及導(dǎo)彈用發(fā)動機的試飛驗證和專題研究；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(tǒng)和密封電瓶系統(tǒng)，進行了燃/滑油試車臺原理性試驗、發(fā)動機失重狀態(tài)模擬試車，以及燃、滑油補償系統(tǒng)發(fā)動機聯(lián)合試車等，在此基礎(chǔ)上，通過失重摸索和訓(xùn)練，實現(xiàn)拋物線飛行一千余次，達到了試驗?zāi)繕?biāo)，超過當(dāng)時美國同類試驗機的失重記錄，為中國航天事業(yè)的發(fā)展做出了有益探索。

   為了提高過硬的試飛本領(lǐng)，試飛院還自主研發(fā)了我國兩代變穩(wěn)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(tǒng)的等效系統(tǒng)擬配技術(shù)、時間延遲準(zhǔn)則、桿力靈敏度和操縱協(xié)調(diào)準(zhǔn)則、飛機穩(wěn)定裕度判據(jù)、橫向跟蹤準(zhǔn)則、人機閉環(huán)準(zhǔn)則和駕駛員誘發(fā)振蕩等試飛技術(shù)，解決了我國三代戰(zhàn)斗機試飛的大量技術(shù)問題。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展預(yù)先研究，突破了最小離地速度、中斷起飛、最大能量剎車、帶冰型飛機性能試飛和自然結(jié)冰、決策速度、最小操縱速度、高平尾失速特性、高速特性、結(jié)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(xù)新支線客機的適航試飛儲備了技術(shù)力量。

   在產(chǎn)品研制階段要進行整機性能試驗和裝機適應(yīng)性試驗。一型新機、一種新型機載設(shè)備，如果不通過飛行試驗，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，只有將其放到真實大氣中通過一系列的飛行試驗和嚴(yán)格考核，才能把模型推向產(chǎn)品和應(yīng)用，才能最終將研制的飛機和設(shè)備推向市場；同時，飛行試驗也是發(fā)現(xiàn)和解決新機在設(shè)計、生產(chǎn)和制造中各種問題并使之得到改進和提高的重要環(huán)節(jié)。這就是飛行試驗的作用，這就是試驗科學(xué)的魅力。紅專502是我國自行研制的第一個機種，上世紀(jì)六十年代初正式在試飛院揭開“通天”考驗的序幕。試飛中發(fā)現(xiàn)飛機右偏、發(fā)動機汽缸頭溫度過低、滑油性能差、左右油箱耗油不均等四大問題，經(jīng)過多次性能試驗和“空中啟動”試驗，找到了飛機設(shè)計存在的缺陷，經(jīng)設(shè)計改進后得到了解決，整機順利完成鑒定。五十多年來，我國先后完成了自研的多種飛機、發(fā)動機、機載設(shè)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(zhàn)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(shè)計和工藝問題，確保了我國一批批新機型號的設(shè)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(yīng)用使用階段要進行任務(wù)試飛、合成演練試飛等。飛機是空中任務(wù)的執(zhí)行者又是復(fù)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(jù)有利位置對飛機使用者來說非常重要，這需要不斷的練習(xí)和熟悉，需要進行多種假想情況的模擬和試驗。飛機在現(xiàn)代戰(zhàn)爭體系中又是一個網(wǎng)點，除了網(wǎng)點內(nèi)機群與機群之間、機群內(nèi)飛機與飛機之間的編隊、攻擊等協(xié)同外，還要和網(wǎng)點外的其它作戰(zhàn)資源進行調(diào)度和協(xié)同，這使得投入任務(wù)之前的訓(xùn)練和試驗顯得異常復(fù)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，是一個不斷挑戰(zhàn)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(jì)的競爭是以知識經(jīng)濟為中心，以創(chuàng)新能力為基礎(chǔ)，以全球為競技場的競爭。知識經(jīng)濟時代需要人們不斷地闡明未被前人所認(rèn)識的問題，不斷地提出創(chuàng)造性解決問題的辦法，不斷地進行知識創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新和服務(wù)創(chuàng)新。創(chuàng)新是民族進步的靈魂，是國家興旺發(fā)達的不竭動力。建設(shè)創(chuàng)新型國家，真正實現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，迫切需要進一步加快國家創(chuàng)新體系建設(shè)，要圍繞戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)需求部署創(chuàng)新鏈，大力推進基礎(chǔ)前沿研究，加強先導(dǎo)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(xiàn)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)系未來長遠(yuǎn)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(yīng)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(zhàn)略必爭領(lǐng)域力爭在尖端技術(shù)層面取得先導(dǎo)性成果。很顯然，建設(shè)以基礎(chǔ)前沿研究為先導(dǎo)、以戰(zhàn)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(zhàn)的必然選擇，是新世紀(jì)競爭的制高點，是我國實現(xiàn)經(jīng)濟增長方式和經(jīng)濟運行體制兩個根本性轉(zhuǎn)變的必然途徑，也是貫徹“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”戰(zhàn)略的重大舉措。試驗科學(xué)已在我國航空等工程實踐中大放異彩、屢建奇功，它在科學(xué)概念和技術(shù)應(yīng)用之間架起了一座橋梁，它使科學(xué)技術(shù)得以快速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，它符合現(xiàn)代科技發(fā)展的客觀規(guī)律和應(yīng)用規(guī)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）