要技术牵引还是要型号牵引

记：在战斗机研制中，只有美国是以技术牵引为主，而欧洲、俄罗斯和中国基本都采用型号牵引。本期就来讨论一下两者优劣。先谈谈两种牵引的具体含义。

陈翔知：研制飞机在理论计算、风洞和自由飞模型这样的基础研究方法上各国基本相同，但进入到实际验证和应用过程中则存在技术牵引和型号牵引两种方法。技术牵引是根据基础研究和需求预测，以验证机为核心积累技术基础，再依据基础条件和需求来研制各型飞机。型号牵引则是先确定需求和型号技术指标，然后在指标范围内开发和验证有关技术。技术牵引在设计思想和应用过程中明显优于型号牵引，但它需要大规模飞行验证。具体讲，有空气动力和结构方面的验证机，也有发动机、飞行控制和电子设备方面的验证机，可由现有飞机改造或全新设计。验证机和最后型号之间没什么关系，外观可能根本不像。而原型机要和针对型号严格对应，外观上几乎没区别。比如原型机可以不装雷达和设备，但安装空间和接口等必须和最后型号是一致的，而技术验证机就不管这些了，可能就装一发动机或什么设备，很简陋。另外原型机在安装全部定型设备后，可能在某些性能上比验证机有下降，比如EF-2000的验证机EAP为2马赫，到了原型机EFA时就降到1.8马赫了。

李洋：最早的飞机“飞行者”就是验证机。早期的飞机都没什么使用要求，都是纯粹为了技术验证和突破。航空实用化后飞机开始出现不同需求，原型机才成为各国研制飞机普遍采用的方式。一直到二战结束前，这么长时间内没用验证机是因为飞机技术虽经几十年发展，但低速飞机的基础条件使航空技术并没超越“飞行者”的范围。而二战后期火箭和喷气动力出现后，飞机的结构、气动、控制和材料受动力变化的影响与以往完全不同，曾积累的经验绝大部分迅速过时，各国都重新进行航空技术洗牌，美国也不得不抢占超音速领域。当时美国如果用常规喷气飞机突破音速限制不是不可以，但必须先突破动力和气动设计瓶颈，而没有超音速飞行经验的情况下又不可能真正了解超音速飞机的气动和动力需要，因此搞了以实现水平超音速飞行为纯目标的X-1。X-1采用火箭动力并由轰炸机挂载起飞，这使得它设计全面简化。但就是这么简单的验证机却获得了超音速飞行的最初经验。类似验证机还包括可变后掠翼的X-5、高空高速的X-15等。

记：谈谈技术牵引的优势。

陈：美国实际上是技术验证机和原型机并行发展。西欧和苏联的技术验证机大都有为型号服务的目的，中国自行研制的方法是先确定要求并围绕型号技术指标设计，目前还没建立起利用验证机完成实践验证的体系。

美国由于技术领先，采用技术牵引并不存在实际目标的压力，完全靠自身发展的愿望。技术牵引除了可保持领先外还可用来牵制和消耗对手。美国技术牵引采用的方式最适合它自己，却未必适合对手，技术牵引产生的压力迫使对手采用同样方法来应对，等于被拖入美国的步调，对美国而言就是巨大的胜利。

比如，美国用X-29对战斗机采用前掠翼的效果进行验证，然后就其先进性能-大规模宣传。一时间前掠翼的前景被大为看好，但没多少人注意到宣传最起劲的美国却悄悄地在新型战斗机设计上放弃了前掠翼。苏联则掉入了强调机动性的陷阱。苏霍伊将苏-27出口挣的钱投入到前掠翼中，而最后返回到接近美国F-22道路的PAKAF(T-50)时已耽搁了多年没有进展。

再如推力矢量，美国是从80年代初开始大规模发展的，用F-15、F-16、F-18改装了多个验证机，还开发出研究高机动的X-31验证机。美国战斗机大规模应用推力矢量甚至纯矢量控制的无尾飞机一时成为焦点。美国在推力矢量的成熟、可靠性和飞控与矢量的综合方面远领先苏联，但它没在任何第三代机或改进型上采用：美国是将力量集中到改进航电、武器和发展第四代机上去了，当F-22因成本和技术因素放弃全向矢量二元喷管时，俄罗斯却计划为米格1.44装全向推力矢量发动机，而且为它装了14片气动控制面，米格-29和苏-27的改进型也大力采用推力矢量，投入巨资的同时飞机可靠性却降低了，还没任何收获。当时已经证明先进的导弹已能替代战斗机机动性的有限优势，而俄罗斯在没解决推力矢量、飞控与火控之间协调和适合过失速机动空战的武器之前，单纯提高过失速机动性没多大价值。从苏35返璞归真和第四代机放弃前掠翼和鸭翼就可看出俄走过的艰难弯路。

李：苏联的航空工业始终重应用轻储备，这并不是苏联设计师不知道技术储备重要，而是美国技术牵引迫使苏联设计师将实用化放到优先位置上，从而针对美国型号发展。苏联也搞过很多验证机，但基本在为型号服务，失去了创新意义。苏联常被西方戏称为“某某斯基”的装备就是这一问题的代表。

苏联早期还能通过大量试验机的支持勉强与西方抗衡，但缺乏基础验证的缺陷在第二代战斗机中暴露了出来。美国长期投入的收益使其迅速完成了第二、三代机的发展，而苏联米格23的服役时间就已落后F-4近一代，苏一27同样落后F-15近一代时间，在新一代航空技术开发上的差距正越拉越大。

陈：技术验证机的另一作用是早期验错，使得正式型号开始的时候，设计师能知道哪些技术可以用、哪些具备潜力、哪些没前途。虽然会浪费一定的资金和几架飞机，但是如果用原型机来证明这些错误，将付出更大的资金和时间的代价，甚至导致型号失败。美国技术验证机对技术观点和工艺的检验是难以替代的财富，很多技术单纯靠地面试验或计算机模拟很难把握和暴露问题。日本F-2战斗机的雷达非常先进，但正因为早期验证中缺乏系统的空中试验，所以装备后出现了有效探测距离不足和空地多功能协调存在矛盾的问题。米格23是-二代机中的先进机型，不过苏联对可变后掠翼的气动和控制掌握不够，因此米格23在飞行品质和控制方面缺陷明显，可变后掠翼的气动优势也没体现出来。

李：美国军队强大的原因之一是军工系统面对战场环境的主动性。越战时，美国空军灵活地为飞机发展不同电子对抗系统，而海湾战争中可根据需要迅速提供新的反掩体重型制导炸弹。这些成绩都源于平时的技术储备和基础研究。战争的胜负很多时候在实验室里就已决定了。

另一角度讲，美国的技术论证也得益于航空兵长期的作战经验，从使用美国装备的国家参与的战争中也可获得实战经验，这些会成为确定后继战斗机技术指标的依据。而中国航空兵长期缺乏实战，使用中国飞机的国家进行的也

都是低水平战争、因此中国航空科研非常缺乏实践依据。国内很多项目虽经过各所早期论证，但研究所在没有型号确定时所获资金不多，很难保证纯理论验证用机的发展，且验证机都有型号方向，也不易进行纯技术研究。

记：国内很多原型机下马后，其已获得的技术成果为何不能像美国的技术验证机那样被后续型号利用、而只能尘封在资料柜里?

陈：中国采用型号牵引的方式涉及面非常广，型号上马后其配套的发动机、雷达和电子设备等的开发也随即开始，附机和特设完全围绕主机型号进行，雷达的规格尺寸、能源冷却都针对型号，发动机也按飞机的性能和尺寸要求研制。型号成功代表整个配套院所和厂家成功，一旦下马，配套系统马上就因失去装机对象而下马。

中国早期采用的这套一哄而上的方式是苏联带来的，但国内没有苏联那么多专业设计所和生产企业的支持，苏联在使用中对传统思想的调整我们也没学到，所以经常出现动力或特设拖整机后腿的问题。国内现在开始采用西方式的核心机技术来开发附机和特设产品，核心机在技术上的系列化改善了机载设备的研制局面，但在气动和结构上缺乏早期验证的问题仍存在，这不但拖延试飞时间，且大量试验项目由原型机完成也对项目进展造成很大影响。歼-10在采用成品发动机的情况下还经过漫长的20年开发试验过程，根本原因就是平台本身的技术跨度过大，原型机不但要满足战术指标还要完成技术验证任务。

记：美国设计SR-71、YF12、XB-70等很多型号时都是以探索者的面貌出现，这和中国技术人员在自行摸索技术途径方面有何区别?

李：中国航空技术人员的能力和热情不比美国同行差，但技术积累和经验不足导致创新能力不强，解决复杂问题时的眼界和想像力远比不上国外同行。歼-8在定型试飞后期存在问题较大的跨音速抖振现象，设计人员采用在作动筒上加阻尼器和加强结构的方法并没从根本上解决问题，最后还是参考米格-23同样部位的处理方法，采用沿可动面方向增加角材控制气流的方法解决的。米格23解决类似问题时用的方法非常简单直接，我们却在这个问题上被卡了那么长时间并浪费了很多精力。

中国在引进苏27后确-实获得了第三代战斗机的参考经验，但苏27的设计思想、气动布局和机体结构方面早已表现出落后之处。俄自己对苏-27的后续改进中已有很多大改，苏-47(S-37)虽然用前掠翼，但它在技术思想方面仍可看成是苏-27的改良。战斗机的设计应随技术和战术而变化，但国内在开发类似苏27的型号时却不敢对“经典”进行大变化，亦步亦趋地走别人的旧路甚至错路，虽然有想尽快形成战斗力的因素，但这种跟随的科研方式与缺乏创新勇气是分不开的。

陈：在体制上，美国的技术验证机没有明确的实用化要求，成败不牵涉到经济利益，设计人员就敢发挥想像力去追求突破。美国的型号竞争不是不激烈，多个曾成绩显赫的航空企业都因产品失败而被市场淘汰。这对企业很残酷，但一般不会影响到技术人员，也没听说哪个失败型号要让设计师负技术以外的责任。而中国的设计单位要承受生产厂和配套厂利益的压力，型号失败要使上万人的生计受到影响，没几个设计师在这种压力下敢用缺乏验证的技术。型号设计中不可能不对各性能指标进行取舍，但对哪方面性能进行平衡恰恰要靠早期验证做出结论，依靠纸上计算或者风洞模拟在决策的准确性方面存在很多问题。

记：基础研究上的落后往往会导致理论研究很多时候就是情报跟踪，比如看到美国又出了什么气动布局，就照其样子做模型吹风，然后判断该布局的价值，这是否也是比较现实的做法?

陈：这在缺乏积累的条件下是可以了解先进技术，但掌握的只是非常表面的技术，如不进行投入来反向推导以获得细节和本质上的内容，就很难掌握国外技术所依据的原理和应用。这种方法虽可吸收别国已证实的优点，但针对的是特定目标的性能要求，等于是对先进型号的模仿，不可能有超越机会。

记：美国在搞F-15时翼面搞了500种，这种技术储备是否有些超越需求?

陈：战斗机各种气动布局和组合形式的性能都会存在差异，技术准备越充分产品性能越出色。美国在越战期间就开始F-15的设计准备，而70年代服役的F-15在飞行性能和气动设计上直到现在还没过时，这个成绩在世界战斗机中非常难得。美国进行大量气动方案对比论证是因为早期储备和验证已经有系统的数据了，所以投入的资源和时间并不算大，其目的也是为优中选优。

记：技术验证机是以某项技术为中心不计其余，到了原型机阶段的修正量是否很大，

陈：验证机是验证基础设计，获得的技术在型号中要改动很多，但改动再大也不会脱离基础理论范围，因此验证机的数据将成为改进设计的基础。直接发展原型机看起来完全针对实际，但风险很大。用体操来作比，验证机就是先完成分体动作再想办法将最精彩的动作连贯起来，而原型机则是先根据难度确定整体动作后再考虑各分体动作的可行性，其难易度和成功率一眼即可比较。

比如，欧洲开发“阵风”和EF2000时用了鸭式布局，鸭式布局对这些国家算不上新技术，但全动鸭翼的气动条件和控制规律它们却没充分把握。欧洲战斗机集团和法国为降低技术风险，都是先根据设计开发技术验证机后搞原型机，不但没拖延进度还增强了原型机的技术成熟度。法国的“阵风”A这样的技术验证机在气动布局和结构设计上与实用机比较接近，作用就是检验设计。

美国JSF也用了两步走，最大的技术难关是垂直／短距起落型与常规型的通用性，虽说X-32和X-35的垂直起飞方案在动力上与“鹞”和雅克-38类似，而且后两者等于已为X-32／35做了技术验证，但美国仍发展了以垂直起飞型号为核心的验证机，就是为在原型机开发前解决可能的问题，X-32和X-35不仅是为竞争，也是为在更自由的前提下使新设计得到检验和积累。X-35B暴露出来的超重问题就是例子，如出现在原型机上将造成更大影响。

记：国内很多型号往往被卡在材料和加工工艺上、这是难以改变的现实。是否应选择那些好加工生产的方案而非性能好但工艺材料要求苛刻的方案?

陈：这一方面是工业基础满足不了设计要求，如在运-10的蒙皮和起落架设计上表现得比较明显，二是类似歼-9这样技术指标超越基础支持能力。基础条件不足时，应通过设计上的灵活性完成设计要求，苏联在米格-25上对技术综合的方法值得借鉴。

李：美国大量技术验证机

的开发很容易给人一种财大气粗的印象，但实际上很多项目用的是很经济的手段，也没用什么超前的材料和工艺。X-1在单机成本上比当时普通的喷气战斗机要少，而技术收获远远超过了投入。X-31是美德联合开发的高机动验证机，它看似先进的壳子里却大量应用现役飞机的成熟部件，发动机、航电、飞控都用的是现役飞机的产品，机身设计上甚至参考了早期F-86战斗机的技术，而推力矢量这个关键环节应用的是非常简单的折流板结构，大量成熟技术和柔性生产线降低了验证机成本，所以材料和工艺不足不是理由。

陈：中国当时引进苏联技术支援和飞机成套生产技术时是以生产为主的，没得到完善的科研体系，自己也没建立起来，40年里仍重型号轻预研。早期自研型号败多胜少，除了基础条件和经费限制，技术指标脱离实情才是更有破坏性的。中国一直是由用户提出要求后交设计单位，这与苏联50年代的流程相同，但中国早期的航空论证缺乏系统观念，常出现“上马时轰轰烈烈、下马时连根拔起”的局面。

从歼-9的发展过程就可见一斑。原本按主力战斗机研制的歼-9没有清楚的定位，到底是作为护航战斗机还是高空拦截机反复变，设计单位不得不调整飞机设计。性能指标和气动布局多次根本性调整，设计人员反复改，就无法对所要用的技术进行系统验证，大部分时间都浪费到理论计算和部门协调中，最后确定的全机性能指标不能满足实际情况而下马。歼-8与歼-9几乎同时投入研制，但本来是作为歼-9之前过渡的歼-8在设计指标上始终没大变动，因此有条件对原始设计不断完善试验，虽然因试验条件限制也有拖延，但毕竟完成了设计并系列化发展了。

记：西方3.5和4代机的服役进度普遍落后原计划，发展重心是否都放在技术储备上了?

陈：西方国家先进战斗机装备速度降低是有对手衰弱的原因，更是技术开发速度提高的表现。中国和这些国家的战斗机技术差距看起来没拉大，但技术储备上的差距却以更大的速度被拉开。作为技术储备开发的项目很难得到较清楚的数据进行分析，因此国外投入技术储备的力量越大国内跟踪就越困难，对国外技术了解的越少在使用中就越易出错。

记：最后谈点题外话。从各国工业能力讲，德国在很多领域中无论是理论开拓还是技术、材料、工艺等方面都处于领先地位，在精密机械、汽车等领域甚至超过美国。德国航空工业是否具备与美俄三足鼎立的潜力?

陈：德国人在机械上的天分，其机械产品的精密、可靠和高性能有目共睹，二战后期德国飞机设计师的奇思妙想在战后大都成为了现实，德国战后在“狂风”、EFA性能指标的确定和X-31的技术开发方面也有举足轻重的作用。单从创新角度说，德国人在理论上不比美国差多少，但因为国情和地理位置，在冷战期问德国要将实用要求放到航空发展的首位，留给科研的投入有限。而现代航空技术在工业系统内涉及面非常广，德国有限的航空生产规模很难支撑起全面技术发展，在基础条件上难以建立美苏那样系统完善的试验设施，因此德国和类似情况的英国都很难独立支持高消耗的航空项目发展。