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[科普中国]-导弹鉴定性飞行试验

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导弹鉴定性飞行试验是对导弹的作战使用性能进行考核鉴定的飞行试验。例如,按照飞航导弹研制程序的规定,在设计定型阶段要通过飞行试验对导弹及其配备设条进行考核鉴定,全面评价导弹武器系统的作战使用性能。鉴定性飞行试验也称为设计定型飞行试验。

简介导弹鉴定性飞行试验是对导弹的作战使用性能进行考核鉴定的飞行试验。例如,按照飞航导弹研制程序的规定,在设计定型阶段要通过飞行试验对导弹及其配备设条进行考核鉴定,全面评价导弹武器系统的作战使用性能。鉴定性飞行试验也称为设计定型飞行试验。使用部门委托的试验场区在征求承制单位的意见后提出鉴定性飞行试验大纲,完成试验后提出试验结果分析报告。随着地面试验技术的进步和可靠件理论的普及应用“一次试验,集中鉴定”的传统模式必将转向“分段试验,综合鉴定”的现代模式,即应根据导弹在工程研制中对作战使用性能的验证情况,确定设计定型性飞行试验的考核方案,并结合所制过程的试验数据进行系统分析和综合评定1。

飞行试验技术发展飞行器、发动机、机载设备、武器系统等在实际飞行条件下进行的各种试验以及以飞行器为试验平台所实施的航空、航天和其他领域的新概念、新理论和新技术的探索、研究、演示和验证试验统称为飞行试验。简言之,飞行试验是在实际飞行条件下,使用科学的实验方法、程序和原则去揭示实验对象的特性。因此,飞行试验是进行相关学科研究和产品试验验证的重要手段和途径。飞行试验随着飞行器的诞生而诞生,它贯彻于飞行器的设计、制造、鉴定、生产和使用全过程。借助于高精度的测试设备,从飞行试验中获得的信息可用于准确预测试验对象未来的任务能力,并优化其使用能力,为未来同类产品的研制提供数据和经验。

飞行试验按其性质和任务可分为型号飞行试验和研究性飞行试验。型号飞行试验是以特定型号的航空产品为试验对象而进行的试验,侧重于产品性能和可靠性的试验,为航空产品定型、投产和服役提供依据;研究性飞行试验侧重于基础理论和应用技术的探索、验证,为新一-代航空产品设计提供技术支持。因此,飞行试验不仅支撑航空工业的发展,而且还是引领未来航空发展的重要力量。

飞行试验是集科学性、实践性、探索性和风险于一体的行业。它涉及专业领域广、试验科目复杂、周期长、高风险、高成本、管理复杂,其真实性突出。

飞行试验经历了从定性评定到按相关标准.规范进行定量评定的发展过程。试飞领域当前面临的新的挑战和问题主要是:试飞方案越来越复杂,综合程度越来越高,必须借助于计算机辅助设计系统对试飞方案进行设计和优化;机载总线大量应用,使试飞测试系统类型和数据量急剧增加,遥测传输速率不断提高,试飞测试系统必须实现网络化;机载软件数量呈指数增加,机载软件验证的飞行试验比重增大;随着航空制造业数字化设计和制造技术的应用,数字化和虚拟试飞将成为飞行试验新的手段1。

国内外比较分析国外发展现状在军用飞机型号飞行试验方面,美国爱德华空军试飞中心按照国防部颁布的最新航空武器装备验证要求,用6年零8个月时间,飞行2546架次/4583小时,于2004年5月完成具有隐身、超音速巡航过失速机动能力和具有先进智能综合航电/武器系统的最先进的典型的第四代战机F-22的验证试飞(即定型试飞)。正在进行与F-22水平相当的F-35型飞机验证试飞,预计花6年时间,飞行6000架次/12000小时。

德莱顿飞行试验中心正在开展第五代战机拟采用的先进技术的演示验证试飞,以便为第五代战机的研制提供成熟的技术。

受民用航空合格审定机构的委托,相应的飞行试验机构按合格审定机构最新修订的适航标准完成新研民用航空产品的合格审定试飞。

我国飞行试验科学技术发展趋势借鉴美国飞行试验科学技术发展的经验,并根据我国航空科学技术及航空工业未来的发展需求,我国飞行试验科学技术将呈现如下发展趋势:

1.空一地一体化试验分析技术

为了更好地把握物理现象,提高对试飞结果的预知性,世界航空强国都建立了相应的试验前预测研究体系,即空一地一体化试验分析技术。典型的模式是:建立被试对象数据库(数据来源风洞试验结果和设计估算结果)建立数学模型+理论预测计算→自由飞模型试验或地面飞行模拟器模拟试验-被试对象飞行试验修改数据库,然后修改数学模型直至再试飞。这样可以降低飞行试验的风险,节约试验费用,提高试飞效率。

2.演示验证和试验机技术

重要的航空新技术,如电传操纵技术、推力矢量及控制、隐身设计、火/飞/推综合控制等,在用于新研型号之前,通常应在专门的试验机上进行演示验证。美国航空业走的就是这条路。美国航空界经过多年的研究、演示验证,使得上述这些关键技术达到一定的成熟度后才成功地应用于F-22。美国航空界将继续沿此方向前进。为了实现超燃冲压发动机实用化,美国空军、国防部、NASA、波音公司和普惠洛克达因公司联合研制了X-51A超燃冲压发动机技术验证机。这也是中国航空业发展应走的一条道路。

3.设计、制造和飞行试验一体化

在航空产品设计和制造阶段,飞行试验人员就应参与,为飞行试验做准备。试验人员可充分了解试验对象,设计、制造人员了解飞行试验的需求。如设计时就要考虑为试飞测试设备的装机预留空间,制造时把试飞测试中所要使用的总线、电缆、测试装置安装到位,实现总装和飞行试验改装一体化。

4.飞行试验测试技术

飞行试验测试系统朝着更大的测试能力、更强的数据传输和处理能力,更高更快的实时监控能力、更高的标准化程度和更小的体积方向发展;大型的飞行试验测试系统向着通用性、综合性。先进性方向发展;而小型系统向着专业化方向发展,以解央通用系统无法解决的特殊测试问题。

5.空天一体化

空天一体化的试飞需求把飞行试验的范围扩展到新领域,飞行试验开始从航空飞行器向航天飞行器方向扩展;跨大气层飞行器试验和-体化空天信息系统试飞将是我国未来的主要试飞内容。

6.信息化将引发飞行试验领域的变革

信息化将引发飞行试验新的变革,通过自动化、智能化、数字化和网络化技术的采用,极大地提高试验设计、测试改装、飞行、数据处理与分析、试验保障和试验管理的能力和水平。信息化引发飞行器研究、开发、试验和使用管理模式的变化,使飞行试验的综合化和一体化程度越来越高,并加速飞行试验空一地一体化进程,促进飞行试验子系统高度综合,使飞行试验结构发生变化,实施多专业综合试飞,提高飞行试验效率。

7.无人机试飞

空战无人化需要大量各式各样的无人驾驶飞行器,设计、制造和使用无人飞行器离不开飞行试验的支撑和引领。因此,无人机飞行试验将成为飞行试验的一个重要分支2。

导弹远程飞行试验目的和任务设定试验对象的主要特点及其试验与现有航区的基本关系,作为以下各部分研讨内容的限制范围。某远程舰舰导弹借助空中直升机提供的目标信息实施发射;待验最大有效射程记为L;当使用射程大于L/2时,空中直升机在适当时机再次向导弹提供该目标的新信息,对飞行中的导弹实施中继制导,导弹通过自主建立的新导航坐标系飞向目标。靶场现有海上试验舰舰、岸舰导弹的航区纵向距离均小于待验最大有效射程,依次记为(1/3~ 1/2)。

1.试验目的

舰舰导弹远程飞行试验主要包含两项:动力航程飞行试验;最大有效射程飞行试验。其试验目的分别是:

a.检验导弹在无故障、有动力条件下所能够飞行的最远距离;

b.检验导弹在无故障条件下所能够实现对典型目标保证命中精度的最大射程。

2.试验任务

为达到上述试验目的,必须在导弹飞行试验中规定相应的内容,获取相应的试验数据,通过分析评定得出试验结论。其试验任务分别是:

a.通过陆上发射自控弹飞行试验,完成导弹动力航程的飞行,获取导弹飞行时间、飞行距离、正常动力终止点扁差等试验数据,通过对试验数据的分析,检验导弹实际最大飞行距离是否达到战技指标要求;

b.通过舰载发射自导弹飞行试验,完成导弹武器系统最大有效射程的打靶,获取导弹飞行时间、飞行距离、自控终点偏差、导弹制导及命中目标情况、脱靶量等试验数据,通过对试验结果和试验数据的分析,对导弹武器系统最大有效射程能力做出评价3。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所