战斗机试飞尾旋为什么风险那么大「战斗机试飞尾旋为什么风险那么大」

编者按：

1998年3月23日，横空出世的歼-10飞机原型机01架在四川成都成功首飞！该机全新的空战理念、四大关键技术、创新性设计、制造和试飞技术融于一身，堪称“创新机”“精品机”。就此歼-10成为了我国航空工业创新成果爆发式、井喷式发展的有力呈现。

20年岁月，从初露峥嵘到一代名机，我们已无法想象奋战在航空工业一线的科研人员，克服了多少困难才迎来如今的辉煌。今天就让我们与歼-10试飞员徐勇凌，共同追忆那段闪光的岁月。

文字实录：

作为我们中国的试飞员，有机会能够出国去学习、训练，对于我们的试飞职业成长我觉得非常关键。那么1993-1994年间我有机会成为中国首批在国外，完成全科试飞员培训的三名国际试飞员之一。其实在我们去俄罗斯之前，国家已经先派雷强和卢军同志去俄罗斯学尾旋。后来卢军同志牺牲以后，再选派两人就是李存宝和李中华。这些人，后来都成为我们三角翼飞机、教-8飞机、歼-10飞机，包括很多二代战机尾旋试飞的，中国第一批人。

雷强、李中华、李存宝是中国第一批尾旋教员。（图片来源：截图）

那么尾旋试飞这项技术，其实它的难度在于：如果你的反尾旋的这些技术不过关，那么尾旋试飞本身是有巨大风险。尾旋改不出来那么飞机就会坠毁，所以尾旋试飞是一项专项的技术。那么我们当时派雷强、李存宝、李中华到国外去以后，在俄国教官的带领下，他们获得了尾旋教官的资格。所以，回国以后也带我们国内的试飞员，包括部队的飞行员去完成尾旋的驾驶技术。

我有幸和李存宝、李中华一起，他们两位作为教员，我坐在前舱作为学员，由中国的教员带飞尾旋。当然在俄罗斯之前我也在俄国教官带飞下飞过尾旋，那是体验飞行，那么在中国，在李中华、李存宝的带飞下我们进行了一个大概十几个架次的，一个比较系统的尾旋训练。通过尾旋训练，我们对于飞机在尾旋过程中的动态了解的更加清楚。

飞机的尾旋运动并不是一个简单的、固定不变的运动，飞机每次进入的尾旋状态都各不相同，因此尾旋运动充满了随机性和复杂性。另外尾旋的改出方法会根据进入尾旋的状态不同而有所不同。

当时李中华、李存宝他们在国外正飞、倒飞的尾旋，包括二代机、三代机都飞了。那么这个尾旋试飞技术掌握以后，我们并不是很快就进入了尾旋试飞。毕竟这个科目对中国的试飞界来讲是一个全新的东西，所以我们首先要进行无人机的投放。

用无人机在真实的大气环境下投放下去以后，就像把大气环境做一个风洞试验，用无人机在大气环境中做风洞试验，然后获得尾旋的这些数据，为我们有人驾驶的状态下进行二代机和三代机的尾旋试飞，打下基础。

后来，突破三角翼尾旋禁区是李存宝和李中华。他们两个人驾驶着我们经过改装的歼教-7飞机完成了一个全系统的尾旋试飞，后来又在歼-10等飞机上完成试飞。这样，填补了我们国家在科研试飞中尾旋试飞空白。

那么，我自己其实对尾旋做了一个非常系统的研究。大家看到这个米格-23尾旋试飞报告，这个是在1995年飞行力学杂志上发表的一篇文章。这篇文章的发表其实一个是得益于我在俄罗斯飞了米格-23的尾旋，获得了米格-23尾旋的飞行曲线。第二个就是说第一次写学术论文，在飞行力学这样的国家顶级的学术刊物上要发表一篇论文实际是很难很难的。尤其是第一篇，不要说你的理论、公式，就是一个基本的论文的格式也不了解，这一篇文章改了五十多稿，最后这篇文章发表。文章发表以后，对我的试飞事业、学术研究是一个零的突破，后来我在航空科技领域的很多专业上发表了自己的论文

随着三代战机技术的出现，严格意义上来讲，三代战机在飞行中不容易发生尾旋事故，但是在极限状态下，或者当飞控系统发生故障，三代机依然会发生尾旋事故。人类突破尾旋至今已经过去几十年，但是尾旋事故依然在威胁着战斗机和飞行员的安全。因此对于尾旋的探索研究还将继续。

飞行器进入失速尾旋状态。（图片来源：截图）

在这边我们给大家做一个简单的科普，就是一架飞机它为什么会进入螺旋，或者叫尾旋状态？那么首先讲讲尾旋是一个什么的态势。

尾旋是飞机的迎角超过临界迎角后，发生的一种连续的、自动的旋转运动。尾旋是一种非正常飞行状态，进入此状态时飞机沿着一条小半径的螺旋线轨迹，一面旋转、一面急剧下降，因而十分危险。

那么一个金属物体它怎么会进入螺旋状态呢？很多人不理解。是因为我们的飞机上面也有空气动力、也有惯性运动。螺旋实际上是在空气动力、惯性力、交感力等多个力的作用下所形成的一种特殊现象。

这种旋转的能量从何而来？在大迎角的情况下，在我们的飞机绕立轴旋转的情况下，它会形成一个交感力。打个比方，就相当于飞机前面有一个重心，后面有一个重心，两个重心。当它沿着这个轴旋转的过程中，这两个重心实际上起到一个离心力的作用，这个离心力的作用就使得飞机的旋转逐渐逐渐加快。

飞机前、后，两个重心受空气动力及惯性所致（图片来源：截图）

既然飞机的螺旋或者尾旋是旋转造成的，那么要改出尾旋首先要制止旋转。我们都知道飞机在大迎角小速度飞行过程中，各个舵面的这种气动力都很低。要通过舵面的这种偏转来消除旋转，这个效能是比较低的。所以，尾旋的改出的这种操纵动作必须绝对的极限位置。要蹬舵就要蹬到底、要压杆就要压到底。只有靠这种比较小的空气动力，把舵面偏转到极限，才逐一产生能够抵抗旋转力矩的这种能量。一旦减慢到一定程度以后，我们的飞机在俯仰方向是有安定性的，那么在旋转情况下因为有惯性交感力矩，所以机头会往上抬。一旦旋转停止以后，飞机在安定力矩作用下就会俯冲，一旦俯冲以后它的速度就会增加，速度增加以后，迎角就会减小，那么这样整个飞机就会退出螺旋。

就像我刚才所说的，每一次螺旋都有不同的状态，所以并不是说我平、中、顺，或者说反舵、推杆，这样的操纵动作每一次都能见效。所以一个是要根据尾旋的动态来决定你的改出尾旋的方法。第二个就是完成改出尾旋的动作以后，要保持住，因为它的旋转能量是逐步消失的，如果你蹬完舵、压完杆以后一会就松了，它能量又恢复，它又继续旋转，所以要等个几分钟。就像我在96年在航空知识上发表的一篇文章。我在米格-29上飞尾旋，当时飞机转了将近10圈都改不出来，最后打开差动平尾，又等了5圈最后飞机才停下来。改尾旋的过程中需要有坚持。

在这个过程中，飞机掉的高度也是非常多的。所以我们规定就是改尾旋，在某一个高度上如果改不出来，就必须停止改，如果你继续改下去，尽管尾旋改出，但是退出俯冲是要有高度的，这种高度过低还是要导致飞机坠毁。

时光荏苒，想了解更多的试飞故事，听我《烽火访谈》之“歼十时刻”，我们节目里见。

出 品：科普中国 光明网

科学顾问：张文昌 王明志

监 制：战 钊

制 片：金 赫

摄 像：肖春芳 张佳兴

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