电影《长空之王》热映，试飞试验试飞专家详解——
飞行试验是飞行风险挑战风险探寻极限的系统工程
◎本报记者 矫 阳
五一期间，随着电影《长空之王》的挑战探寻统工上映，这部反映空军试飞员的极限军旅题材影片引起观众对试飞的浓厚兴趣。
飞机为什么要试飞？试飞试验为啥说试飞是举一国之力进行的试验？影片中展现出的多项新飞机的飞行试验(试飞)科目，如发动机吞咽试验、飞行风险大迎角/尾旋、挑战探寻统工包线等又指的极限什么？
5月4日，科技日报记者采访了中国飞行试飞研究院(以下简称试飞院)部分试飞专家及试飞工程师。试飞试验
试飞的飞行风险目的，是挑战探寻统工给飞机飞行划一道道红线
“飞行试验是集科学性、工程性、极限风险性于一体的试飞试验系统性工程，也是飞行风险一项举一国之力进行的试验。”试飞院试飞专家周自全说，挑战探寻统工目前全世界只有美、俄、法、英及我国等少数航空强国拥有专业的权威试飞机构，而试飞院即是我国唯一的经国家授权的鉴定试飞机构。
为什么要试飞？
天空之大，广阔无垠。但越过这些包线限制，飞机就可能失去操纵，或者发动机停车，或者结构损坏，甚至空中解体，造成灾难性的后果。
“飞行试验的目的之一就是要验证和确定各类飞行包线，也就是给飞机飞行划一道道红线。”周自全说，试飞员和试飞工程师则是红线边界的探索者和实践者。
对边界的每一点探索，往往伴随着极大的风险。速度太慢，飞机会因升力不足而无法操纵；加速度太大，飞机结构可能发生不可逆的损坏。“每一次贴近极限甚至超越极限的探索，都在为未来战场上飞行员的生存甚至战斗的胜利积累力量。”周自全说。
吞咽试验，保证发动机吞入外物仍安全
影片中有一个场景，是发动机吞咽试验。
飞机发动机需要非常高的安全性和可靠性。然而飞机在起飞、巡航和下降过程中，发动机不可避免会吸入外来物。例如起飞和降落时会遭遇鸟群；在雨雪天气起降会吞入水和雪等，在飞行时吸入冰块等。
“通用规范和适航规定都对发动机抗外物损伤提出了明确要求。”试飞院试飞专家高扬说，当发动机吞入的外物对流路最关键部位造成损伤时，仍需按规定继续工作。
为保证发动机在吞入外物后能安全工作，必须保证发动机叶片完好无缺。“发动机吞咽试验非常重要，因为叶片一旦打碎，对飞机的安全性有极大影响。”高扬说。
吞咽试验包括吞鸟、吞冰、吞砂、吞入大气中液态水、吞油试验等，目的是让发动机也尝尝“酸甜苦辣”的滋味，看看发动机的“肚量”(包容性)和“泼辣”(抗畸变)程度如何。
“发动机吞咽试验需要在专业的试车台上进行，并且要设计专用的外物投放设备。”高扬说，如吞水试验要设计喷水装置，吞鸟、吞冰雹试验要设计专门的外物发射炮等，此外对外物还有严格的分类，如冰块大小、冰雹大小、鸟的大小等都有明确的规定。
机翼和气流夹角变大时，进行大迎角/尾旋飞行
影片中，试飞员在试飞时，有个科目是大迎角/尾旋飞行。
飞机之所以能飞，一是通过机翼产生升力，二是通过各操纵舵面产生的力矩进行飞行控制。
试飞院试飞工程师李艺海解释说，如果飞机机翼和气流的夹角小，气流就能平稳流过机翼并向下偏转，给机翼产生向上的升力；如果这个夹角变大并超过一定值，气流便会变成紊流，且无法在机翼表面平稳流动。
“当机翼和气流的夹角变大时，机翼的升力就会大幅减小甚至急剧下降，飞机将变得非常难以操纵。”李艺海说，遇到这种气流，飞行员就必须想方设法使飞行回到正常的迎角范围内。
在大迎角状态下，飞机发动机的进气也可能变得极不稳定，发动机停车的概率和风险也会急剧增加。
“当机翼和气流的迎角进一步增大时，飞机便可能会出现一种绕自身快速旋转、呈螺旋线轨迹的急剧下降状态，这就是常说的‘尾旋’。”李艺海说。
尾旋时，飞机快速旋转、高度急剧下降，同时会伴有剧烈的振荡。“由于飞机高度下降，处置时间就很有限，飞行员必须在这种急剧变化的状态下快速判定飞机的尾旋特征，并采取相应的操纵方式，使飞机回到正常的迎角范围，这对飞行员的判断力和胆量都是极大的考验。”李艺海说。（科技日报）<
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