王小峰，姜健，屈霽云

（中國飛行試驗研究院，西安710089）

重視通用飛行試驗臺建設(shè)支撐航空發(fā)動機自主創(chuàng)新

王小峰，姜健，屈霽云

（中國飛行試驗研究院，西安710089）

通過對國內(nèi)外軍用標(biāo)準(zhǔn)和適航條款中關(guān)于航空發(fā)動機高空試驗相關(guān)規(guī)定的解讀，明確了飛行試驗臺（簡稱飛行臺）在發(fā)動機研制中的地位。介紹了國外通用飛行臺及其歷史發(fā)展，探討了通用飛行臺在發(fā)動機研制中的作用。參考國內(nèi)外使用經(jīng)驗，對國內(nèi)航空發(fā)動機飛行臺進行了定位，并根據(jù)后續(xù)型號發(fā)展譜，對國內(nèi)航空發(fā)動機飛行臺的后續(xù)發(fā)展給出了建議。標(biāo)準(zhǔn)和分析均表明：飛行臺是航空發(fā)動機高空試驗的必要手段；航空發(fā)達(dá)國家重視建設(shè)系列化的通用飛行臺，國內(nèi)應(yīng)重視和加快航空發(fā)動機通用飛行臺的系列化建設(shè)。

航空發(fā)動機；高空試驗；飛行試驗臺（飛行臺）；高空模擬試車臺（高空臺）；試驗手段

1　引言

航空發(fā)動機高空試驗，是在模擬高度-速度或真實高度-速度條件下進行的發(fā)動機試驗。在美國的MIL-E-5007/A/B/C/D、MIL-E-87231、JSGS-87231A、JSSG-2007/A/B［1］等各版航空發(fā)動機通用規(guī)范，以及我國的GJB 241A-2010［2］中，均明確規(guī)定了發(fā)動機應(yīng)進行高空試驗，并指明高空試驗的手段既包括高空模擬試車臺（簡稱高空臺），也包括飛行試驗臺（簡稱飛行臺）。

航空發(fā)達(dá)國家一貫重視發(fā)動機通用飛行臺的系列化建設(shè)，俄羅斯、美國的官方試飛機構(gòu)均有系列化的航空發(fā)動機通用飛行臺。除此外，GE、P&W、R·R三家航空發(fā)動機巨頭公司，也有各自的通用飛行臺用于民用發(fā)動機取證試飛。

飛行臺作為航空發(fā)動機研制的重要試驗手段，是高空試驗不可或缺的平臺設(shè)備。盡管國外航空發(fā)達(dá)國家對飛行臺的使用已非常普遍，我國也先后建設(shè)了兩代通用飛行臺并積累了大量的試驗經(jīng)驗，但仍有必要在行業(yè)內(nèi)對飛行臺的定位進行明確并達(dá)成共識。

本文首先從軍用標(biāo)準(zhǔn)和適航條款出發(fā)，說明通用飛行臺也是航空發(fā)動機高空試驗的必要手段；其次，介紹了國外主要試飛機構(gòu)和各航空發(fā)動機公司的通用飛行臺情況，及其歷史發(fā)展和使用經(jīng)驗；最后，對國內(nèi)的飛行臺情況進行了簡介和定位。

2　飛行臺和高空臺都是高空試驗手段

2.1航空發(fā)動機高空試驗與飛行臺

航空發(fā)動機的高空試驗，是指其裝飛機前在真實高空環(huán)境或模擬高空環(huán)境下進行的整機試驗，其試驗手段包括高空臺和飛行臺兩種［3］。高空臺通過模擬發(fā)動機所在飛行高度、飛行速度、吸入的高空空氣來進行試驗，可以模擬極限大氣條件、廣闊的飛行包線范圍，安全、經(jīng)濟性好、重復(fù)性好。飛行臺，也稱為空中試車臺，是專為航空發(fā)動機試驗而改裝的試驗平臺，用于在真實大氣條件下對發(fā)動機進行研制試飛和取證試飛，是新型發(fā)動機研制過程中不可缺少的重大技術(shù)設(shè)施。飛行臺在發(fā)動機瞬態(tài)、過渡過程，諸如風(fēng)車轉(zhuǎn)速等發(fā)動機極端工作狀態(tài)確定方面有著特殊的優(yōu)勢。高空臺和飛行臺受本身技術(shù)能力的制約，在各自試驗技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮著不同作用。正是由于試驗手段各自存在的不足，迫使人們必須充分使用不同的試驗手段予以彌補。即使是在美國這樣的高空臺大國，也在不遺余力地建設(shè)飛行臺，說明飛行臺和高空臺作為高空試驗的兩種手段，各有優(yōu)點、相互補充。

航空發(fā)動機飛行臺可分為通用飛行臺和專用飛行臺。專用飛行臺也即發(fā)動機試驗飛機或發(fā)動機研究機，由小型雙發(fā)或多發(fā)飛機/直升機更換一臺現(xiàn)有發(fā)動機改裝而成，其原裝發(fā)動機與研制中的發(fā)動機的空氣流量和幾何尺寸相近。專用飛行臺需要被試發(fā)動機提供動力，氣、液、電負(fù)載系統(tǒng)采用原機系統(tǒng)，被試發(fā)動機操縱由飛行員直接控制。其改建工作量較小，因此一般由發(fā)動機型號統(tǒng)籌兼顧。

通用飛行臺一般由中大型飛機改造而成，可對多型發(fā)動機進行飛行試驗，其建設(shè)工作量非常龐大，需要國家和行業(yè)進行規(guī)劃。通用飛行臺一般有以下三個典型特征：

（1）能夠不依賴被試發(fā)動機提供動力，因而能夠保證較高的安全性。如圖1所示的俄羅斯圖-16通用飛行臺。

圖1　俄羅斯圖-16通用飛行臺Fig.1 Tu-16 general-purpose flying test bed of Russia

（2）有通用且獨立的氣、液、電負(fù)載消耗系統(tǒng)，因而能夠保證全面、安全地對被試發(fā)動機進行負(fù)載加載，如圖2所示。

圖2　外掛風(fēng)冷式電負(fù)載消耗箱Fig.2 External forced air cooling electrical load consumption unit

（3）有較寬闊和較舒適的內(nèi)部空間，以便于試驗技術(shù)艙內(nèi)操縱臺、監(jiān)控臺、測試機柜等的安裝，和空中試車員、試飛工程師的乘坐。如圖3所示的GE公司的B747通用飛行臺。

圖3　GE公司B747通用飛行臺的內(nèi)部空間Fig.3 Interior layout of GE B747 flying test bed

2.2航空發(fā)動機飛行臺試驗是軍標(biāo)規(guī)定試驗內(nèi)容

俄羅斯每研制一種新型發(fā)動機，必定要在飛行臺上進行試驗。前蘇聯(lián)空軍總司令和航空部長1984年批準(zhǔn)的《關(guān)于飛行試驗臺上進行燃?xì)鉁u輪發(fā)動機與發(fā)動機動力裝置試飛的條例》明確規(guī)定，在飛行臺上進行有人駕駛和無人駕駛飛機發(fā)動機的飛行試驗，是這些發(fā)動機進行原型機試飛的必要條件。條例中介紹，飛行臺主要用于新發(fā)動機的調(diào)整試飛和特種試驗（如武器發(fā)射對發(fā)動機工作的影響），包括高空臺上難以完成的發(fā)動機過渡態(tài)和飛機姿態(tài)、過載變化對發(fā)動機工作的影響等項目。通用飛行臺上進行的試驗是整個飛行臺試驗的一部分。如AЛ-31Φ發(fā)動機研制中，分別在圖-16通用飛行臺和蘇-27專用飛行臺上進行了試飛，試飛周期共計13年。

美國從早期的MIL-E-5007D到JSSG-2007、JSSG-2007A、JSSG-2007B等《航空發(fā)動機通用規(guī)范》和《航空發(fā)動機聯(lián)合使用規(guī)范指南》中，均在航空發(fā)動機系統(tǒng)試驗中明確規(guī)定了高空試驗。聯(lián)合使用規(guī)范指南JSSG-2007A［1］中，明確規(guī)定，在初始飛行許可階段（IFR）、全面飛行許可階段（FFR）、初始使用許可階段（ISR）、工作能力許可階段（OCR），均要進行高空試驗，試驗內(nèi)容包括高空性能點試驗、瞬態(tài)工作和功能試驗、發(fā)動機進口畸變試驗、起動和再起動試驗、風(fēng)車試驗、停車試驗。

我國的《航空渦輪噴氣和渦輪風(fēng)扇發(fā)動機通用規(guī)范》從GJB 241-87變更到GJB 241A-2010［2］，其中前者借鑒了MIL-E-5007D，后者借鑒了MIL-E-87231A和JSSG-2007等。無論是前者還是后者，均在航空發(fā)動機系統(tǒng)試驗中明確規(guī)定了高空試驗。GJB 241A-2010中明確規(guī)定，在初始飛行前規(guī)定試驗階段、設(shè)計定型試驗階段均應(yīng)進行高空試驗，且高空試驗應(yīng)在高空臺或飛行臺進行，試驗內(nèi)容包括高空規(guī)定點性能試驗、瞬態(tài)工作試驗、功能試驗、進氣畸變試驗、起動和再起動試驗、空中風(fēng)車試驗。另外，在生產(chǎn)定型階段也明確規(guī)定，如果發(fā)動機技術(shù)狀態(tài)與設(shè)計定型時不同，且其差異對發(fā)動機高空性能、功能有影響，則應(yīng)參考設(shè)計定型試驗階段的高空試驗規(guī)定補充進行有關(guān)試驗。

2.3民用航空發(fā)動機都在飛行臺上進行它機取證

民用飛機的型號合格審定在美國及我國，分別按照FAR25部、FAR23部和CCAR25部、CCAR23部進行，其中發(fā)動機部分按照E分部進行。CCAR25.903（a）（1）明確規(guī)定，每型發(fā)動機必須有型號合格證［4］，即在進行民用飛機的型號合格審定試飛前，配裝的民用航空發(fā)動機必須取得型號合格證。其型號合格取證在美國、歐洲及我國，分別按照FAR33部、EASA的CS-E和CCAR33部進行。在具體型號的審定基礎(chǔ)和符合性方法表中規(guī)定需要進行飛行驗證的適航條款。

對于民用航空發(fā)動機，其適航取證分為兩步：首先要在它機取CCAR33部的型號合格證，然后裝機隨飛機再取CCAR25部的適航合格證?？梢?，飛行臺試驗是民用航空發(fā)動機取證必不可缺的一個階段和手段。根據(jù)FAR33部和CCAR33部規(guī)定，需要進行發(fā)動機電氣和電子控制系統(tǒng)、喘振和失速特性、引氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、持續(xù)轉(zhuǎn)動、工作試驗等條款的驗證［5］。

3　航空發(fā)達(dá)國家一貫重視飛行臺建設(shè)

3.1俄羅斯、美國官方試飛機構(gòu)的通用飛行臺

俄羅斯根據(jù)發(fā)動機型號發(fā)展需求，多年來形成了龐大的航空發(fā)動機飛行臺系列。據(jù)統(tǒng)計，到目前為止俄羅斯飛行試驗研究院（ЛИИ）先后投入使用的飛行臺近200架，其中通用飛行臺30余架。從發(fā)動機飛行臺完成的任務(wù)，可以看出從蘇聯(lián)到俄羅斯多年來在航空領(lǐng)域的發(fā)展。1947年至1957年，俄羅斯飛行研究院用4架圖-2來試驗第一臺噴氣發(fā)動機，用6架圖-4來試驗轟炸機、運輸機及超聲速戰(zhàn)斗機的各種發(fā)動機。1951年至1952年，用3架圖-4分別試驗用于圖-16、M-4、米格-19、雅克-25、米格-21、雅克-28、雅克-30、蘇-7、蘇-9、別-10、米格-105試驗機等飛機的各種發(fā)動機。1953年至1957年，用伊爾-28、圖-12、圖-14試驗用于截?fù)魴C在高空加速的火箭發(fā)動機。1956年至1990年，發(fā)動機飛行臺為圖-16轟炸機，共9架之多，試驗的發(fā)動機有30多型。1975年至1990年，采用1架圖-95和2架圖-142，試驗功率更大的渦槳發(fā)動機。1987年至1996年，用1架圖-134A試驗戰(zhàn)略巡航導(dǎo)彈的小型渦噴發(fā)動機。1991年至1997年，用1架雅克-42E試驗D-236T后置發(fā)動機布局的槳扇發(fā)動機。上世紀(jì)90年代，俄羅斯飛行試驗研究院系列化建設(shè)了多型航空發(fā)動機通用飛行臺，以滿足不同型號系列發(fā)動機的試飛需求，該時期同時擁有十多架發(fā)動機通用飛行臺。這些飛行臺承擔(dān)了大量軍用和民用發(fā)動機的飛行試驗，所有新設(shè)計的發(fā)動機無一例外，包括有人駕駛和無人駕駛飛機的發(fā)動機及火箭發(fā)動機。以俄羅斯最著名的發(fā)動機通用飛行臺伊爾-76（圖4）為例，其共有7架之多，試驗過的發(fā)動機有NK-86發(fā)動機、D-18T渦扇發(fā)動機、PS-90A/P/-12渦扇發(fā)動機、D-236T對轉(zhuǎn)槳扇發(fā)動機、D-27對轉(zhuǎn)槳扇發(fā)動機、TV7-117A渦槳發(fā)動機、NK-93共軸反轉(zhuǎn)槳扇發(fā)動機、Sam146渦扇發(fā)動機、D-30kP-3渦扇發(fā)動機、Kaveri渦扇發(fā)動機等。

美國空軍試飛中心（AFFTC）也擁有Boeing 707、Boeing 727、B17、B45、B47、B50、B52（圖5）、B58、KC-135等數(shù)架航空發(fā)動機通用飛行臺，試驗過的發(fā)動機包括JT3D、JT8D、JT9D、J79、J93、TF39、F404、CF6等。

圖4　俄羅斯飛行試驗研究院的伊爾-76通用飛行臺Fig.4 IL-76 general-purpose flying test bed of Russian flight test establishment

圖5　美國空軍試飛中心的B-52通用飛行臺Fig.5 B-52 general-purpose flying test bed of American air force flight test center

3.2三大航空發(fā)動機公司的通用飛行臺

P&W公司的飛行臺，主要有MD-80、Vickers 757、2架Boeing 720（N720PW、C-FETB）、Airbus 340、2架Boeing 747SP（圖6），用于測試新型槳扇發(fā)動機、PT6等渦槳發(fā)動機、PW150渦槳發(fā)動機和中小型發(fā)動機、PW1000G驗證機、PW1200G/1500G/1100G新型齒輪傳動發(fā)動機。

圖6　P&W公司的2架Boeing 747SP通用飛行臺Fig.6 Two Boeing 747SP general-purpose flying test bed of P&W

GE公司早期的發(fā)動機空中試車都在Edwards空軍基地進行，曾用過的飛行臺有Saberliner 75A/ 80、Grumman G1、Boeing 707、Airbus A300、Boeing 727、MD-80、Lear24等。1994年開始，GE公司將1架Boeing 747-100飛機改裝為發(fā)動機通用飛行臺，對CF34-8C1、CFM56-7、GE90-115B、GP7200、GEnx等發(fā)動機進行試飛。隨著試驗型號的增多，近期GE公司又建設(shè)了1架Boeing 747通用飛行臺（圖7）。

圖7　GE公司的新Boeing 747通用飛行臺Fig.7 The new Boeing 747 general-purpose flying test bed of GE

R-R公司的發(fā)動機通用飛行臺，主要有Vulcan、VC-10、Boeing 747、Airbus 340、Airbus 380（圖8），被試發(fā)動機主要有Olympus、RB199、Trent 800、Trent 900、Trent 1000、Trent XWB等。

圖8　R-R公司的Airbus 380通用飛行臺Fig.8 Airbus 380 general-purpose flying test bed of R-R

三大航空發(fā)動機公司的主要民用大涵道比渦扇發(fā)動機，大多數(shù)在飛行臺上進行了研制試飛、預(yù)取證和適航取證試飛［6］，如表1所示。試驗內(nèi)容包括：發(fā)動機電氣和電子控制系統(tǒng)、喘振和失速特性、引氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、持續(xù)轉(zhuǎn)動、工作試驗、自然結(jié)冰等條款的驗證。

3.3國外對飛行臺的使用經(jīng)驗

GE公司總結(jié)的飛行臺重點試飛科目包括［7］：性能錄取、加減速試驗、空中起動試驗、發(fā)動機滑油系統(tǒng)及部件冷卻試飛、進氣道-發(fā)動機相容性試飛等，如表2所示。

以CF34-10在飛行臺上的研制試飛為例，大量試飛科目集中于空中起動和瞬態(tài)特性（圖9），實質(zhì)為進行FADEC調(diào)參和控制規(guī)律優(yōu)化。GE公司總結(jié)到［8］：FADEC系統(tǒng)的研制試驗，是GE公司飛行試驗臺最重要的能力之一。飛行試驗臺具有在真實飛行條件下調(diào)參來優(yōu)化控制規(guī)律的功能，控制規(guī)律能被優(yōu)化為在無憂操縱下獲得發(fā)動機的最佳性能?？罩衅饎釉囼炗幸欢ǖ碾y度和風(fēng)險，飛行試驗臺具有飛行條件下優(yōu)化燃油控制律、引氣控制律及可變幾何控制律的能力，能夠保證在較少幾個架次試驗內(nèi)就完成空中起動控制規(guī)律的調(diào)整和優(yōu)化。第一次空中起動試驗往往并不成功，后續(xù)的空中起動試驗在燃油流量由工程人員實時調(diào)整和優(yōu)化的情況下進行。歷史飛行數(shù)據(jù)有助于控制律的調(diào)整和優(yōu)化，也能使空起試驗在下一架次中成功實施。

GE公司對Boeing 747-100飛行臺的使用經(jīng)驗總結(jié)為：飛行臺具有很強的試驗?zāi)芰Γ梢栽诤艽蠓秶娘w行包線內(nèi)完成多型航空發(fā)動機的飛行試驗通過飛行臺試飛，使發(fā)動機能及時暴露問題并采取有效措施，降低研制風(fēng)險，提升技術(shù)成熟度，有助于飛機的適航取證，對新型商用航空發(fā)動機的研制和發(fā)展具有很大的價值。

表1　三大航空發(fā)動機公司典型民用發(fā)動機的飛行臺使用情況Table 1 Typical civilian aero-engine tested on the general-purpose flying test bed of three companies

圖9　CF34-10發(fā)動機的飛行臺研制試飛科目Fig.9 Flight test items on the flying test bed of CF34-10

4　重視航空發(fā)動機飛行臺建設(shè)，支撐型號發(fā)展和自主創(chuàng)新

4.1對我國航空發(fā)動機飛行臺定位的思考

（1）飛行臺是航空發(fā)動機的研制試驗手段之一，與高空臺相互補充。

如前文所述，飛行臺具有真實飛行試驗的優(yōu)勢，特別是在發(fā)動機瞬態(tài)、過渡過程，諸如風(fēng)車轉(zhuǎn)速等發(fā)動機極端工作狀態(tài)確定方面；缺點在于高度-速度包線范圍不夠?qū)拸V，相對試驗成本較高且有一定的安全風(fēng)險［9］。因此，飛行臺應(yīng)作為航空發(fā)動機的研制試驗手段之一，與高空臺相互補充、優(yōu)勢互補、相互驗證［10-12］。

表2　GE公司總結(jié)的飛行臺重點試飛科目Table 2 Major flight test items summarized by GE

（2）飛行臺試飛是研制規(guī)律科學(xué)化的具體體現(xiàn)。

對于民用航空發(fā)動機而言，發(fā)動機的適航取證分兩步走。對于軍用航空發(fā)動機而言，雖未在法律和標(biāo)準(zhǔn)層面進行兩步走的規(guī)定，但在GJB 241A-2010中已體現(xiàn)出類似思想?？蛇@樣認(rèn)為：在飛行臺上進行GJB 241A-2010規(guī)定的高空試驗，相當(dāng)于取CCAR33部的型號合格證；在原型機上進行GJB 243A-2004［13］規(guī)定的飛行試驗，相當(dāng)于發(fā)動機隨飛機取CCAR25部的適航合格證。

（3）飛行臺試飛解決的是關(guān)鍵問題而非所有問題。

由JSSG-2007B和GJB 241A-2010規(guī)定的飛行臺試驗內(nèi)容可看出，飛行臺試飛解決的是關(guān)鍵問題而非所有問題，不可能完全覆蓋發(fā)動機的包線，其重點是起動邊界的驗證和起動供油的調(diào)整、控制規(guī)律的優(yōu)化和完善、關(guān)鍵系統(tǒng)可靠性的確認(rèn)等關(guān)鍵問題，通過飛行臺試飛完善研制手段，為設(shè)計服務(wù)。

4.2我國航空發(fā)動機飛行臺的歷史發(fā)展

我國先后建設(shè)了兩代航空發(fā)動機通用飛行臺。1965年，當(dāng)時我國自行研制的某發(fā)動機已進入地面試驗階段，另一型渦扇發(fā)動機也在擬定發(fā)展中。為完成發(fā)動機飛行前規(guī)定試驗，原航空工業(yè)部決定將某飛機改裝成飛行臺，即086號通用飛行臺（圖10，現(xiàn)已退役），并在炸彈艙內(nèi)加裝了可收放式發(fā)動機試驗吊艙及機載數(shù)據(jù)采集記錄系統(tǒng)等。該通用飛行臺建設(shè)時充分考慮了通用性和安全性，先后對多種型號發(fā)動機進行過飛行試驗，試驗項目有發(fā)動機風(fēng)車特性試驗，發(fā)動機空中起動試驗，發(fā)動機加減速試驗，加力燃燒室接通、切斷和工作穩(wěn)定性試驗，發(fā)動機防喘系統(tǒng)試驗，以及導(dǎo)彈噴流模擬試驗等，為我國航空發(fā)動機的研制和改進、為新型飛機的安全飛行和定型、為航天和能源事業(yè)的發(fā)展做出了重大貢獻。

圖10　086號飛行臺Fig.10 No.086 general-purpose flying test bed

我國航空發(fā)動機飛行臺建設(shè)的成功，與我國航空發(fā)動機事業(yè)奠基人之一的吳大觀同志的大力支持密不可分?；趯娇瞻l(fā)動機研制的深刻理解，吳老生前曾多次呼吁：“一定要把中國新的發(fā)動機空中試車臺搞上去”。在他的直接支持下，我國第二代通用飛行臺研制納入了國家“八五”規(guī)劃。中國飛行試驗研究院經(jīng)歷多方論證，最終選擇某型運輸機作為我國新一代通用發(fā)動機飛行臺。該型運輸機有以下優(yōu)點：

（1）更大的機體空間。意味著可以容納更多的測試設(shè)備，不僅可以提供更多的相關(guān)測試數(shù)據(jù)，而且最大程度地減少了飛行架次，降低了試飛成本。

（2）更大的最大起飛質(zhì)量。意味著測試發(fā)動機對飛行臺本身的推力軸線影響很小，更大程度地保證飛機的操縱性和穩(wěn)定性不受測試發(fā)動機的影響；可以測試推力更大的發(fā)動機。

（3）更加安全的測試環(huán)境。該型運輸機飛行臺自身的飛行并不依靠被測試發(fā)動機提供動力，這意味著即使被測試發(fā)動機本身發(fā)生故障也不會危害到測試平臺的安全，這無疑比需要被試發(fā)動機提供動力的飛行臺更安全。

該飛行臺能夠進行發(fā)動機負(fù)載模擬-液壓加載、電加載和引氣條件下的各種常規(guī)試驗項目，以及一些特種試驗項目，如加裝熱擾動和進口流場畸變模擬系統(tǒng)等，可完成發(fā)動機吞煙試驗、進氣道/發(fā)動機/尾噴管匹配試驗等。目前，該飛行臺已對多型發(fā)動機進行了空中試飛，在我國發(fā)動機研制工作中發(fā)揮著越來越重要的作用。

4.3我國航空發(fā)動機飛行臺的發(fā)展建議

我國已成功實現(xiàn)二代機向三代機的跨越，正在努力實現(xiàn)從航空大國向航空強國的轉(zhuǎn)型。鑒于國外航空強國對動力技術(shù)的封鎖日益加劇，使得我國無師可從、無本可鑒，要擺脫困窘就必須自力更生、立足自主創(chuàng)新。要完成動力裝置研制的自主創(chuàng)新，從根本上講必須對試驗手段進行完善。

飛行臺作為發(fā)動機研制的重要試驗手段，在發(fā)動機研制中發(fā)揮著不可替代的作用，必須進行完善。盡早開展飛行試驗，驗證其在裝機條件及真實飛行環(huán)境下的工作穩(wěn)定性和可靠性，暴露設(shè)計研制過程中存在的問題和不足，以便進一步修改完善設(shè)計及制造，為發(fā)動機研制積累試驗數(shù)據(jù)，從而加快發(fā)動機的研制進度。歷史經(jīng)驗表明，發(fā)動機不進行飛行臺科研試飛，在后續(xù)飛行使用中都會出現(xiàn)大量問題，或影響后續(xù)使用，或拖延研制進度并導(dǎo)致研制經(jīng)費增加。

縱貫我國航空發(fā)動機的發(fā)展型譜，發(fā)動機型號已初步呈現(xiàn)系列化發(fā)展的態(tài)勢，發(fā)動機型號眾多、研制周期交叉重疊、時間節(jié)點無法同時兼顧。目前僅有一架通用飛行臺且其本身任務(wù)飽滿，顯然不能滿足后續(xù)型號發(fā)展的需求，系列化發(fā)展的發(fā)動機必須要有系列化的通用飛行臺支持。按照后續(xù)型號的種類和時間節(jié)點需求，應(yīng)建設(shè)系列化的通用飛行臺并至少保證3架同時在役，從而滿足軍用、民用，大型、中小型，渦扇、渦槳等不同類型系列化發(fā)展的發(fā)動機的試飛需求。

航空發(fā)動機通用飛行臺建設(shè)，主要包括載機本體改裝、試驗任務(wù)系統(tǒng)研制及配套廠房建設(shè)三大項、八方面內(nèi)容（圖11）：

圖11　通用飛行臺建設(shè)的主要內(nèi)容Fig.11 Major items of constructing a general-purpose flying test bed

（1）載機本體改裝，如機翼加強，機體結(jié)構(gòu)改裝或加強等；

（2）被試發(fā)動機短艙及試驗掛架研制；

（3）試驗任務(wù)系統(tǒng)研制，包括供電、電氣、被試發(fā)動機操縱、燃油、起動、補氧等保障被試發(fā)動機工作的相關(guān)系統(tǒng)；

（4）試驗加載系統(tǒng)研制，包括用于檢查飛機液壓、引氣及電氣負(fù)載對被試發(fā)動機工作穩(wěn)定性和性能特性影響的液壓、引氣及電負(fù)載系統(tǒng)；

（5）測試及監(jiān)控系統(tǒng)研制，包括機載數(shù)據(jù)采集、記錄、遙測發(fā)射、處理及實時顯示監(jiān)控等系統(tǒng)；

（6）設(shè)置試驗技術(shù)艙，以安裝被試發(fā)動機操縱和監(jiān)控系統(tǒng)、測試系統(tǒng)、實時數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、專用試驗系統(tǒng)設(shè)備及裝置，并保證各系統(tǒng)相關(guān)人員必須的工作條件；

（7）試驗人員生命保障系統(tǒng)研制，包括試驗人員供氧系統(tǒng)，試驗技術(shù)艙防/滅火系統(tǒng)、逃生及救生系統(tǒng)等；

（8）配套廠房建設(shè)。

可見，航空發(fā)動機飛行臺的建設(shè)是一項系統(tǒng)工程，涉及飛機平臺及試驗系統(tǒng)等諸多系統(tǒng)，需對飛機平臺進行大規(guī)模改裝，投入巨大、時間周期長，其建設(shè)必須是一種國家或行業(yè)行為。

5　結(jié)束語

（1）國內(nèi)外軍民用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定及大量事實和經(jīng)驗證明，飛行臺與高空臺一樣，也是航空發(fā)動機高空試驗的必要手段。

（2）航空發(fā)達(dá)國家一貫重視航空發(fā)動機飛行臺的系列化建設(shè)，飛行臺試飛能盡早暴露設(shè)計研制過程中存在的問題和不足，以便進一步修改完善設(shè)計及制造，并為發(fā)動機研制積累試驗數(shù)據(jù)，從而可加快研制進度。

（3）隨著我國航空發(fā)動機走上自主創(chuàng)新的道路，必須對試驗手段進行完善。根據(jù)后續(xù)系列化發(fā)展的航空發(fā)動機型號，應(yīng)建設(shè)滿足不同類型發(fā)動機試驗需求的飛行臺系列。航空發(fā)動機飛行臺建設(shè)是一項龐大的系統(tǒng)工程，需要國家和行業(yè)的巨大投入及盡早規(guī)劃。

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Significance of establishing aero-engine flying test bed for type development

WANG Xiao-feng，JIANG Jian，QU Ji-yun
（Chinese Flight Test Establishment，Xi'an 710089，China）

By explaining aero-engine altitude test definitions in domestic and foreign military standards and civil airworthiness certification codes，the status of flying test bed was indicated.The supporting role of flying test bed was illustrated by summarizing operation experience and evolution of foreign aero-engine flying test beds.In addition，the level and function of domestic aero-engine flying test bed were pointed out. Based on the future type developing program，advices were given to the establishment of domestic aero-engine flying test bed.Standards and operation experiences all indicate that flying test bed is indispensable in aero-engine altitude tests.Aviation developed countries paid much attention to aero-engine flying test bed. Importance should be attached to the development of domestic aero-engine flying test bed.

aero-engine；altitude test；flying test bed；altitude simulation test facility；test method

V271.37

A

1672-2620（2015）06-0001-08

2015-07-07；

2015-12-14

王小峰（1965-），男，陜西西安人，研究員，通用飛行臺總師、通用飛行臺系列化建設(shè)項目負(fù)責(zé)人，研究方向為通用飛行臺建設(shè)及試飛技術(shù)。