張聚恩/文
近日， 隨著張子影長篇報告文學《試飛英雄》的社會影響的擴大， 許多讀者渴望瞭解關於試飛的基本常識。
三天前我在西安出差時，
我在我主編的《新航空概論》有關章節內容的基礎上， 精簡組合， 寫成本文， 供大家參考。 本文的著作權不屬於我個人。 當然， 這裡羅列的常識十條是很初步的， 若想真正知曉試飛的浩大技術體系， 領略試飛的能力與魅力， 還需要更深入的學習。
1.試飛的概念
試飛是飛行試驗的簡稱， 是指對航空器以及組成航空器的系統及設備在真實飛行條件下所進行的試驗，
試飛的目的是， 通過飛行， 並借助各種測試手段， 獲得飛行試驗資料， 驗證航空新技術、新方案和新原理；鑒定航空產品是否滿足規定的性能要求、技術要求、戰術要求、適航標准等。
2.試飛分類
按任務性質， 分為研究性試飛和型號試飛。 前者是利用航空器， 探索未知領域、研究新技術、檢驗新理論和為研製新型號提供依據的試驗；後者是以型號產品為試驗物件， 檢驗其性能與可靠性的試驗。
按照航空器屬性， 分為軍機試飛和民機試飛。
按試驗物件或試驗內容， 可分為：空氣動力與性能試飛、動力系統試飛、飛控系統試飛、航電系統試飛、機載武器試飛、機械系統試飛、電氣系統試飛、生命保障和環控系統試飛、起飛著陸試飛、目標特性測試、外部參數測試等諸多類型。
3.型號試飛
人們最為關注的型號試飛， 一般有以下幾步或幾種：
首飛——新研製型號的原型機首次飛行稱為首飛。
調整試飛——又稱發展試飛。 在首飛之後、鑒定試飛之前， 為調整飛機、發動機及機載設備使其符合鑒定試飛狀態而進行的試飛， 目的是暴露設計和製造中的缺陷， 排除故障， 使新機達到設計要求或達到預定性能， 為鑒定試飛做準備。
鑒定試飛——又稱驗證試飛、定型試飛。 對經調整試飛後處於定型狀態的航空產品， 為獲取性能資料， 並全面鑒定其是否達到設計標準和使用要求而進行的試飛， 目的是為型號定型投產提供依據。
使用試飛——在鑒定試飛後， 由用戶對飛機在各種擬定的使用條件下， 考核其是否滿足使用要求而進行的試飛。
出廠試飛——已批准定型投產的批生產飛機， 按照訂貨方和製造商簽訂的合同， 為檢驗飛機生產品質而進行的試飛， 分為交付試飛和抽查試飛兩種。
驗收試飛——根據訂貨合同規定的驗收項目， 訂貨方對飛機及其系統的基本性能和品質進行驗收考核而實施的試飛。
4.試飛技術
現代試飛技術是支撐和保證飛行試驗得以順利完成的所有相關技術的總稱。 現代試飛技術是由飛行力學、強度載荷、飛行品質、振動與聲學、動力裝置、機載設備、飛行控制、飛行模擬、自動控制與辨識、可靠性與維修性、資料處理、飛機系統等百多個專業構成的相互配套的宏大技術體系。 測試與資料處理是飛行試驗技術的核心。 測試與資料處理由機載測試系統和地面測控處理系統兩大系統來完成。
5.試飛體系
中國的試飛體系由中國飛行試驗研究院（在西安閻良）、各飛機（直升機）總裝廠的試飛站以及軍隊的相關基地組成。中國試飛院是國家授權的軍機鑒定和民機適航審定試飛機構。
美國試飛體系是軍、民機分開，研究性試飛和型號試飛分開。軍機試飛由空軍試飛中心（AFFTC）、海軍航空試驗中心（NATC）和陸軍航空技術試驗中心（ATTC）組織實施。民機試飛由聯邦航空局（FAA）民機試飛中心和各大公司組織實施。研究性試飛由國家航空航天局（NASA）德萊頓飛行研究中心（DFRC）組織實施。
俄羅斯的主要試飛機構有兩個：空軍紅旗研究院和格羅莫夫試飛研究院。除此之外，各航空總裝廠也承擔部分飛行試驗任務，但都在格羅莫夫研究院的控制和指導下進行工作。另，設有專門培養試飛員的俄羅斯國家試飛員學校，我國著名試飛員雷強、李中華、徐勇淩、張景亭等都曾在該校接受過培訓。
6.試飛的特點
試飛是一項綜合性強、風險性高、耗資大、週期長的科學技術活動。
綜合性強——試飛是對飛機的全面考核，其內容包含飛機研製所涉及的各個專業。
風險性高——新研飛機難免存在缺陷，任何缺陷或故障均可招致嚴重後果；許多試飛科目都超越了飛行包線的邊界，進行邊界或超邊界飛行無疑是巨大的風險；新技術、新領域潛伏著諸多未知因素，未知因素導致風險增加。
耗資大——據統計，現代作戰飛機的試飛費用約占整機研製經費的1/4～1/3。試飛是用錢“燒”出來的，錢“燒”不到位，隱患不能充分暴露，問題也就不能真正解決。
週期長——螺旋槳時代的飛機相對簡單，試飛週期不長。但當代高性能飛機的技術與系統十分複雜，試飛週期變得漫長。據統計，一架現代作戰飛機從立項到小批量生產，要完成2500～5000架次的飛行試驗。若按2500架次的試飛要求計算，僅使用1架試驗機，完成試飛過程需要250個月，即20餘年；使用5架試驗機，試飛週期需要50個月。F-22專案使用9架試驗機，試飛週期長達8年。V-22項目的試飛週期更綿延20多年。
幾種戰鬥機的試飛週期、試驗機數量和試飛架次
機型
研製週期(年)
試飛週期(年)
試驗機(架)
試飛架次
F-16
6
4
9
1725
F/A-18
6
4
11
3400
JAS-39
14
8
5
2300
陣風
16
12
5
5000
F-22
15
8
9
3600
F-22專案的飛行試驗安排
試驗機
試飛內容
計畫首飛
實際首飛
交付試飛
4001
飛行品質、顫振、載荷
1997.5.29
1997.9.7
1998.2.6
4002
大迎角、武器分離、推進系統、性能
1998.7.9
1998.6.29
1998.8.26
4003
飛行品質、顫振、載荷、M61A2機炮
1999.6.16
2000.3.6
2000.3.15
4004
綜合航電、CNI、可探測性
1999.8.17
2000.11.15
2001.1.30
4005
綜合航電、雷達、CNI、武器
2000.1.11
2001.1.5
2001.3
4006
綜合航電、可探測性
2000.5.18
2001.2.5
2001.5
4007
綜合航電、飛行器性能、可探測性
2000.9.25
2001.10.15
2002.1.5
4008
綜合航電、可探測性
2001.2.2
2002.2.8
2002.5
4009
綜合航電、可探測性、後勤保障
2001.6.1
2002.3.21
2002.5.5
7.民機試飛
民機試飛有不同於軍機的特點，但也是龐大、複雜的系統工程。分為申請人試飛（包括首飛、研製試飛、表明符合性試飛、飛行類比機資料提取試飛、試飛員/飛行員訓練試飛）和局方試飛。前者是由研製生產方進行的、全面的驗證試飛，後者是由民航管理當局組織的考核性試飛，目的是確認是否滿足適航標准，檢查驗證申請人試飛的結論。就其作用，局方試飛高於申請人試飛，其結論直接影響適航取證。申請人試飛和局方試飛都必須按照適航審定標準進行。
民機試飛一般包括性能試飛和飛行品質試飛兩部分內容。性能試飛包括總/靜壓系統校準、失速性能、起飛性能、爬升性能、巡航性能和著陸性能等。飛行品質試飛是驗證飛機穩定性、操縱性和機動性等是否與有關適航標准相符合，主要根據試飛員的體驗進行核定性判斷，而試飛過程中所記錄的資料起證實作用。
A380專案的試飛安排（5架試驗機，累計2500飛行小時；2006年12月14日獲得FAA和EASA型號合格證）
試驗機號和狀態飛行小時
試飛內容
首飛時間
MSN001(羅·羅發動機，安裝大量測試設備)
600
基本操縱性能檢驗，結構和系統研製與鑒定
2005.5.27
MSN004(羅·羅發動機，安裝大量測試設備)
600
爬升和巡航性能測量，推進系統研製與鑒定，冷熱環境試驗
2005.10.18
MSN002(羅·羅發動機，安裝一般測試設備)
500
安裝全部客艙系統，客艙及雜訊試驗，早期遠端飛行，機場相容性驗證
2005.11.3
MSN007(羅·羅發動機，安裝少量測試設備)
400
安裝全部客艙系統，客艙及雜訊試驗，
後期航線驗證試飛
2006.2.19
MSN009(發動機聯盟的發動機)
400
基本性能，低溫高海拔飛行，推進系統研製與鑒定
2006.8.25
8.研究性試飛
研究性試飛，一般不以某一具體型號為研究物件，而側重於基礎理論和應用技術的探索、驗證；有時也針對某一新型號要求，進行特定的專門技術的驗證試飛。
研究性試飛是新機研製的“尖兵”。一百多年前，李林達爾、萊特兄弟的飛行探索都是研究性試飛；正是由於航空先驅們的研究性試飛，才開啟了“航空時代”的大門。通過試飛來驗證新技術、新方案、新理論，進而帶動新型號的研製，早已成為航空界的慣常做法，既可降低新技術的應用風險，又能加速新技術的轉化步伐。三角翼、變後掠翼、電傳操縱、主動控制、隱身等先進技術與概念，都是通過飛行驗證才應用到實際型號當中的。
9.研究機
為推動研究性試飛工作的開展，需要研製或經過改裝得到專門的試驗機，也稱研究機。在航空史上，出現過各種各樣的研究機，所取得的成果對航空事業發展產生了深遠影響。其中，最負盛名的是美國X系列研究機。如，X-1用於研究超聲速飛行問題；X-15用於研究高速飛行時的氣動加熱、穩定性、操縱性問題；X-14、X-18和X-22等用於研究垂直/短距起降和推力轉向問題；近幾年，又推出了X-38、X-45、X-47、X-50A等先進技術驗證機。
10.試驗機
試飛工作中還需要具備相對穩定功能的飛行平臺，被稱為試驗機。它是指為驗證新系統、新裝備的原理方案和樣機的可行性，而專門改裝或研製的，供作被試物件載體的飛行器。它裝有通用或專用的試飛測試系統，是將預研成果轉化為應用技術的中間試驗手段。利用試驗機可以大大減少新機研製風險，縮短研製週期，節約投資。試驗機有各種類別，用途各異，常見的有：變穩飛機、發動機飛行試驗台、電子試驗機、結冰試驗機、彈射救生試驗機等。其中，變穩飛機是指能在較大範圍內改變飛機氣動力導數、模擬特定飛機的穩定性和操縱性的試驗機，用來模擬不同飛機的飛行特性和飛行品質。
測試與資料處理由機載測試系統和地面測控處理系統兩大系統來完成。
5.試飛體系
中國的試飛體系由中國飛行試驗研究院（在西安閻良）、各飛機（直升機）總裝廠的試飛站以及軍隊的相關基地組成。中國試飛院是國家授權的軍機鑒定和民機適航審定試飛機構。
美國試飛體系是軍、民機分開，研究性試飛和型號試飛分開。軍機試飛由空軍試飛中心（AFFTC）、海軍航空試驗中心（NATC）和陸軍航空技術試驗中心（ATTC）組織實施。民機試飛由聯邦航空局（FAA）民機試飛中心和各大公司組織實施。研究性試飛由國家航空航天局（NASA）德萊頓飛行研究中心（DFRC）組織實施。
俄羅斯的主要試飛機構有兩個：空軍紅旗研究院和格羅莫夫試飛研究院。除此之外，各航空總裝廠也承擔部分飛行試驗任務，但都在格羅莫夫研究院的控制和指導下進行工作。另，設有專門培養試飛員的俄羅斯國家試飛員學校，我國著名試飛員雷強、李中華、徐勇淩、張景亭等都曾在該校接受過培訓。
6.試飛的特點
試飛是一項綜合性強、風險性高、耗資大、週期長的科學技術活動。
綜合性強——試飛是對飛機的全面考核，其內容包含飛機研製所涉及的各個專業。
風險性高——新研飛機難免存在缺陷，任何缺陷或故障均可招致嚴重後果；許多試飛科目都超越了飛行包線的邊界，進行邊界或超邊界飛行無疑是巨大的風險；新技術、新領域潛伏著諸多未知因素，未知因素導致風險增加。
耗資大——據統計，現代作戰飛機的試飛費用約占整機研製經費的1/4～1/3。試飛是用錢“燒”出來的，錢“燒”不到位，隱患不能充分暴露，問題也就不能真正解決。
週期長——螺旋槳時代的飛機相對簡單，試飛週期不長。但當代高性能飛機的技術與系統十分複雜，試飛週期變得漫長。據統計，一架現代作戰飛機從立項到小批量生產，要完成2500～5000架次的飛行試驗。若按2500架次的試飛要求計算，僅使用1架試驗機，完成試飛過程需要250個月，即20餘年；使用5架試驗機，試飛週期需要50個月。F-22專案使用9架試驗機，試飛週期長達8年。V-22項目的試飛週期更綿延20多年。
幾種戰鬥機的試飛週期、試驗機數量和試飛架次
機型
研製週期(年)
試飛週期(年)
試驗機(架)
試飛架次
F-16
6
4
9
1725
F/A-18
6
4
11
3400
JAS-39
14
8
5
2300
陣風
16
12
5
5000
F-22
15
8
9
3600
F-22專案的飛行試驗安排
試驗機
試飛內容
計畫首飛
實際首飛
交付試飛
4001
飛行品質、顫振、載荷
1997.5.29
1997.9.7
1998.2.6
4002
大迎角、武器分離、推進系統、性能
1998.7.9
1998.6.29
1998.8.26
4003
飛行品質、顫振、載荷、M61A2機炮
1999.6.16
2000.3.6
2000.3.15
4004
綜合航電、CNI、可探測性
1999.8.17
2000.11.15
2001.1.30
4005
綜合航電、雷達、CNI、武器
2000.1.11
2001.1.5
2001.3
4006
綜合航電、可探測性
2000.5.18
2001.2.5
2001.5
4007
綜合航電、飛行器性能、可探測性
2000.9.25
2001.10.15
2002.1.5
4008
綜合航電、可探測性
2001.2.2
2002.2.8
2002.5
4009
綜合航電、可探測性、後勤保障
2001.6.1
2002.3.21
2002.5.5
7.民機試飛
民機試飛有不同於軍機的特點，但也是龐大、複雜的系統工程。分為申請人試飛（包括首飛、研製試飛、表明符合性試飛、飛行類比機資料提取試飛、試飛員/飛行員訓練試飛）和局方試飛。前者是由研製生產方進行的、全面的驗證試飛，後者是由民航管理當局組織的考核性試飛，目的是確認是否滿足適航標准，檢查驗證申請人試飛的結論。就其作用，局方試飛高於申請人試飛，其結論直接影響適航取證。申請人試飛和局方試飛都必須按照適航審定標準進行。
民機試飛一般包括性能試飛和飛行品質試飛兩部分內容。性能試飛包括總/靜壓系統校準、失速性能、起飛性能、爬升性能、巡航性能和著陸性能等。飛行品質試飛是驗證飛機穩定性、操縱性和機動性等是否與有關適航標准相符合，主要根據試飛員的體驗進行核定性判斷，而試飛過程中所記錄的資料起證實作用。
A380專案的試飛安排（5架試驗機，累計2500飛行小時；2006年12月14日獲得FAA和EASA型號合格證）
試驗機號和狀態飛行小時
試飛內容
首飛時間
MSN001(羅·羅發動機，安裝大量測試設備)
600
基本操縱性能檢驗，結構和系統研製與鑒定
2005.5.27
MSN004(羅·羅發動機，安裝大量測試設備)
600
爬升和巡航性能測量，推進系統研製與鑒定，冷熱環境試驗
2005.10.18
MSN002(羅·羅發動機，安裝一般測試設備)
500
安裝全部客艙系統，客艙及雜訊試驗，早期遠端飛行，機場相容性驗證
2005.11.3
MSN007(羅·羅發動機，安裝少量測試設備)
400
安裝全部客艙系統，客艙及雜訊試驗，
後期航線驗證試飛
2006.2.19
MSN009(發動機聯盟的發動機)
400
基本性能，低溫高海拔飛行，推進系統研製與鑒定
2006.8.25
8.研究性試飛
研究性試飛，一般不以某一具體型號為研究物件，而側重於基礎理論和應用技術的探索、驗證；有時也針對某一新型號要求，進行特定的專門技術的驗證試飛。
研究性試飛是新機研製的“尖兵”。一百多年前，李林達爾、萊特兄弟的飛行探索都是研究性試飛；正是由於航空先驅們的研究性試飛，才開啟了“航空時代”的大門。通過試飛來驗證新技術、新方案、新理論，進而帶動新型號的研製，早已成為航空界的慣常做法，既可降低新技術的應用風險，又能加速新技術的轉化步伐。三角翼、變後掠翼、電傳操縱、主動控制、隱身等先進技術與概念，都是通過飛行驗證才應用到實際型號當中的。
9.研究機
為推動研究性試飛工作的開展，需要研製或經過改裝得到專門的試驗機，也稱研究機。在航空史上，出現過各種各樣的研究機，所取得的成果對航空事業發展產生了深遠影響。其中，最負盛名的是美國X系列研究機。如，X-1用於研究超聲速飛行問題；X-15用於研究高速飛行時的氣動加熱、穩定性、操縱性問題；X-14、X-18和X-22等用於研究垂直/短距起降和推力轉向問題；近幾年，又推出了X-38、X-45、X-47、X-50A等先進技術驗證機。
10.試驗機
試飛工作中還需要具備相對穩定功能的飛行平臺，被稱為試驗機。它是指為驗證新系統、新裝備的原理方案和樣機的可行性，而專門改裝或研製的，供作被試物件載體的飛行器。它裝有通用或專用的試飛測試系統，是將預研成果轉化為應用技術的中間試驗手段。利用試驗機可以大大減少新機研製風險，縮短研製週期，節約投資。試驗機有各種類別，用途各異，常見的有：變穩飛機、發動機飛行試驗台、電子試驗機、結冰試驗機、彈射救生試驗機等。其中，變穩飛機是指能在較大範圍內改變飛機氣動力導數、模擬特定飛機的穩定性和操縱性的試驗機，用來模擬不同飛機的飛行特性和飛行品質。