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“大肚子”“大鼻子”有啥用?扒一扒各具特色的飛行試驗機

走近第十三屆中國航展的航空工業展區,撲面而來大量先進的航空科技展品,在這其中有一類影像展品吸引著全世界軍迷愛好者的目光,它們就是用來進行飛行試驗的飛行試驗機,每一架都獨特而神秘。眾所周知,一架航空器在生產、製造出來之後,最重要的一個環節就是飛行試驗,它是在真實的大氣環境下驗證航空器是否符合設計標準的唯一和最終方法。飛行試驗作為航空科技創新研究的“第一正規化”,是航空科技發展過程中的重要環節和必要要素。

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第十三屆中國航展航空工業展臺 把煒攝

在眾多飛行試驗手段當中,有這樣一類特殊的“空中大科學裝置”,那便是各具特色的飛行試驗機,它們有的長著“大肚子”、有的加著“大鼻子”,但無一例外的是,它們都是獨一無二的“試飛寵兒”,透過多年的科技創新,在試驗機領域我國已形成了系列化試驗機平臺。

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流星F8“俯臥駕駛員”實驗機

就航空科技創新而言,飛行試驗機是架通航空科技創新的“空中橋樑”,可以讓新技術、新產品提前接受飛行考核,在考核中發現問題、研究問題、攻克問題、不斷改進,最後使其成為效能優越、指標優良、技術成熟的技術產品,助力航空技術產品順利取得通往藍天的“通行證”。而對於航空以外其他科技領域的科技創新,飛行試驗機則承擔起了“空中實驗室”的職責,為物質科學、生命科學、資訊科學、地球科學等基礎科學研究和前沿技術研究領域創造特殊的實驗條件,提供科學的實驗手段。就拿航展上和試飛功勳園裡擺著的那幾架飛行試驗機來說,它們乾的可都是“驚天動地”的大事!

空中飛行模擬機——一架飛機,多種“性格”

空中飛行模擬試驗機又稱變穩試驗機,可以用一種飛機來模擬不同飛機的“性格”。打個比方,你可以開著變穩試驗機模擬戰鬥機的機動飛行,也可以模擬運輸機的平穩爬升,就像一臺車既可以模擬“寶馬”,也可以模擬“拖拉機”。

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空中飛行模擬機(變穩機)

空中飛行模擬試驗機在我國航空技術的發展歷程中扮演了極其重要的角色,主要用於飛行品質研究、新機空中飛行模擬、先進航空技術研究以及試飛員培訓,是新機首飛及試飛研究、空中演示試驗的重要工具和平臺。在我國62年的航空試飛歷程中,航空工業研製出了兩代空中飛行模擬試驗機,為眾多新機的研製做出了不可取代的貢獻,縮短了預研轉入型號應用的週期,兩代空中飛行模擬試驗機分別榮獲國家科技成果一、二等獎。

推力向量驗證機——過失速機動“首席舞者”

在2018年珠海舉行的中國航展上,推力向量驗證機進行了過失速機動飛行表演,一瞬間吸引了國人的眼球,這是又一個航空試飛技術“法寶”。推力向量驗證機就是透過飛行試驗,驗證飛機發動機氣動特性和結構完整性、飛機與發動機的綜合控制技術、進/發/排匹配特性,摸清飛機大迎角非線性非定常氣動力特性及規律,進一步促進發動機推力向量技術成熟。

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殲10推力向量驗證機 李勇攝

推力向量驗證機,透過推力向量技術飛行演示驗證,在真實飛行環境下進一步驗證了推力向量發動機的功能和效能,驗證和評估大迎角控制律設計效果和過失速機動操縱方法,提升了推力向量發動機技術成熟度,大大降低航空飛行器危險邊界的試飛驗證風險。推力向量驗證機的研製和試驗成功,成為是我國掌握航空發動機領域核心技術的“一員猛將”。

雷達電子試驗機——“站的高才能望的遠”

那架長著“大鼻子”的飛機就是雷達電子試驗機,在它身上試飛中心採用了很多的新技術,創造了多個國內首次。雷達電子試驗機是用來完成機載脈衝多普勒雷達、火控雷達等雷達裝置先期驗證的試驗機。它是對飛機的機頭結構體部件、航空電子產品通風冷卻系統、實時指揮引導系統、測試記錄系統進行了大幅度的改裝,滿足雷達電子系統“站的高”的驗證需求,使雷達系統能夠在本機設計的同時並行開展領先驗證,能夠大大加速了飛機型號研製的速度。

同樣的,作為國內研製的第一架雷達電子試驗機,迄今已完成了我國多種戰鬥機的火控雷達設計定型試飛,在航空電子產品試飛中起到重要的作用。

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諾斯羅普•格魯門公司的試驗機

綜合航電試驗機——大飛機長著“小天線”

綜合航電試驗機從外形上看,渾身上下長著許多的“小天線”。綜合航電試驗機能夠將完整的航電系統加裝在試驗機上,提前進行新研製飛機航電系統綜合功能的除錯、升級、驗證。有效提高航電系統的研製迭代效率,讓新型號飛機直接用上成熟的航電系統。

綜合航電試驗機實現了航電綜合功能驗證目的,是後繼航電系統綜合驗證的關鍵平臺,在它身上航空工業試飛中心積累了航電系統綜合驗證和使用的經驗,形成我國系列化航電試驗機建設的通用標準。

結冰噴水試驗機——試驗機中的“冰神”

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ARJ21-700飛機環球追冰 商飛網站

自2014年ARJ21-700飛機環球追冰後,航空工業試飛中心就提出要建立自己的結冰噴水試驗機,搭建我國人工模擬結冰飛行試驗的平臺。結冰噴水試驗機能夠在一定空間區域模擬產生符合民航標準要求的自然結冰氣象條件,讓被試飛機在此空間區域飛行,從而驗證被試飛機的防除冰效能。

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結冰噴水試驗機

目前,結冰噴水試驗機已經通過了飛行試驗的驗證。透過使用該試驗機,能夠直接加快各類運輸類飛機的自然結冰飛行試驗過程,降低自然結冰試驗的風險,對於我國後續運輸類飛機型號以及民用飛機型號的定型以及適航審定自然結冰試驗都具有直接的促進作用。

失重試驗機——不出大氣層也能“失重”

失重試驗機利用飛機的拋物線機動飛行產生微重力和低重力環境,是唯一能兼顧空間科學研究、空間應用技術驗證、航天醫學研究和航天員選訓的地基設施,具有失重時間長、可多次重複、試驗準備週期短、成本低、試驗空間大、人可實時觀察與干預等優點,是近地面進行失重研究最為理想的試驗平臺。

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失重試驗機艙內失重狀態照片

目前,航空工業試飛中心在失重試驗機上已開啟了航空同航天協同完成國家重大專項任務的合作模式,進一步提升了飛行試驗作為試驗科學重要專業的科研地位,也為後續更多參與國家重點任務奠定了基礎。未來,失重試驗機必將在空間科學研究、空間應用系統技術驗證和航天員培訓等領域發揮更大作用。

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失重試驗機飛行軌跡示意圖