1978年7月舉行的天津會(huì)議奠定了航空預(yù)研的發(fā)展基調(diào)，作為航空預(yù)研中五大關(guān)鍵技術(shù)之一，主動(dòng)控制技術(shù)（Active Control Technology，即ACT）被確定為必須盡快掌握與突破的關(guān)鍵技術(shù)。

從1979年單軸系統(tǒng)正式立項(xiàng)，到1999年三軸系統(tǒng)完成全部飛行驗(yàn)證，我國主動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展走過了風(fēng)雨無阻的20年。20年來，從單軸到多軸，從追趕到跨越，這次革命性的技術(shù)進(jìn)步，是我國飛機(jī)和飛控技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)里程碑，從此擺脫了沿用半個(gè)多世紀(jì)的機(jī)載操縱系統(tǒng)，迎來了電子飛行控制技術(shù)的嶄新時(shí)代。

今天，跟著小飛俠一起，回顧這條長達(dá)20年的破繭之路。

何為ACT

ACT是20世紀(jì)60年代后期世界上開始進(jìn)行試飛研究的先進(jìn)飛機(jī)控制技術(shù)。從20世紀(jì)70年代起，ACT作為先進(jìn)技術(shù)成為第三代（以F-16為代表）和第四代（以F-22為代表）戰(zhàn)斗機(jī)的主要技術(shù)特征。主動(dòng)控制技術(shù)的研究與應(yīng)用基礎(chǔ)是全權(quán)限、全時(shí)工作的電傳飛行控制系統(tǒng)，又分模擬式電傳飛控（F-16A/B采用）和數(shù)字式電傳飛控（F-16C/D采用）兩類。

▲傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與主動(dòng)控制設(shè)計(jì)的區(qū)別

采用主動(dòng)控制技術(shù)的隨控布局（ACT最早的叫法，即CCV）飛機(jī)是先進(jìn)飛機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)，也是傳統(tǒng)飛機(jī)設(shè)計(jì)過程的一項(xiàng)重大革命。電傳飛行控制系統(tǒng)（FBW）是主動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)和載體，它必將取代傳統(tǒng)的機(jī)械操縱系統(tǒng)而成為飛機(jī)的主飛行控制系統(tǒng)。鑒于數(shù)字計(jì)算機(jī)在性能、可靠性、靈活性和功能潛力等多方面的優(yōu)勢(shì)，數(shù)字飛行控制系統(tǒng)必將取代模擬式飛行控制系統(tǒng)。

探索追趕

1978年下半年，航空工業(yè)部抽調(diào)現(xiàn)航空工業(yè)沈陽所、自控所、附件所等各單位專家成立了ACT總體組，進(jìn)行先期論證，參加當(dāng)時(shí)國內(nèi)外的調(diào)研、資料調(diào)研和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研。

1979年5月，三機(jī)部六院在天津召開預(yù)研課題規(guī)劃會(huì)。在這個(gè)后來被稱為“7905”的會(huì)議上，正式確定研究飛機(jī)隨控布局技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)由飛行自動(dòng)控制系統(tǒng)可有可無的被動(dòng)地位，上升到飛機(jī)必不可少部分的主動(dòng)地位，在飛行控制領(lǐng)域具有劃時(shí)代的意義。技術(shù)開發(fā)計(jì)劃分為兩個(gè)階段：先進(jìn)行單軸電傳/主動(dòng)控制技術(shù)開發(fā)工作，成功后再進(jìn)行三軸電傳/主動(dòng)控制技術(shù)的開發(fā)。單軸電傳飛行控制系統(tǒng)分為模擬式和數(shù)字式兩種系統(tǒng)并行開發(fā)。

▲《隨控布局》

為此，航空研究院將主動(dòng)控制技術(shù)預(yù)研項(xiàng)目規(guī)劃為三個(gè)階段：第一階段，以航空工業(yè)試飛中心殲教6為驗(yàn)證機(jī)，由航空工業(yè)附件所和自控所分別研制單軸模擬式和數(shù)字式電傳操作系統(tǒng)，經(jīng)過地面試驗(yàn)和試飛驗(yàn)證，確定電傳操縱系統(tǒng)技術(shù)基本突破后，轉(zhuǎn)入第二階段；第二階段以殲8為驗(yàn)證機(jī)，開展三軸數(shù)字式電傳飛控系統(tǒng)的研制和試飛驗(yàn)證；第三階段是在三軸數(shù)字式電傳飛控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)開發(fā)其他ACT功能。

單軸起步

1979年7月，三機(jī)部以正式文件下達(dá)主動(dòng)控制技術(shù)項(xiàng)目的研制計(jì)劃，開始了第一階段的開發(fā)工作。由于種種原因，原定以殲教6飛機(jī)為平臺(tái)的兩個(gè)單軸項(xiàng)目難以繼續(xù)。而殲8飛機(jī)已經(jīng)成熟，1983年，殲8取代殲教6作為兩個(gè)單軸電傳操縱系統(tǒng)的驗(yàn)證機(jī)。

殲8飛機(jī)自1969年首飛以來，至80年代初已發(fā)展出多種機(jī)型，考慮到主動(dòng)控制技術(shù)的成熟既需要時(shí)間周期，又要兼顧飛行安全，在任務(wù)開始前團(tuán)隊(duì)便審慎考慮。盡管在前期開展了一些準(zhǔn)備工作，但開展殲8ACT驗(yàn)證機(jī)仍存在一些問題——型號(hào)任務(wù)繁重，相關(guān)技術(shù)儲(chǔ)備尚不充分，投入項(xiàng)目工作的人力有限，飛控試驗(yàn)條件較差、設(shè)備簡(jiǎn)陋，論證與組建工作進(jìn)展緩慢……殲8ACT雖然是預(yù)研項(xiàng)目，但是終究是要應(yīng)用在型號(hào)上，要按照型號(hào)研制進(jìn)行系統(tǒng)化管理，建立了主任工程師系統(tǒng)，沈陽所總設(shè)計(jì)師李明任項(xiàng)目主任工程師。與殲8飛機(jī)相比，殲8ACT驗(yàn)證機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)模態(tài)耦合試驗(yàn)、助力器擋墻與撞擊疲勞試驗(yàn)等多項(xiàng)此前從未做過的試驗(yàn)，既考驗(yàn)設(shè)計(jì)師對(duì)技術(shù)的把控能力，又考驗(yàn)面對(duì)所有問題的綜合決策能力。

在殲教6驗(yàn)證機(jī)階段，自控所研制的單軸數(shù)字式電傳飛行控制系統(tǒng)采用了三余度結(jié)構(gòu)方案。根據(jù)對(duì)國內(nèi)外電傳飛控系統(tǒng)開發(fā)情況的廣泛調(diào)研以及我國醞釀中的新殲擊機(jī)對(duì)飛行控制系統(tǒng)提出的需求，殲8ACT項(xiàng)目主任工程師系統(tǒng)于1983年12月在北京召開會(huì)議。會(huì)議決定停止三余度數(shù)字電傳飛行控制系統(tǒng)的研制，轉(zhuǎn)向采用自控所提出的基本四余度結(jié)構(gòu)方案開發(fā)數(shù)字電傳飛行控制系統(tǒng)。

▲殲8ACT驗(yàn)證機(jī)單軸模擬式電傳操縱系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)

1988年秋，模擬式電傳操縱系統(tǒng)驗(yàn)證機(jī)成功實(shí)現(xiàn)首飛。1989年2月，完成試飛大綱規(guī)定的全部?jī)?nèi)容。1990年6月24日，單軸數(shù)字電傳飛行控制系統(tǒng)成功地進(jìn)行了閉環(huán)首飛。在全飛行包線內(nèi)按正常、中立和靜不安定三種重心構(gòu)型，全面驗(yàn)證了系統(tǒng)的功能和性能，于1990年12月7日順利地完成了預(yù)定的全部驗(yàn)證試飛任務(wù)。

▲1990年6月24日，殲8ACT驗(yàn)證機(jī)單軸數(shù)字電傳飛行控制系統(tǒng)成功進(jìn)行閉環(huán)首飛

經(jīng)飛行驗(yàn)證的主要系統(tǒng)功能有：全時(shí)全權(quán)限控制增穩(wěn)（桿力和桿位移兩種指令形式）、放寬靜穩(wěn)定性控制、飛行邊界限制、中立速度穩(wěn)定性、余度管理和故障容限、機(jī)內(nèi)自檢測(cè)等。飛行驗(yàn)證結(jié)果表明，系統(tǒng)全面實(shí)現(xiàn)了航空航天部和項(xiàng)目指揮系統(tǒng)提出的研制要求和技術(shù)指標(biāo)。殲8ACT驗(yàn)證機(jī)系統(tǒng)的總體水平相當(dāng)于國外同類系統(tǒng)80年代上半期的水平，標(biāo)志著我國在該技術(shù)領(lǐng)域的自行開發(fā)能力已躋身于世界少數(shù)幾個(gè)先進(jìn)國家的行列。

進(jìn)軍多軸

1988年12月，航空航天部科學(xué)技術(shù)研究院召開了"ACT三軸數(shù)字電傳飛控系統(tǒng)總體方案研討會(huì)"，確定了三軸數(shù)字電傳飛行控制系統(tǒng)研制目標(biāo)、任務(wù)和技術(shù)途徑。

1991年1月，航空航天工業(yè)部以正式文件下達(dá)了項(xiàng)目研制計(jì)劃，設(shè)立了行政指揮系統(tǒng)和設(shè)計(jì)師系統(tǒng)，時(shí)任航空航天部科學(xué)技術(shù)研究院副院長顧誦芬任行政總指揮，時(shí)任沈陽所總設(shè)計(jì)師李明任總設(shè)計(jì)師。研制團(tuán)隊(duì)采用殲8Ⅱ原型機(jī)03架作為驗(yàn)證機(jī)，按照技術(shù)先進(jìn)性、工程實(shí)用性、改裝可行性、功能擴(kuò)展性和對(duì)殲10系統(tǒng)功能覆蓋的原則，確定了全時(shí)全權(quán)、放寬靜穩(wěn)定性等系統(tǒng)功能。

▲顧誦芬在殲8ⅡACT試飛現(xiàn)場(chǎng)

三軸系統(tǒng)是一種全電傳飛行控制系統(tǒng)，取消了全部機(jī)械操縱鏈，代之以雙—雙余度配置的模擬式電備份控制系統(tǒng)。三軸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能是：全時(shí)全權(quán)限三軸控制增穩(wěn)、放寬靜穩(wěn)定性控制，三軸飛行邊界限制，垂直平面直接力控制（機(jī)身指向、垂直平移、直接升力）、自動(dòng)駕駛儀、機(jī)內(nèi)自檢測(cè)以及應(yīng)急電備份控制。

1996年12月29日，殲8ⅡACT驗(yàn)證機(jī)振翅翱翔、炫舞藍(lán)天。1999年9月21日，項(xiàng)目完成了3種構(gòu)型的全部試飛任務(wù)。試飛員高度認(rèn)可了飛機(jī)的穩(wěn)定性、操縱性和起飛、著陸性能，達(dá)到了“靜則穩(wěn)、動(dòng)則靈”的設(shè)計(jì)目標(biāo)。這一盛贊無疑是對(duì)研制團(tuán)隊(duì)多年來創(chuàng)新拼搏的最大肯定。

▲殲8ⅡACT驗(yàn)證機(jī)

▲殲8ⅡACT三軸系統(tǒng)首飛現(xiàn)場(chǎng)合影

三軸數(shù)字電傳飛控系統(tǒng)是航空工業(yè)獨(dú)立自主開發(fā)、擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)字電傳飛行控制系統(tǒng)，具有特殊重要的意義；不僅研制出了工程實(shí)用化的系統(tǒng)，而且獲得了從頂層設(shè)計(jì)到試飛驗(yàn)證全過程的數(shù)字式全電傳飛行控制系統(tǒng)工程開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，大跨度地推進(jìn)了我國飛行控制技術(shù)的發(fā)展，是我國飛控技術(shù)發(fā)展史上的重要里程碑。

殲8ⅡACT驗(yàn)證機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)，為我國培養(yǎng)出一支高水平的先進(jìn)飛行控制技術(shù)開發(fā)隊(duì)伍。這支隊(duì)伍中包括了飛機(jī)總體、氣動(dòng)力、飛控系統(tǒng)、控制律、軟件、飛控計(jì)算機(jī)、作動(dòng)系統(tǒng)和傳感器等多種專業(yè)人員，特別是鍛煉了一批優(yōu)秀的青年技術(shù)人才，他們?cè)?1世紀(jì)為我國航空事業(yè)的發(fā)展發(fā)揮了重大的作用。

此后的自修復(fù)飛行控制技術(shù)、綜合飛行/火力控制技術(shù)、綜合飛行/推力控制技術(shù)和艦載機(jī)著艦導(dǎo)引與控制技術(shù)等多項(xiàng)預(yù)研課題，均以殲8ⅡACT三軸數(shù)字電傳飛行控制系統(tǒng)為基本飛控平臺(tái)進(jìn)行了技術(shù)開發(fā)工作。對(duì)這些新技術(shù)的開發(fā)和掌握，為我國新一代戰(zhàn)斗機(jī)控制技術(shù)開發(fā)提供了重要的技術(shù)儲(chǔ)備。

基于閉環(huán)反饋原理的電傳和主動(dòng)控制技術(shù)與飛機(jī)總體、氣動(dòng)和結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)密切相關(guān)，是典型的多學(xué)科交叉領(lǐng)域。在漫漫20年中，航空工業(yè)科研人員服從大局、以拳拳的報(bào)國之心和責(zé)任擔(dān)當(dāng)，自主研發(fā)，各單位團(tuán)結(jié)協(xié)作，終于實(shí)現(xiàn)了航空機(jī)載技術(shù)革命性的進(jìn)步，為我國戰(zhàn)斗機(jī)性能實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展作出突出貢獻(xiàn)！

致敬！

文字/蘭健、鄭奕、尹淵榕

主編/肖瑤

監(jiān)制/石霞

來源/航空工業(yè)沈陽所、自控所、《一路前行——飛機(jī)設(shè)計(jì)專家李明》、《機(jī)載往事（第2卷）》、中國航空?qǐng)?bào)社

本文轉(zhuǎn)載自公眾微信號(hào)：中國航空工業(yè)集團(tuán)

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