徐勇凌试飞笔记

万磁王

作者：徐勇凌

从仪表座舱到综合显示
　　1997年的9月，当我得知自己将要首飞配备综合航空电子系统和平显的战机时，心中甚至有一丝的恐惧，因为在此之前我对平显几乎没有任何感性认识，仅有2个多月的理论培训，没有教官指导，没有模拟训练，我只有800小时仪表飞行经验，没有进行过一项新机试飞任务，而我将要面对的是一架全新的飞机和一个全新的座舱。9月9日，经过6天高强度的地面准备，我已经将自己编写的长达7页的飞行程序背得滚瓜烂熟，怀着一丝骄傲和陌生的感觉，我登上了那架外表矫健的战鹰，巨大的轰鸣强大的推力是我对新机的第一感觉，可当战鹰离开地面，真正让我记忆犹新的是平显飞行的美好感觉。

徐勇凌1995年加入歼八系列飞机试飞团队，1997年成为首席试飞员，成为中国综合航电和PD雷达试飞第一人，在国产第一代PD雷达的试飞中，做出了突出贡献

万磁王

　　不知道是谁第一个发明了平显，或许是一个飞行员在攻击目标时突发奇想，觉得要是能够同时看见目标和飞行数据就好了，不管怎么样平显的发明彻底改变了飞行本身。需求和灵感或许是人类发明的最大动力，在飞机发明初期飞行员能够参照飞机姿态的只有外界景物，为了突破天气对飞行的局限，人们发明了飞行仪表，通过仪表飞行员了解了大量有用的飞行信息，但仪表座舱的最大局限在于，飞行员不能同时获得各种信息，飞行中飞行员不得不迅速地转移视线，以获得尽可能多的信息。仪表飞行的局限性在某些情况下甚至是致命的，由于仪表提供的信息在数量和准确性上的不足，飞行员可能对状态作出错误的判断，也就是我们常说的错觉，而错觉将直接导致错误操纵，甚至酿成事故。
　　现在一个游戏玩家也可以在计算机上愉快地体验模拟飞行的乐趣了，可是对平显优势真正了解的人并不多。其实平显不仅仅解决了攻击飞行时为飞行员提供飞行信息的问题，更重要的是平显实现了在一个显示界面同时显示大量信息，飞行员在飞行中不用转移视线，就可以同时获得姿态、高度、速度以及目标、武器状态等信息，信息的数量和准确性大大提高。

歼-8II的座舱

万磁王

　　说到仪表飞行和平显飞行的区别和特点，还有一些有意思的故事，在设计我国第一代航电飞机时，由于受传统仪表座舱设计的局限，在与外方谈判时，我方专家强烈要求将平显显示的平飞姿态定义为＋4度，因为在按地平仪保持飞行时，平飞姿态为＋4度左右，外方专家对这一要求大惑不解，可是用户的需求就是设计的准则，因此我国的第一代航电飞机的平显就这样带上了“中国特色”，当然这一问题在以后的飞机设计中得到了改进。
　　仪表飞行习惯的影响还表现在飞行中，许多第一次接触平显飞机的飞行员觉得平显字符对观察外界有影响，他们宁愿关掉平显仍旧按照仪表保持飞机状态；有些飞行员还是习惯地按照刻度而不是按照矢量符号保持飞机姿态，飞行中过多地观察坡度指示，从而忽略了其他数据，在云中飞行时反映容易错觉和丢失状态。
　　其实，当我有了5个小时平显飞行经验的时候，我已经意识到平显将彻底改变飞行员的飞行习惯，我按照平显的优势和特点合理地观察数据，飞行的效率大大提高。现在，我的平显飞行时间已经超过了800小时，我体会使用平显飞行时，单座飞机人机功效会远远高于传统的双座飞机，在雷达搜索和目标攻击中，飞行员可以轻易地实现两者兼顾，很好地保持飞机状态，这是仪表飞行难以做到的。
　　从仪表座舱到综合显示，飞行员必须改变自身的飞行习惯，如果说仪表飞行中飞行员的诀窍在于合理分配注意力的话，那么平显飞行的关键是始终保持视线在主视场，如果说仪表飞行飞行员关注的是飞机的姿态、高度、速度、航向的话，那么平显飞行时飞行员关注的是飞机的态势、运动趋势和各系统工作状况。飞行员所关注不再是下降率是5米/秒还是4米/秒，而是飞机是否处于最合理的态势、飞机的状态是否稳定、飞机的运动趋势是否自己所期望，也就是说飞行员的任务从数据保持转变为状态控制，其准确性和敏捷性大大提高。

身着高空歼击机抗荷服的徐勇凌

万磁王

从数据保持到状态控制
　　何为“状态控制”？
　　所谓“状态控制”包括三个层面：对当前飞行状态的认知，对未来飞机运动趋势的预判，以及对期望达到状态的驱使。其实，“状态控制”并非什么高深的理论，只是我多年飞行实践的心得。对于非飞行专业的人来说，这个话题过于专业，而从飞行员的角度看这个问题又似乎过于简单。
　　真正使我开始思考这个问题是在十几年前。从航校学飞行的第一天起，数据保持就是教员提醒最多的一个问题，仪表飞行中数据更成为评判飞行成绩最重要的标准。高度、速度、升降率、航向，3分、4分、5分。经过十几年严格的飞行训练，数据保持的驾驶技术几乎深入骨髓。
　　十四年前，当我第一驾驶着米格-29飞机骄傲地起飞时，我极度地沉浸在数据保持的快乐里。突然，后舱教员一个粗猛的压杆，这是我学飞行以来第二次被教员“打杆”，我知道自己的失误让教员的不满情绪难以抑止。可我却不知道自己犯什么错误。

俄罗斯试飞院的米格-29LL研究机

万磁王

　　“You are fighter！”耳机里传来了俄罗斯教官的怒吼。
　　“你是一名战斗机飞行员！”教官的训斥振聋发聩，我开始认真思考这样一个问题：我们是不是真的像一个战斗员那样在飞行？
　　在以后的飞行中我们渐渐发现自己和俄罗斯试飞专家们的差距。低空横滚中我们操纵飞机以10度仰角上升然后压杆操纵飞机滚转，一个横滚下来飞机上升高度100米以上，俄国教官的横滚则基本是水平的，100米进入，改出高度依然是100米。
　　盘旋机动中，为了保持高度速度我不断地调整坡度和拉杆量，数据倒是满足要求，飞机却在做着不和谐的舞蹈。俄罗斯教官的盘旋速度虽有小小的变化，但是拉杆量和飞机的迎角纹丝不动。
　　高度100米进场，完成筋斗并在顶点放起落架直接着陆，飞机以优美的姿势在规定位置接地。
　　从这些复杂的机动中我发现，俄罗斯试飞员对于飞机状态的控制已经到了炉火纯青的地步。
　　从俄罗斯回国后，我开始在试飞中不断揣摩状态控制的驾驶技术。我发现要真正自如的控制飞机状态，首先要对飞机的运动规律有一个深层次的了解，我开始在飞行中注意观察飞机的动态特性。
　　通过不断锤炼和总结，我们将“状态控制”的飞行技术运用到试飞中，获得了理想的结果：我们否定了等速爬升的理论，将有利爬升的时间大大节省；我们把飞机的静升限提高了500米以上，把飞机的动升限提高了900米；我们突破了难以逾越的最大过载限制，使最大负过载达到了3g；我们把垂直机动的损失高度减小了200米。
　　其实状态控制飞行技术的优势不仅仅体现在试飞中。在空战飞行中有利的占位和机动能量，是敌我态势相对优势的关键，合理的状态控制可以迅速占据有利位置，赢得空战的胜利。相对于数据保持的驾驶技术，状态控制起码具有三个方面的优势。其一，飞机的操纵更加简捷，飞行员负荷明显降低。数据保持控制的是飞机运动的结果，由于空间运动的复杂性，数据变化不断产生，为了保持数据飞行员付出大量的精力和复杂的操纵，往往丢失状态。而状态控制法把握的是运动趋势，对于数据只要求大致控制在一个合理的范围，因此操纵简便。其二，状态控制中通常采用线性操纵，飞机的动态连续变化，因此飞机的动态变化更为简单、直观，操纵的效能较高。第三，在急剧机动过程中，状态控制对于飞机状态和数据的控制更为精确，操纵的安全性更高。
　　对于现代战机而言，除了巡航高度和极限边界数据，需要绝对精确控制外，从实战的角度看，控制飞机处于一个大致合理的状态和数据范围，才是我们操纵飞机的目的。过于严格的数据控制和为此而进行的往复操纵没有实际意义。

试飞“山鹰”教练机留影

万磁王

捕捉目标
　　第一次接触雷达这东西，给我的感受，就是一串串枯燥的数据。他们都说航空电子系统的科目简单，简单，你来试试呀。
　　试飞本身是简单，可是一次次的进入、退出，雷达屏幕上目标却稍纵即逝，心情就会不禁地烦躁起来，越烦躁目标越抓不到。偶尔抓到一次目标，战友们调侃说，是你运气好。
　　据说搞雷达的都是数学系毕业的，脑子好用，我喜欢在飞行之余和那些搞雷达的技术人员一起聊天。通过与他们的接触，我对雷达渐渐有了了解，也和那些数学天才交上了朋友。兴致高的时候，我们会在围棋盘上杀一把，偶尔我还能赢他们一把，看来我这个学飞行的脑子也不算太坏。

歼-8II的PD雷达

　　通过飞行，我算是慢慢了解了雷达的脾气。试飞初期，雷达经常出毛病，硬件的、软件的，后来我都成了专家，每次飞行后，我会告诉那些技术员雷达的故障发生在哪里，是什么级别的故障，一说一个准，所以每次飞行后那些人都会迅速聚拢来，问题像机关枪一样，突、突、突的。
　　看来雷达这玩意，不好好研究还真不行。每次飞行后那些枯燥的数据我看得津津有味，俯仰角、扫描宽度、截获时机，通过研究我还真发现了雷达使用的窍门，那就是选好参数，及时发现，适时截获。
　　人说：雷达用得再好，打不了武器还不是白搭。雷达和武器交联，那使用上的窍门就更多了。
　　说到打靶那可是惊心动魄，模拟攻击和实弹攻击那感觉是不一样的，我第一次用导弹打靶机前，甚至连航炮打靶都没有干过。可是你说奇怪吗，一上天我一点都不紧张，雷达截获不在话下，武器锁定一步到位，发射时机选择最佳。发发命中，令战友们和技术人员们欢欣鼓舞。最后一发，我直接命中了目标，当我看见靶机凌空爆炸，不禁喊了起来：我大中了！我确实是太激动了，但也就是这一回。
　　说到雷达和武器使用，其实没有什么别的“窍门”，就是多学、多练、多琢磨。光傻飞傻练可不行，不练更不行。有人说6个架次把雷达搞定，我说：我都飞了600架次雷达了，都不敢这么说。
　　说到雷达使用我总是滔滔不绝，可是我一点都不钦佩自己，我最佩服的是我航校的教员，他说他能在50公里目视发现目标，一次因为及时发现异常空情，他立了二等功。是啊，武器再先进，说到底还是要靠人来操纵。当一名飞行员，就是要练就一身技术，亲爱的战友们，我们一起努力吧。

万磁王

变翼的天空——回忆米格-23的一段飞行经历
　　我或许是第一个飞米格-23的中国人，对于一架1967年首飞的飞机来说，中国人直到90年代才有第一次飞行经历，是历史的原因造成的。
　　即使经过了1个多月的地面理论培训，当时我进入米格-23飞机的座舱时，对它的了解或许还不及今天一个12岁的坐在网吧里的航空迷。关于米格-23有太多的传奇故事，它或许是前苏联生产的最多的二代机之一，共生产了4000多架，出口到世界近20个国家；它曾经有过击落以色列的F-4鬼怪战机，在海湾战争中又有8分钟被击落的耻辱的历史。它有弹射跳伞后飞跃900多公里，穿越4个国家的传奇。即使到了21世纪，在印美军演中，它依然有“战胜”F-15的傲人战绩。然而所有这一切毕竟是转载的文章而已，而我曾有幸与被西方称作“鞭挞者”的米格-23飞机浑然一体，翱翔在碧蓝的天空，并以一个试飞员的亲生体会，对它作一个客观的评价。

米格-23UB

万磁王

　　记忆回到93年的3月1日，当我打开当年的学习笔记，那些俄国墨水留下的印记已经因为时间的磨砺变得模糊，而那些飞行的经历却历历在目。3月的茹科夫斯基寒风沥沥，教官乌拉尔口中哼着小曲，驾驶他心爱的伏尔加带着我驶向我曾经仰慕的米格-23飞机。笔记本里清楚地记着飞机型号、实施条件、飞行时间和科目，按照惯例第一个架次是体验飞行，飞行时间25分钟。俄制飞机的座舱一般都比较复杂，加之米格-23是变后掠翼飞机，因此操作程序也比较繁琐，当我按照飞行检查单检查完飞机准备开车时，我已经是满头大汗，毕竟有4个多月没有飞行了，而且是第一次飞变后掠翼飞机。飞机开始滑跑了，速度250千米/小时前轮稳稳地抬起，300千米/小时飞机平稳地离陆了，飞机的推重比明显优于米格21飞机，上升角很大，高度100米收起襟翼，飞机突然上仰，高度迅速攀升到了300米以上。在这个架次的飞行中，我体验了不同后掠翼状态下的飞机飞行品质，发现除了变翼的瞬间飞机姿态明显变化外，各种状态下的性能和品质优良，尤其是最大后掠翼时飞机的加速性非常优越。返航着陆时后掠角变回16度，飞机的升阻特性良好，速度300千米/小时下滑时，飞机操纵性良好，着陆速度只有260千米/小时，作为一个重量15吨的庞然大物，这一性能确实值得称道。
　　就飞机的性能和操纵品质来讲，米格-23无疑是二代机里的佼佼者，尽管可变掠翼系统使飞机设计复杂，结构重量增加了10％左右，但由此带来的性能上的贡献是固定翼飞机无法比拟的，米格-23飞机在设计上为了降低成本和设计难度，采用了三级可调的变后掠翼设计，尽管在后掠翼变换的过程中飞机状态不太稳定，但较好地满足了着陆阶段、机动飞行和高空高速飞行的不同需要中空机动性能良好，高空大马赫数性能更是比米格-21有较大的提高。另外由于在战斗机上首次采用控制增稳和自动驾驶技术，明显改善了飞机的飞行品质，飞机的安定性良好。较为明显的缺陷是后掠角45度时飞机的横侧安定性不理想，飞机坡度不稳定。
　　二战以后，随着冷战时代的到来，西方国家和前苏联开展了一场无声的航空科技大比拼，从米格-21和F104，到米格-23、F-111和F-4。进入60年代，航空大国在速度上的竞赛基本结束，对于飞机的综合性能的要求确日益提高，高机动性、雷达火控技术、多功能航空武器的研发，造就了一代名机，为三代战机的出现起到了承前启后的作用。尽管在以后的战争中，米格-23在与西方国家飞机的作战中始终处于下风，但这或许不是飞机本身的问题，随着米格-23大量地被中东国家购买，空战主要在以色列和中东阿拉伯国家之间进行，综合国力的差距或许是空战成败的根本原因。从一个试飞员的角度看，我认为米格-23不愧为那个时代的名机。
　　首先在飞机结构设计上，米格-23飞机较好地解决了变后掠翼飞机的结构和操控设计，保证了高性能、低成本和安全性的良性结合。在设计的细部，也无不体现出俄罗斯人的灵感与精巧。据说在米格-23设计的后期，米高杨已经积劳成疾，为了减小阻力降低重量，苏联人在结构设计上可谓斤斤计较，但在起落架设计上遇到了难题，结构复杂的起落架居然找不到安家的地方，因为可变掠翼的设计无法将起落架舱设置在机翼里，机身的空间十分有限，是一个苏联航空大学的女大学生设计了一种全新的可转动蟹爪结构，成功地解决了起落架收放的问题，她因此得到了前苏联航空界的最高奖。分析米格-23飞机，它在设计上有许多突破，是苏联第一次采用变后掠翼设计，是第一次采用机身起落架设计，第一次在战斗机上采用前轮转弯机构，改善了地面滑行性能，改变了前苏联战斗机小快灵的设计思想，15吨级的战机，加大了机载油量，使米格-23成为基本构形留空时间超过一小时的飞机，第一次在战斗机上采用控制增稳和自动控制技术并采用迎角限制机构，为大迎角飞行提供了安全保证；第一次采用两侧进气设计，从而使战斗机真正进入了雷达和中距武器的时代，米格-23飞机上配备的雷达制导的武器，在74年的中东战争中曾经成功地击落以色列的F-4战机。
　　由于培训任务的限制，训练中我并没有检验米格-23的雷达武器系统，对于飞机的评价，我在当时的试飞评述中是这样写的：
　　1. 座舱内增设迎角指示和中央告警现实，极大地改善了飞机的人机功效，机动飞行能力大大提高，飞行员对故障的判断也比较容易；
　　2. 前轮转弯机构改善了地面滑行性能，变后掠翼机构使飞机在各个状态下均有较好的性能和较为满意的飞行品质；
　　3. 飞机的起飞着陆性能良好，高空高速性能优越，机动飞行中的品质优良，特别是控制增稳技术极大地改善了飞机的操稳特性，但横侧稳定性有待改进。
　　4. 进场近导指示系统明显优于全罗盘系统，提高了低气象条件下的着落精度和安全性，自动驾驶仪进场功能为飞行员提供了方便。
　　在培训中我遇到惊险一幕至今令我难忘。米格-23飞机的螺旋性能表现出不稳定性，螺旋中旋速较大，改出困难。在10月6日的螺旋试飞中我从高度10000米进入左螺旋，高度9000米开始改出，高度7000米完成第一次改出，可是飞机停止旋转后又迅速进入右螺旋，好在第二次改出成功了，可是飞机的高度已经掉到了4000多米，连后舱的教官热尼亚都惊出了一身冷汗。
　　米格-23虽然不是一架十全十美的飞机，但它在航空科技发展的历史上是一个重要的台阶，设计思想从单一功能的追求，转变为对于飞机使用功能提高、飞行品质和自动驾驶技术的运用、作战半径的提高、人机功效的改善，武器火控的精确和杀伤力等多方面的追求，使现代战机的设计向追求完美的方向发展。而在同时代，我国的航空界还停留在中型高速飞机研究阶段，当我们真正开始吸收外国经验研制自己的高性能二代机的时候，我们已经落后世界航空发展至少20年。中国航空人在三代战机和未来战机的研制中，正在以科学和拼搏的精神，努力赶超世界航空发展的先进水平。

万磁王

安全之门
　　一次某部战斗机以280千米/小时的速度着陆，造成飞机尾部擦伤，这一现象令人费解。通过视频回放我发现飞机着陆接地时迎角为13度，尚比擦尾角小1度，但在着陆滑跑阶段发生了一次小幅上仰，这是造成擦尾的主要原因。联想到此次着陆飞机带三枚副油箱，飞机着陆重量超出正常重量多出1.2吨，这才是擦尾的真正原因。
　　2001年4月，试飞员驾驶歼-10飞机着陆，人们发现飞机似乎有些异样，仔细一看才发现飞机前起落架右侧舱门有5厘米左右的变形。这种现象以往非常少见，是什么原因导致起落架舱门变形呢？是机械结构间互相干扰，还是收放机构工作异常，抑或是气动力破坏造成？第三种可能首先被推翻，因为根据以往经验，气动力不可能有如此破坏力。这种暂时无法解释的现象，通常称为“偶发故障”，为了试飞的继续，只能暂且搁置。

试飞歼-10期间

万磁王

　　经过修复，飞机再次投入试飞。但潜藏的问题却再次发生了：5月30日我驾驶歼-10飞机着陆后，又一次发现前起落架右侧舱门发生变形！至此这一问题已无法用“偶发故障”进行解释，起落架舱门变形的问题成了试飞工作中的“拦路虎”。我的研究热情，因我曾亲身经历这一蹊跷的问题而倍加高涨。问题的原因究竟何在？我反复检查和对比故障飞机和其他飞机起落架舱门的不同之处，再联想发生故障的试飞课目，一个大胆的假设出现在我的脑海中，故障的真正原因，很可能就是最先被排除的可能——气动力破坏。为了验证我的判断，我向设计师系统大胆提出自己的“气动力破坏说”，并建议在飞机上安装起落架舱门位移监控器。试飞开始了，我们惊讶地发现，随着速度的增加，舱门变形量也逐渐增加，速度800千米/小时，变形量达到3.8厘米。这一结果表明，起落架舱门强度设计存在缺陷，无法抗拒气动力的影响。当时，也有人认为起落架强度设计没有问题，故障属于该架飞机的个性问题，这一观点也有一定的依据，三个月以来，已经发现的4起舱门变形故障都发生在同一架飞机上。
　　更改前起落架舱门设计，虽然可以增加强度，但必然带来技术风险，试飞周期也会拖延。权衡之后，我们决定继续进行试飞，如果问题真的是飞机的个体问题，那么应该不会存在普遍性。一年时间过去了，试飞工作一切顺利，对前起落架舱门结构强度设计问题的质疑也正渐渐被遗忘。
　　2002年8月，试飞员驾驶另一架歼-10飞机完成大表速试飞着陆后，更加意外的事情发生了——飞机前起落架舱门整体撕裂脱落，故障的严重性令人震惊。工程技术上，任何的侥幸心理都将造成苦果，设计中埋下的微小缺陷，都必将暴露在飞行中。设计师立即决定更改前起落架舱门设计，增加结构强度，彻底解决了困扰试飞的问题。

歼-10飞机