空中金刚

1952 年 5 月 2 日，一个晴朗的下午，蜂拥的人群聚集在伦敦机场，兴奋地目睹了世界上第一架喷气式客机——英国的“慧星”号客机的首航。飞机速度 800 公里/小时，从伦敦飞到罗马只用了两个半小时，一个旅客可以在伦敦用早餐，到罗马吃午饭，日落前又可以舒舒服服地回到伦敦家中，一天当中两度横越大西洋，这在当时简直是个不可思议的奇迹。于是“慧星”号的订座排满了几个月，许多民航公司争购这种奇迹飞机。一时间，“慧星”热遍全球，光照欧、亚、非。可是好景不长，在“慧星”号飞行一段时间后，不幸的灾难接二连三地降临。1954 年 1 月 10 日，一架仅飞 3000 小时的“慧星”号满载旅客从远东飞往伦敦，突然一声巨响，飞机莫名其妙被炸得粉碎，残骸落入意大利厄尔巴岛。4 月 8 日，又一架“慧星”号从罗马机场起飞，在地中海上空又解体坠毁，机上旅客和机组人员 21 人全部死亡。后来英国政府派舰队到海里打捞飞机残骸进行研究，终于发现飞机爆炸的元凶是金属“疲劳”。

由于前车之鉴，新生产出来的“慧星”号客机经受了极其严格的材料应力试验，检验官们让它接受了相当于飞行 80 年的试验，才终于同意它重飞蓝天。

重温“慧星”号的历史，足见各种试验对于飞机的极端重要性。

试验是把样品置于实际使用状态或接近实际使用状态下，观察其变化和结果以鉴定其性能是否满足要求而进行的技术实践活动。在航空产品研制过程中，需要对新设计的整机、部件、分系统等进行大量的综合性试验，如飞行试验、全机静力试验、全机疲劳试验、发动机高空模拟试验、导航和操作系统模拟试验等。通过试验可以比较逼真地检验产品是否达到预期的设计要求。

风洞试验是飞机外形设计不可缺少的手段。把飞机实物或缩比模型放在产生人工气流的管道装置里，能观测流体与物体之间的相互作用。风洞在空气动力学研究和飞行器研制中起着十分重要的作用。飞机、导弹、卫星、运载火箭等飞行器，从预先研究到外形选择，从设计定型到性能校核，其间所涉及的空气动力试验均可在风洞中完成。风洞有开路式和回流式，按气流速度分为低速、亚音速、跨音速、超音速和高超音速风洞。全世界的风洞总数达千余座，最大的低速风洞是美国国家航空航天局艾姆斯研究中心的风洞，试验段尺寸为 24.4 米×36.6 米，足以试验一架完整的真飞机。

为了迅速发展我国航空航天技术，在周恩来总理、聂荣臻元帅等老一辈革命家亲自指导关怀下，我国在四川绵阳相继建成许多座高速风洞、低速风洞、激波管风洞、热结构风洞，电弧风洞等，成为中国第一、亚洲最大、世界屈指可数的风洞群。

为检验新飞机是否达到结构设计标准，要对全机及其部件进行一系列结构试验，也称强度试验，验证飞机结构或部件，在载荷和环境条件下的状态和耐受能力。按试验内容的不同，又分为静力试验、动力试验、疲劳试验和热强度试验等。在航空发展初期，人们对飞机结构最关心的是承载能力，结构试验以静力试验为主，只进行少量的动力试验，如发动机架振动试验和起落架落震试验。从二次大战后，为了解决颤振问题，动力试验受到重视。前面提到的 50 年代英国“慧星”号喷气式客机因疲劳问题连续几次失事后，疲劳试验开始占有重要位置。在最终验证试验中，一般需要用两架飞机分别进行全机静力破坏和全机疲劳试验，虽然试验费用浩大，但对大型飞机几乎仍进行破坏试验。试验时的载荷条件需要用多点协调加载系统，需要庞大的试验室和复杂的试验设备。先进的测试设备多用电子计算机进行数据采集和处理。

飞行试验是把未来在新飞机上使用的设备或系统在经过改装的飞机上试飞，取得在真实的飞行环境下工作的数据，作为判定设计质量和进一步改进设计的依据。为节省经费，还要用装有专门记录仪器和遥探、遥测装置的模型飞机进行各种试飞，模型飞机可以从飞机、气球或高建筑物上投放，也可用火箭动力发射或从地面起飞。

推进系统地面台架试验和高空模拟试验，前者是在地面台架上对发动机的性能、结构强度、环境适应性、循环寿命等一系列内容进行的试验；后者是在地面高空模拟试验舱（简称高空台）中对推进系统进行模拟各种飞行状态（飞机高度、速度、飞行姿态⋯⋯）下的稳态和瞬态试验，目的是鉴定推进系统在整个飞行包线内的性能、稳定性和工作可靠性，确定整个推进系统的发展潜力；分析和研究推进系统的使用故障。

1995 年 11 月，我国在四川江油中国燃气轮机研究所建成一座航空发动机高空模拟试车台，经国家一次验收合格，正式投入运行。该试验台是一项投资大、技术复杂的系统工程，它的建成结束了我国没有大型连续气源高空台的历史，使我国成为世界上继美、俄、英、法等国之后拥有这种大型试验设备的第 5 个国家，为我国独立自主研制航空发动机打下了至关重要的基础。

环境试验是检查飞机、发动机和各种附件、设备在各种使用条件下的工作性能，包括在寒冷和炎热地带、高原地区、海上空域的试飞，发动机在低温和高温下的起动试验，结冰、防冰和雷击试验，腐蚀敏感性试验，外物吞

咽试验，电子设备的抗干扰能力试验等。例如欧洲空中客车工业公司生产的A310 飞机为取得俄罗斯适航当局颁发的适航证，要进行补充冷冻试验，办法是飞机在西件利亚地区——54℃温度下，停放 16 小时冷透后，飞行一次，连续做三次。

弹射救生试验是检验弹射救生装置的性能和研究弹射救生时人体生理问题的试验，包括地面弹射试验、空中弹射试验、座舱盖抛盖试验等。地面弹射试验可以在火箭滑车和地面弹射试验台上进行，空中弹射试验则在弹射试验飞机上进行。一般用假人或动物弹射，必要时也由真人进行弹射试验。

俄罗斯 K—50“噱头”武装直升机上先进的弹射救生系统历经七年的研制、试验才获得成功。当直升机无法挽救时，飞行员立即启动旋翼桨叶叶根处的爆炸螺栓，6 片桨叶顿时脱离桨毂飞散，紧接着座舱盖脱开了飞机座舱，飞行员连同座椅一起弹出座舱。美国的许多战斗机上使用了美国道格拉斯飞机公司生产的弹射座椅，从 1979 年开始使用到 1992 年 9 月，已挽救了 200 多名飞行员的生命。

研制弹射座椅的试验中，有一项是地面有速度弹射试验，这种试验一般要在火箭橇滑轨上进行。1993 年 6 月，我国在襄北平原建成国内第一条、也是亚洲唯一的火箭橇滑轨，结束了我国 22 年来一直借用普通铁路支线做高速地面模拟试验的历史。该火箭橇滑轨是两条类似于直线铁路的平行双轨，由重型钢轨焊接而成，全长 3132 米，精度达±0.2 毫米，最大速度可达 413 米

/秒，与滑橇、测试设备共同构成火箭滑橇试验系统，是研制弹射救生系统必不可少的设备。

天线试验是在微波暗室（也叫微波无反射室）里测试天线或飞行器（飞机、导弹、卫星等）的天线方向图、雷达罩性能、雷达目标散射截面及无线电系统的性能。微波暗室用锥形微波吸收材料铺设室内各壁面，吸引人射到壁上的电磁波能量，以便达到在室内某个空间建立一个接近自由空间状态的无反射区（静区），减少测试场地各种障碍物的反射及外界电磁干扰信号对天线的影响，提高测量精度。