《中国试飞》首度披露歼20试飞内情

以下摘自《中国试飞》,图片来源：航空工业。

这个封面很有意思

第四代战斗机研制在中国首次采用验证机试飞，进行飞机平台系统及隐身设计关键技术验证和型号方案设计风险释放。整个型号工程采取边研制、边试飞的原则，能力渐进提升，批次增量交付部队。这就使得试飞工作只能采取总体规划，分阶段与设计研制工作并行交替，逐步推进。

由于该型号新机研制过程正处在国家军队重大改革和武器装备研制管理重大变革时期，要在近似实战环境等条件下充分检验装备性能指标及其边界条件，兼顾考核装备作战与保障效能，加之采用新而复杂的核心技术和关键系统，这就对型号试飞，在基于能力的性能试飞总体规划、试飞技术、研保条件、队伍建设、安全高效推进以及向使用试飞拓展方面提出了更多更高的要求。

为此，试飞院未雨绸缪，预先做了一系列有效的技改准备，诸如过失速机动特性试飞条件建设，结构完整性试飞测量系统建设，矢量推力发动机试车台建设，隐身特性动态测试评估系统建设，光电综合测量系统建设，多目标综合安全监控系统建设，数字化协同平台建设以及试飞场务保障设施建设等等。这些措施显著提高了试飞效率和试飞安全，确保了歼20飞机试飞任务顺利推进，为实现中国三代机向四代机试飞能力的跨越提供了条件保障。

由于歼20采用许多全新技术，诸如隐身、武器内埋等，这些技术都需要前期验证，在此背景牵引下，空军决定先投产验证机，通过科研试飞，重点验证平台性能、结构完整性、总体环境、隐身及武器内埋，兼顾控制操稳和飞机系统等方面的关键新技术，评估总体方案的可行性，获取设计所需的试验数据，暴露飞机平台设计的缺陷和问题，为歼20飞机A状态冻结和优化提供参考，这是所有三代机设计前所未有的。

歼20验证机设计采用新的气动与结构布局，具有内埋式武器弹舱和高隐身性能等特点。其试飞内容新，技术难度大。为了能够更好地完成试飞任务，在试飞准备阶段需开展验证机试飞技术攻关课题研究。

首先对试飞测试实行了一体化设计改装。试飞总师田福礼介绍：传统的改装工作模式一般将改装划分为两个阶段：第一阶段是架内改装，第二阶段是架外改装。改装工作与主机厂所的飞机研发流程之间是一种串行关系。验证机的测试加改装要求用数字一体化方式进行设计，即机载测试系统政装与飞机研制同设计、同制造、同实施，改装工作与飞机研制工作并行展开首开试飞测试一体化设计改先河。

2009年3月，正式启动歼20验证机试飞测试一体化改装工作，试飞院成立测试改装团队，亲临飞机研制厂所开展改装设计及跟产等工作。

数字一体化设计改装方法相对于传统测试改装方法是个重大进步，首次应用数字化电气设计平台，使用基于数据库的先进的数字化电气设计平台，结合三维设计模块，通过软件接口进行两个设计平台间的数据交流，完成原理图、电路图、线图、三维线束建模等工作，井自动生成接线表、物料表等报表。整个项目的相关数据通过专用平台进行管理，同时使用其他办公软件做到无纸化设计。该平台在国内是首次应用到飞机电气设计领域，主机厂所之前均未使用过，对该平台的应用处于探索接触阶段。全新的飞机加之全新的设计工具导致大量的反复迭代，最终设计流程的确认几乎是试错试出来，倾注了改装设计团队大量的心血及时间。

测试改装一体化不同于以往主要以飞机实体为基础的工作方式，而是要求全部设计工作在数字样机上开展，既不依赖实体样机也不需等待原型机生产制造完成，打破了传统的试验机“架内”和“架外”测试改装的概念。在飞机设计和制造阶段进行测试系成，就是说在数字样机上开展测试加改装设计尽早发现其中的潜在问题和不足之处，并快速修正设计错误、改进设计方案，可减少对实物样机的依赖，并缩短了测试改装周期，提高飞行试验效率。

一体化设计测试改装方法探索了一种适合试飞测试改装的数字化设计方法和工作流程，完成测试系统向飞机设计过程中的集成，保障歼20验证机测试改装工作的顺利进行，同时为新型号研制测试改装设计开创一种新的工作模式和方法。

在首飞仅仅几个月之后的一天，试飞院机务队在滚滚热浪中整齐列队，满怀期待地眺望着天际。当天是绰号为“威龙”的歼20飞机转场来院后的首个飞行日，也是对试飞机务保障团队的第一次“大考”。

歼20新机转场来院后，机务保障团队的每个成员都像上足了发条一样，连续三天，每天围着飞机忙忙碌碌。“这可是真正的新一代飞机啊，咱们一定要倍加小心。”机务人员一边互相提醒着，一边不约而同地戴上鞋套。这种情况在原来的机务维修工作中是从未有过的。原来，从接到歼20飞机机务保障任务的那一天起，机务团队就开始了一系列准备工作，他们赴西南跟产学习；回院后及时总结，伏案编写了大量工作卡片及工作程序，涵盖了飞机地面准备及维护维修的所有环节。为了不想一丁点杂物带上飞机，他们统一定做了套，对飞机的护比对家里的亲人还要细腻。

连续三天，为了实现在良早日放飞歼20飞机的心愿，所有人都在自己的工作岗位上默默奉献，确保飞机在短短三天时间里就达到了可放飞的状态。

当试飞员驾驶歼20飞机呼啸着降落在跑道上，平稳地滑回停机坪时，机务人员的心仍提在嗓子眼；当试飞员在飞行工作卡上写下“良好”二字，并笑着对他们说“飞机状态一切正常”时，大家终于抑制不住心中的狂喜，兴奋得跳了起来。

歼20飞机设计采用了大量新结构、新材料，飞机全新的结荷强度设计必须通过真实的飞行验证，设计团队也急需通过载荷强度飞行试验结果冻结状态结构设计。面对一系列节点要求，试飞团队果断提出“载荷指导设计”理念，再次刷新了中国航空工业飞机研制的理念。

基于歼20飞机技术新、载荷强度难度大、进度紧等特点20飞机载荷强度试飞“党员先锋队”以“敢于第一个吃螃蟹”的胆魄，在飞机结构受载分析、地面载荷校准试验、载荷模型建立、载荷边界试飞方面成功采用了多项新技术，在试飞中发现了xxxx超限、xxxxx上仰等许多设计工作未曾预料的严重载荷状态，并在确保飞行安全的情况下，第一时间为设计团队提供了严重载荷状态的飞机真实受载结果，为后续歼20状态结构更改、状态冻结提供了强有力的技术支撑。

其实，早在2010年，歼20飞机被列上试飞院议事日程，型号管理、空勤和测试人员就开始了地面安全监控系统的研发和建设工作。研发团队通过对各种信息收集梳理，分类细化，以及对关键点集中归纳，将参数判据、故障清单、试飞员手册等内容输入自主开发的专用软件，实现了系统中各对应关系准备，并可方便调用。这套系统首次实现了声光电在设备上的集成;首次实现了对飞机故障趋势的实时监控和预告警;全面实现了试飞监控从数据显示、人工安全监控到智能监控及辅助决策的历史越。“全面监控飞机状态，风险关口向前移”的要求首次在歼20飞机研制试飞过程中彻底落地。

2016年，歼20飞机转场高原，在国际公认海拔最高的固定翼飞机场站开试飞，一面鲜红的“党员先锋队”旗帜猎猎飘扬。高原环境恶劣，经常前一刻是温暖如春的阳光普照，下刻就是大寒风乃至雨着冰電。更糟的是，因为空气稀，飞机发动机动力性能下降。受着高原反应带来的折磨，“党员先锋队”队员们拼抢“时间窗”，对飞机辅助动力系统展开高原验证并大成功，再次创造了奇迹。

在飞机载荷校准试验中首次采用液压协调加载系统，大幅提高了载荷校准量级，提高了载荷测量精度，解决了歼20飞机复合材料结构多、梁多、机载荷测量等难题;首次在载荷与校准试验中采用六自由度静定支持与约束技术，解决了试验载荷量级增大时飞机约束难的问题，保证了试验安全;首次在载荷校准试验中使机翼等部件校准载荷达限制载荷的30％以上；采用多点校准数据进行载荷建模，显著提高了载荷模型精度；设计了外倾全动双垂尾试验方法，专门研制了载荷校准试验台架，首次对外倾全动双垂尾进行了载荷校准及飞行实测。同时载荷强度试飞结果表明飞机结构强度及温度的测量值未超出设计所给定的范围。歼20验证机结构载荷为歼20验证机状态冻结和A型机定型提供了有力的技术支持。

针对颤振气动伺服弹性试飞，试飞院通过跟踪、了解、对比国内外模态参数识别领域的最新发展，结合飞行颤振试验数据处理的实际工程需求，首次在颤振试飞数据处理中采用了最先进的数据分析技术，解决了大噪声、模态密集情况下的模态参数辨识难题，实现了宽频带内多模态的同时识别，大幅度提高了颤振试飞数据分析效率，申报的“固定翼飞机颤振试飞综合数据分析技术”成果，获得航空工业集团科学技术三等奖，为歼20飞机A状态振试飞数据分析技术定了基础。

针对验证机噪声测量，试飞院首次研制一套具有自主知识产权的内埋武器舱声载荷测试系统，形成了新的声载荷试飞方法，突破了传统的试飞技术瓶颈;国内率先用某频响修正技术，解决了声压传感器高频段测试精度低的难题;研制了专用配件和形成了传感器粘贴安装新工艺，解决了安装和传感器报废率高的难题；建立了基于数值模拟结果的传感器布局方案优化技术，并得到试飞结果验证，获得了航空工业科技成果奖。

验证机进气道与发动机相容性试飞在国内四代机首次开展，所采用的进气道流场总压变测量与进气道改装方案、形成双发两侧进气式战斗机试飞方法，对后续的歼20飞机进/发相容性试飞具有重要的参考价值，获取的试飞数据不仅摸清了验证机进气道性能及其特性，而且为后续研制四代机进气道优化改进提供了重要试验支撑。

成功地进行了红外隐身验证。在该验证机上的关键技术验证，取得了相关经验，同时也暴露了理论仿真与实际条件下的异同点，给予了我们相应的启示，是我国隐身战机研制史上的又一创举，为后续的改进与拓展提供了宝贵的数据及视频资料。

2019年10月13日，在庆祝人民空军成立70周年航空开放日活动上，空军新闻发言人介绍，歼20飞机已经列阵人民空军“王牌部队”。

歼20的成功，让中国真正跨进世界航空大国的行列。由此成为继美国之后，又一个装备本国研制生产第四代战斗机的国家。