一次错过的创新

  程昭武,1932年生,北京人,中国航空博物馆飞行技术顾问兼航空史研究员,中国航空史研究会副秘书长。

  1947年参加中共领导的革命工作,曾在中共北京市委任干事、秘书等职务。

  1955年参加空军,毕业于第六飞行学院。既是一名优秀飞行员,又是一名出色的飞行气动工作者。1966年首先提出“抬式”飞机气动设计概念。1987年离休后,参与创建中国航空博物馆,主持编研室工作,做出了重要贡献。曾编写和翻译多种飞行教材200余万字,出版《中国名机珍藏》等多部著作。

  记者(以下简称记):包括我在内,很多军迷不了解751战斗机,也不知道什麼叫做“抬式”飞机,您能先介绍一下吗?

  程昭武(以下简称程):好的。常规布局的飞机,水平尾翼在后面,机翼升力在后部产生一个低头力矩,水平尾翼翘起来产生一个负的升力,和一个抬头力矩,取得平衡。鸭式布局等于把水平尾翼放在前头,从重心来说这个前翼是个抬头力矩,后翼是低头力矩,是由两个正的升力配平的。

  记:很多专家认为鸭式布局的平衡并不容易。

  程:是的,鸭式飞机好像是多了一块升力,少了一块负升力,可以缩短滑跑距离,提高升力。但实际搞过鸭式的人都知道,它有两个不好解决的问题。

  第一个是,气流经过前翼后向下洗,降低主翼的升力,有时甚至把前翼产生的正升力全部抵消。另外,在各个不同的迎角和状态下,对后翼的干扰不一样。所以鸭式飞机的力矩曲线非常混乱,在过去没有电传操纵、只是利用飞机自然安定性的年代,很难保持适合的重心。

  第二个问题是,前翼在前面,配平能力不足,反而限制后翼增升。如没有前翼,机翼可以放下后缘襟翼增升,普通布局水平尾翼力矩比较长,可以配平。而鸭翼即使采用最大迎角,也很难配平后缘襟翼向下的偏转,有时还上翘(见图)。

  记:那您就想到了用新的办法。

  程:“抬式”飞机就是要想办法解决鸭式飞机的不足。就是综合利用动力装置的能量,解决前翼的配平能力,比如喷流、滑流。不仅要前翼配平能力强,还要给后翼弥补升力,两头“抬”。如果是战斗机,就在鸭翼的后缘设一个喷嘴,从发动机的压气机后面引一些高压喷流出来,诱导出前翼的脱体涡,将其一直引导到后机翼上,这样,前后机翼的升力都增大了,力矩曲线就是一个直线。

  但不能说吹气就是“抬式”。美国人也做过吹气试验,从前翼前缘吹,结果飞机变得不安定,就把重心前移,但前翼升力增大,后翼受下洗,小个的前翼反而担着主要升力,后翼等于成了一个尾翼,就不合算了。但我们的“抬式”升力曲线是直线上升,这是很难得的。

  记:这个布局算我们独创的吗?

  程:应该算独刨,吹气试验虽然美国在我们之前,启发了我们,但他们并不成功,而我们成功了。美国人发现效果不好后,就放弃了。我们经过摸索,是从前翼后缘、主翼前襟翼拐角45度吹出来,效果很好。

  所以,总结我们的经验就是,综合利用动力装置的能量,来主动诱导和加强前后翼之间的有利干扰,还能够弥补前翼对后翼的下洗损失,保持焦点的稳定,发挥“两头抬”的积极作用。

  记:这个构想最初是如何萌生的呢?听说是和您从事滑翔运动有关?

  程:1958年,正值“大跃进”,体育界也要“大放卫星”、“打破世界纪录”。可是滑翔纪录很难打破,世界纪录是留空50多小时,我们只有几小时,而且我们的滑翔机也比较落后,都是外购波兰的。所以,当时就从空军各战斗机航校分别调一名素质好、肯钻研的同志集合在一起,希望打破滑翔世界纪录。

  当时我在北京南郊的第六航校当教员,被抽调出来,此外还从运输机部队抽调了3名女飞行员。我们经过努力,虽然仍未创世界纪录,但是我的夫人创造了国内纪录,且至今仍未被打破——在没有动力装置,只依靠气流的情况下,滞空8小时零9分钟。我们是利用太阳晒地面产生的热气流,但是太阳一下山,这个热气流就没有了,无法滞留更长时间。国外是利用山坡气流,例如风可以刮3天,就利用这个风力长时间留空。

  当时滑翔机由飞机牵引起飞,每天在天上磨,我们就感觉普通布局飞机需要升力时,尾翼却要付出10%-20%的负升力,效率低。当时就想我们应该自己设计滑翔机,于是看了很多飞机设计书,发现国外试验表明,两个机翼离的很近就会产生有利的干扰。当时还不清楚具体原理,只是觉得如果前后有两个翼面,飞机大迎角时升力大,小迎角时阻力小、速度快,很符合我们创纪录的需要。

  1959年由于经济困难,我们解散回部队,我继续当教员,但我一直想这个问题,就是设计一种飞机,两个翼面抬着飞。我在航校时也想做个模型,但工作很紧张,不允许。整整10年后,1969年为了照顾我和爱人在一起,我被调到运输机部队,当时在团司令部值班,看了很多航空杂志,那时的热门就是瑞典的“萨博”37飞机。原来的鸭式布局为了配平,都把前翼放得离主翼很远,“萨博”37放得很近,反而找到了有利干扰。这个有利干扰慢慢弄明白了,就是前翼的脱体涡给后翼增升,所以能拉很大迎角。

  当时我看了相关报道后很激动,就给部队打报告想做试验。因为当时部队所在地郑州有个航模俱乐部,其成员都非常想做模型,但由于文革,只能改做毛主席像章等。我希望和他们一起做模型,搞试验。当时的16师师长王洪志很支持,并希望我做全过程试验,包括起飞、上升、平飞、下滑、着陆。1969年11月7日,我带着部队介绍信来到郑州附近的上街,和伞兵部队的人说明来意。由于我在运输机部队,当时首先是想做运输机模型。我说我设计的飞机可以多运人员,飞行速度快,还能短距起降。他们一听很高兴,就集合了8个航空模型运动员,2个航海模型运动员协助。怕别人打扰,还专门给我找了一间屋子搞试验。我们把航模运动员的能耐都发挥出来了,用纸模型来找飞机的焦点,又用线模型解决操纵问题,用木质滑翔机模型试验气动效率、升阻比。第一次试验,模型机就顺着气流飞出很远,失踪了。我们只好根据气象资料依据风向寻找,最终找到。   这些成功鼓舞了我们,前后做了60多次试验,但存在一些安定性的问题,很多地方无法准确计算,比如滑流。我们找了很多书,如苏联奥斯道斯拉夫斯基的书。真正成功完成全过程是在1970年5月27日,此时已过去近半年时间。在这期间,大家积极性很高,白天试飞,晚上加班。

  当时运-9运输机设计组(航空工业部的一个类似今天运-20的四发喷气运输机项目)去部队征求意见,我们把想法一说,他们很感兴趣,让我们试飞时一定要拍摄下来,以备今后分析。我们没有摄影机,就把飞机上的照相枪改装成摄影机,它是每秒16格的,真正摄影机是每秒32格,但也能观看。试验时,模型机滑跑了一个半机身的长度,也就是2.5-3米后,一下就起来了。由于此前60多次试验,模型不是抬不起来,就是不安定,大家就兴奋地喊:“抬起来了,抬起来了。”所谓“抬式”就是这麼来的。我们把影片送到当阳13师师部,当时的空军常乾坤副司令正在那里。他是个老学者,当时部队正搞“夺权”,他不愿参与,就去下面看看有没有什麼新东西。大伙就把试飞影片给他看,他说很好。正好北京有一个关于航空工业的会议,就叫我们去表演。来了一架专机到郑州,把我们的模型小组和模型一起拉到北京。表演非常成功,别人的飞机是顺着跑道起飞,我们横着就能起飞着陆。

  表演之后,常副司令要求照着模型做一架飞机,把任务下达给西北工业大学,西工大保证当年设计、当年上天。当时提出,“拾式”飞机要全国大协作,各个厂所“共同抬”,热火朝天地干了起来。需要哪个工人、技术人员、设备都可以打报告抽调,模型也吹过了风洞,机头的木模也做了出来,就准备造飞机了。到了1971年,因为林彪叛逃事件,要“肃清林彪的干扰”,因此整顿、调整,所有工作都停了下来,我又回到部队。

  此后,四川安县气动发展中心的技术员许光明让项目峰回路转。他在西工大时看过我们的飞机,后来写信问我飞机的情况,我说下马了。当时航空工业的人对很多项目都轻易下马多有抱怨。他就通过单位写信给李先念,说很有希望的一个试验,不知为什麼停下来了。李先念回了三页纸的批复,说:过去航空工业搞不好是林彪干扰,现在干扰没有了,再搞不出来就是我们的责任了,并提议全国大协作,在材质、设备方面都要给予支援。

  1974年,叶正大主持的国防工办在北京和平宾馆开会,空海军、航空工业部、六院等单位参会,会上读了许光明的信,并把我们找来汇报。汇报后,大家认为试验很有必要搞,但提出能不能不搞运输机,搞国家急需的战斗机。我们还是选择与西工大协作,因为该校无人机水平比较高。

  1975年,三机部下达768号文件,确定“抬式”飞机为国家重点科研项目,代号“751”,要求各单位协作。我们一方面搞风洞试验,一方面搞了一个自由飞模型,相当于现在的无人验证机。当时的模型是在后部装活塞发动机。

  1976年在新乡做了无动力空投滑翔试验,1978年做出能完成全过程、遥控、还能在地面遥测的模型。但试飞刚成功,遇到“粉碎四人帮”,研制经费没有了,就停下来。1979年,空军在北京大雅宝招待所开论证会,拨了2万元让我们去哈尔滨继续风洞试验。哈尔滨的试验,由我主持,没有其它协作单位,彻底贯彻了我在气动方面的想法,做的效果反而最好。不过最终,后续经费问题还是无法解决。

  后来机构变了,空军科研部变成装备部,支持的领导和人员也有人事变动,因此这个项目也没说下马,但停下了。部队也催促我快回来飞行,否则就停飞了,于是我最终又回到部队。

  整个“抬式”飞机的发展过程就是这样。

  记:“抬式”在试验时遇到的最大问题是什麼?

  程:在上街试验运输机模型时,最大困难是配平和安定的矛盾。前翼升力小了,不配平。升力大了,焦点前移,飞机就不安定,其表现就是一起飞,控制不住,就一直抬头,最后啪的一下坐下来。后来慢慢找到规律,就是一定不要单独增加前翼升力,而是主动加强前后翼之间的干扰,不是像“萨博”37那样单纯靠前翼脱体涡,到一定迎角破裂,就完了。我们的设计是在需要时脱体涡就诱导产生出来,而且要送到哪就送到哪。

  傅前哨同志曾提出从前翼粘一条侧板一直延伸到后面,认为有可能把前翼脱体涡带到后面,但做了风洞试验却发现,侧板一到后翼上面,涡是反的。因为后翼上面是低压区,脱体涡到了它上面变成附着涡了。当然,这样设计减少了干扰阻力,相当于翼身融合体,把前翼的脱体涡和翼尖涡稳定住了。

  在我们试验的同时,1976年美国搞了“海玛特”HiMAT验证机,就是RPRV——遥控的研究性质的飞行器,我们的模型机实际就是这种性质。

  记:操控问题容易解决吗?

  程:很好解决,我们在上街的线操纵模型,操纵很灵敏。引气问题当时是个难题,现在看,用涡扇发动机较容易解决。当时计划是从涡喷6发动机压气机后引喷流,但引气多了,发动机推力会受影响,增加专门引气的小发动机又不合算。现在就简单了,直接从涡扇发动机外涵道引两股喷流,而且喷流还是低温的,不会烧坏机身材料。

  记:鸭式最早是哪国先搞的?“抬式”今后有没有前景?

  程:鸭式最早是美国搞的,莱特兄弟就搞鸭式布局,但鸭式近距耦合是瑞典先搞出来的。我认为“抬式”用于四代飞机是比较理想的,因为四代机要解决高机动,尽量增加可用升力。实际现在的飞机机动性是围绕飞机纵轴和延着飞机纵轴的机动性。

  例如歼-10,就可以做相关引流吹气试验,其盘旋半径、起飞着陆距离完全可以进一步缩短,气动外形也不用改变。现代飞机机动主要就是盘旋半径和最大可用升力。我们当年在试验时,喷流可用开关控制大小,实际真正应用后,完全可以调节为最佳喷流量一直喷,不用调节。但对于第六代战斗机,“抬式”也许就不适应了。俄罗斯苏-35可以向后翻筋斗,但只是特定状态下。包括俄五代机T-50,很多国家在研究水平螺旋或小半径水平转弯。现在的飞机一蹬舵就侧滑,无法水平转弯。我们最近试验了一个圆翼无人验证机,能水平转弯。   超视距攻击更需要战斗机超机动,具备直接升力、直接侧力这些非常规机动能力的飞机,今后才有可能躲避导弹。例如导弹打过来,我机突然直线上升就能规避。现在靠转弯肯定是不易躲避导弹了。现在的优势是操纵问题解决了,如矢量推力,飞机发动机体化控制技术等。

  记:当年歼-9战斗机方案也是采用鸭式布局,有什麼特点?

  程:歼-9的设计思路不是解决机动性,而是提高升限。当时外国搞双三飞机(3倍音速,30000米升限),我们低一些搞双25(2.5倍音速,25000米升限)。但发现达到最高升限时,升降舵向上翘,增加了一些阻力,如前面加鸭翼,有一个抬头力矩,升降舵就可以放平,继而可以减少阻力。歼-9的鸭翼是远间距,而且是固定不动的。

  记:美国现役飞机没有鸭式,均为常规布局,您认为鸭式和常规布局那个更好一些?

  程:高机动战斗机鸭式布局还是好一些,当然,美国用边条、矢量技术也能达到高机动。歼-10增加了一个升力面,但后缘襟翼起不到增升作用。美国的常规布局,靠后缘襟翼增升效果也很大。或者采用三翼面,也可解决配平问题,但翼面太多阻力也增加了,隐身性能降低。总之各有各的选择,看自己的技术积累。比如当年二代机追求高速,多用三角翼或后掠翼,但F-104反而用小展弦比梯形翼,机翼很薄,只有两个刀片的厚度。我们航空博物馆在接收F-104时,其机翼前缘还包着布,防止伤人。但叶正大给我看过F-104的数据,它的力矩曲线是直的,重心是安定的。

  记:F-104不是有“寡妇制造机”的绰号吗?

  程:F-104那麼小展弦比,机翼很薄很窄,容易失速,低速操控性肯定不好,所以飞机失事多在着陆的时候。但该机设计师约翰·凯利不承认这个飞机不好。

  记:“抬式”飞机艰难的研制经历,其经验教训是什麼?

  程:我国以前过于强调研制飞机就一定要使用,对验证机不重视。我们往相关学报投稿论述自己的研究成果,学报说不明白,不给登。为了在杂志上发表成果,我们和一些航空刊物谎称是外国的理论,杂志就给登了。这说明我们过于重视外国的研究,忽视自己的创新,当然现在有所改观。

  在研制期间,总是受各种政治运动和事件影响,效率不高,经费也无法持续。例如,“抬式”飞机不是鸭式飞机,只有引气才是“抬式”飞机,吹气可使升力提高60%,但吹气试验很多时候都无法做。

  我们建国后也有很多创新和探索。例如徐舜寿主持设计的歼教-1就有很多创新,一上来就是一个喷气式基础教练机、两侧进气设计,这在后来都成了主流。记得当时苏联专家坚决反对两侧进气,说飞行员两个耳朵呼呼作响,但现在看俄罗斯战斗机全是两侧进气。

  记:现在看苏联很多技术也是对西方亦步亦趋,我们今后发展还是要依赖于自主创新。谢谢您接受我们的采访。

  程昭武,1932年生,北京人,中国航空博物馆飞行技术顾问兼航空史研究员,中国航空史研究会副秘书长。

  1947年参加中共领导的革命工作,曾在中共北京市委任干事、秘书等职务。

  1955年参加空军,毕业于第六飞行学院。既是一名优秀飞行员,又是一名出色的飞行气动工作者。1966年首先提出“抬式”飞机气动设计概念。1987年离休后,参与创建中国航空博物馆,主持编研室工作,做出了重要贡献。曾编写和翻译多种飞行教材200余万字,出版《中国名机珍藏》等多部著作。

  记者(以下简称记):包括我在内,很多军迷不了解751战斗机,也不知道什麼叫做“抬式”飞机,您能先介绍一下吗?

  程昭武(以下简称程):好的。常规布局的飞机,水平尾翼在后面,机翼升力在后部产生一个低头力矩,水平尾翼翘起来产生一个负的升力,和一个抬头力矩,取得平衡。鸭式布局等于把水平尾翼放在前头,从重心来说这个前翼是个抬头力矩,后翼是低头力矩,是由两个正的升力配平的。

  记:很多专家认为鸭式布局的平衡并不容易。

  程:是的,鸭式飞机好像是多了一块升力,少了一块负升力,可以缩短滑跑距离,提高升力。但实际搞过鸭式的人都知道,它有两个不好解决的问题。

  第一个是,气流经过前翼后向下洗,降低主翼的升力,有时甚至把前翼产生的正升力全部抵消。另外,在各个不同的迎角和状态下,对后翼的干扰不一样。所以鸭式飞机的力矩曲线非常混乱,在过去没有电传操纵、只是利用飞机自然安定性的年代,很难保持适合的重心。

  第二个问题是,前翼在前面,配平能力不足,反而限制后翼增升。如没有前翼,机翼可以放下后缘襟翼增升,普通布局水平尾翼力矩比较长,可以配平。而鸭翼即使采用最大迎角,也很难配平后缘襟翼向下的偏转,有时还上翘(见图)。

  记:那您就想到了用新的办法。

  程:“抬式”飞机就是要想办法解决鸭式飞机的不足。就是综合利用动力装置的能量,解决前翼的配平能力,比如喷流、滑流。不仅要前翼配平能力强,还要给后翼弥补升力,两头“抬”。如果是战斗机,就在鸭翼的后缘设一个喷嘴,从发动机的压气机后面引一些高压喷流出来,诱导出前翼的脱体涡,将其一直引导到后机翼上,这样,前后机翼的升力都增大了,力矩曲线就是一个直线。

  但不能说吹气就是“抬式”。美国人也做过吹气试验,从前翼前缘吹,结果飞机变得不安定,就把重心前移,但前翼升力增大,后翼受下洗,小个的前翼反而担着主要升力,后翼等于成了一个尾翼,就不合算了。但我们的“抬式”升力曲线是直线上升,这是很难得的。

  记:这个布局算我们独创的吗?

  程:应该算独刨,吹气试验虽然美国在我们之前,启发了我们,但他们并不成功,而我们成功了。美国人发现效果不好后,就放弃了。我们经过摸索,是从前翼后缘、主翼前襟翼拐角45度吹出来,效果很好。

  所以,总结我们的经验就是,综合利用动力装置的能量,来主动诱导和加强前后翼之间的有利干扰,还能够弥补前翼对后翼的下洗损失,保持焦点的稳定,发挥“两头抬”的积极作用。

  记:这个构想最初是如何萌生的呢?听说是和您从事滑翔运动有关?

  程:1958年,正值“大跃进”,体育界也要“大放卫星”、“打破世界纪录”。可是滑翔纪录很难打破,世界纪录是留空50多小时,我们只有几小时,而且我们的滑翔机也比较落后,都是外购波兰的。所以,当时就从空军各战斗机航校分别调一名素质好、肯钻研的同志集合在一起,希望打破滑翔世界纪录。

  当时我在北京南郊的第六航校当教员,被抽调出来,此外还从运输机部队抽调了3名女飞行员。我们经过努力,虽然仍未创世界纪录,但是我的夫人创造了国内纪录,且至今仍未被打破——在没有动力装置,只依靠气流的情况下,滞空8小时零9分钟。我们是利用太阳晒地面产生的热气流,但是太阳一下山,这个热气流就没有了,无法滞留更长时间。国外是利用山坡气流,例如风可以刮3天,就利用这个风力长时间留空。

  当时滑翔机由飞机牵引起飞,每天在天上磨,我们就感觉普通布局飞机需要升力时,尾翼却要付出10%-20%的负升力,效率低。当时就想我们应该自己设计滑翔机,于是看了很多飞机设计书,发现国外试验表明,两个机翼离的很近就会产生有利的干扰。当时还不清楚具体原理,只是觉得如果前后有两个翼面,飞机大迎角时升力大,小迎角时阻力小、速度快,很符合我们创纪录的需要。

  1959年由于经济困难,我们解散回部队,我继续当教员,但我一直想这个问题,就是设计一种飞机,两个翼面抬着飞。我在航校时也想做个模型,但工作很紧张,不允许。整整10年后,1969年为了照顾我和爱人在一起,我被调到运输机部队,当时在团司令部值班,看了很多航空杂志,那时的热门就是瑞典的“萨博”37飞机。原来的鸭式布局为了配平,都把前翼放得离主翼很远,“萨博”37放得很近,反而找到了有利干扰。这个有利干扰慢慢弄明白了,就是前翼的脱体涡给后翼增升,所以能拉很大迎角。

  当时我看了相关报道后很激动,就给部队打报告想做试验。因为当时部队所在地郑州有个航模俱乐部,其成员都非常想做模型,但由于文革,只能改做毛主席像章等。我希望和他们一起做模型,搞试验。当时的16师师长王洪志很支持,并希望我做全过程试验,包括起飞、上升、平飞、下滑、着陆。1969年11月7日,我带着部队介绍信来到郑州附近的上街,和伞兵部队的人说明来意。由于我在运输机部队,当时首先是想做运输机模型。我说我设计的飞机可以多运人员,飞行速度快,还能短距起降。他们一听很高兴,就集合了8个航空模型运动员,2个航海模型运动员协助。怕别人打扰,还专门给我找了一间屋子搞试验。我们把航模运动员的能耐都发挥出来了,用纸模型来找飞机的焦点,又用线模型解决操纵问题,用木质滑翔机模型试验气动效率、升阻比。第一次试验,模型机就顺着气流飞出很远,失踪了。我们只好根据气象资料依据风向寻找,最终找到。   这些成功鼓舞了我们,前后做了60多次试验,但存在一些安定性的问题,很多地方无法准确计算,比如滑流。我们找了很多书,如苏联奥斯道斯拉夫斯基的书。真正成功完成全过程是在1970年5月27日,此时已过去近半年时间。在这期间,大家积极性很高,白天试飞,晚上加班。

  当时运-9运输机设计组(航空工业部的一个类似今天运-20的四发喷气运输机项目)去部队征求意见,我们把想法一说,他们很感兴趣,让我们试飞时一定要拍摄下来,以备今后分析。我们没有摄影机,就把飞机上的照相枪改装成摄影机,它是每秒16格的,真正摄影机是每秒32格,但也能观看。试验时,模型机滑跑了一个半机身的长度,也就是2.5-3米后,一下就起来了。由于此前60多次试验,模型不是抬不起来,就是不安定,大家就兴奋地喊:“抬起来了,抬起来了。”所谓“抬式”就是这麼来的。我们把影片送到当阳13师师部,当时的空军常乾坤副司令正在那里。他是个老学者,当时部队正搞“夺权”,他不愿参与,就去下面看看有没有什麼新东西。大伙就把试飞影片给他看,他说很好。正好北京有一个关于航空工业的会议,就叫我们去表演。来了一架专机到郑州,把我们的模型小组和模型一起拉到北京。表演非常成功,别人的飞机是顺着跑道起飞,我们横着就能起飞着陆。

  表演之后,常副司令要求照着模型做一架飞机,把任务下达给西北工业大学,西工大保证当年设计、当年上天。当时提出,“拾式”飞机要全国大协作,各个厂所“共同抬”,热火朝天地干了起来。需要哪个工人、技术人员、设备都可以打报告抽调,模型也吹过了风洞,机头的木模也做了出来,就准备造飞机了。到了1971年,因为林彪叛逃事件,要“肃清林彪的干扰”,因此整顿、调整,所有工作都停了下来,我又回到部队。

  此后,四川安县气动发展中心的技术员许光明让项目峰回路转。他在西工大时看过我们的飞机,后来写信问我飞机的情况,我说下马了。当时航空工业的人对很多项目都轻易下马多有抱怨。他就通过单位写信给李先念,说很有希望的一个试验,不知为什麼停下来了。李先念回了三页纸的批复,说:过去航空工业搞不好是林彪干扰,现在干扰没有了,再搞不出来就是我们的责任了,并提议全国大协作,在材质、设备方面都要给予支援。

  1974年,叶正大主持的国防工办在北京和平宾馆开会,空海军、航空工业部、六院等单位参会,会上读了许光明的信,并把我们找来汇报。汇报后,大家认为试验很有必要搞,但提出能不能不搞运输机,搞国家急需的战斗机。我们还是选择与西工大协作,因为该校无人机水平比较高。

  1975年,三机部下达768号文件,确定“抬式”飞机为国家重点科研项目,代号“751”,要求各单位协作。我们一方面搞风洞试验,一方面搞了一个自由飞模型,相当于现在的无人验证机。当时的模型是在后部装活塞发动机。

  1976年在新乡做了无动力空投滑翔试验,1978年做出能完成全过程、遥控、还能在地面遥测的模型。但试飞刚成功,遇到“粉碎四人帮”,研制经费没有了,就停下来。1979年,空军在北京大雅宝招待所开论证会,拨了2万元让我们去哈尔滨继续风洞试验。哈尔滨的试验,由我主持,没有其它协作单位,彻底贯彻了我在气动方面的想法,做的效果反而最好。不过最终,后续经费问题还是无法解决。

  后来机构变了,空军科研部变成装备部,支持的领导和人员也有人事变动,因此这个项目也没说下马,但停下了。部队也催促我快回来飞行,否则就停飞了,于是我最终又回到部队。

  整个“抬式”飞机的发展过程就是这样。

  记:“抬式”在试验时遇到的最大问题是什麼?

  程:在上街试验运输机模型时,最大困难是配平和安定的矛盾。前翼升力小了,不配平。升力大了,焦点前移,飞机就不安定,其表现就是一起飞,控制不住,就一直抬头,最后啪的一下坐下来。后来慢慢找到规律,就是一定不要单独增加前翼升力,而是主动加强前后翼之间的干扰,不是像“萨博”37那样单纯靠前翼脱体涡,到一定迎角破裂,就完了。我们的设计是在需要时脱体涡就诱导产生出来,而且要送到哪就送到哪。

  傅前哨同志曾提出从前翼粘一条侧板一直延伸到后面,认为有可能把前翼脱体涡带到后面,但做了风洞试验却发现,侧板一到后翼上面,涡是反的。因为后翼上面是低压区,脱体涡到了它上面变成附着涡了。当然,这样设计减少了干扰阻力,相当于翼身融合体,把前翼的脱体涡和翼尖涡稳定住了。

  在我们试验的同时,1976年美国搞了“海玛特”HiMAT验证机,就是RPRV——遥控的研究性质的飞行器,我们的模型机实际就是这种性质。

  记:操控问题容易解决吗?

  程:很好解决,我们在上街的线操纵模型,操纵很灵敏。引气问题当时是个难题,现在看,用涡扇发动机较容易解决。当时计划是从涡喷6发动机压气机后引喷流,但引气多了,发动机推力会受影响,增加专门引气的小发动机又不合算。现在就简单了,直接从涡扇发动机外涵道引两股喷流,而且喷流还是低温的,不会烧坏机身材料。

  记:鸭式最早是哪国先搞的?“抬式”今后有没有前景?

  程:鸭式最早是美国搞的,莱特兄弟就搞鸭式布局,但鸭式近距耦合是瑞典先搞出来的。我认为“抬式”用于四代飞机是比较理想的,因为四代机要解决高机动,尽量增加可用升力。实际现在的飞机机动性是围绕飞机纵轴和延着飞机纵轴的机动性。

  例如歼-10,就可以做相关引流吹气试验,其盘旋半径、起飞着陆距离完全可以进一步缩短,气动外形也不用改变。现代飞机机动主要就是盘旋半径和最大可用升力。我们当年在试验时,喷流可用开关控制大小,实际真正应用后,完全可以调节为最佳喷流量一直喷,不用调节。但对于第六代战斗机,“抬式”也许就不适应了。俄罗斯苏-35可以向后翻筋斗,但只是特定状态下。包括俄五代机T-50,很多国家在研究水平螺旋或小半径水平转弯。现在的飞机一蹬舵就侧滑,无法水平转弯。我们最近试验了一个圆翼无人验证机,能水平转弯。   超视距攻击更需要战斗机超机动,具备直接升力、直接侧力这些非常规机动能力的飞机,今后才有可能躲避导弹。例如导弹打过来,我机突然直线上升就能规避。现在靠转弯肯定是不易躲避导弹了。现在的优势是操纵问题解决了,如矢量推力,飞机发动机体化控制技术等。

  记:当年歼-9战斗机方案也是采用鸭式布局,有什麼特点?

  程:歼-9的设计思路不是解决机动性,而是提高升限。当时外国搞双三飞机(3倍音速,30000米升限),我们低一些搞双25(2.5倍音速,25000米升限)。但发现达到最高升限时,升降舵向上翘,增加了一些阻力,如前面加鸭翼,有一个抬头力矩,升降舵就可以放平,继而可以减少阻力。歼-9的鸭翼是远间距,而且是固定不动的。

  记:美国现役飞机没有鸭式,均为常规布局,您认为鸭式和常规布局那个更好一些?

  程:高机动战斗机鸭式布局还是好一些,当然,美国用边条、矢量技术也能达到高机动。歼-10增加了一个升力面,但后缘襟翼起不到增升作用。美国的常规布局,靠后缘襟翼增升效果也很大。或者采用三翼面,也可解决配平问题,但翼面太多阻力也增加了,隐身性能降低。总之各有各的选择,看自己的技术积累。比如当年二代机追求高速,多用三角翼或后掠翼,但F-104反而用小展弦比梯形翼,机翼很薄,只有两个刀片的厚度。我们航空博物馆在接收F-104时,其机翼前缘还包着布,防止伤人。但叶正大给我看过F-104的数据,它的力矩曲线是直的,重心是安定的。

  记:F-104不是有“寡妇制造机”的绰号吗?

  程:F-104那麼小展弦比,机翼很薄很窄,容易失速,低速操控性肯定不好,所以飞机失事多在着陆的时候。但该机设计师约翰·凯利不承认这个飞机不好。

  记:“抬式”飞机艰难的研制经历,其经验教训是什麼?

  程:我国以前过于强调研制飞机就一定要使用,对验证机不重视。我们往相关学报投稿论述自己的研究成果,学报说不明白,不给登。为了在杂志上发表成果,我们和一些航空刊物谎称是外国的理论,杂志就给登了。这说明我们过于重视外国的研究,忽视自己的创新,当然现在有所改观。

  在研制期间,总是受各种政治运动和事件影响,效率不高,经费也无法持续。例如,“抬式”飞机不是鸭式飞机,只有引气才是“抬式”飞机,吹气可使升力提高60%,但吹气试验很多时候都无法做。

  我们建国后也有很多创新和探索。例如徐舜寿主持设计的歼教-1就有很多创新,一上来就是一个喷气式基础教练机、两侧进气设计,这在后来都成了主流。记得当时苏联专家坚决反对两侧进气,说飞行员两个耳朵呼呼作响,但现在看俄罗斯战斗机全是两侧进气。

  记:现在看苏联很多技术也是对西方亦步亦趋,我们今后发展还是要依赖于自主创新。谢谢您接受我们的采访。


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