1978年7月舉行的天津會議奠定了航空預(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，到1999年三軸系統(tǒng)完成全部飛行驗證，我國主動控制技術(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)進步，是我國飛機和飛控技術(shù)發(fā)展史上的一個里程碑，從此擺脫了沿用半個多世紀的機載操縱系統(tǒng)，迎來了電子飛行控制技術(shù)的嶄新時代。

今天，跟著小飛俠一起，回顧這條長達20年的破繭之路。

何為ACT

ACT是20世紀60年代后期世界上開始進行試飛研究的先進飛機控制技術(shù)。從20世紀70年代起，ACT作為先進技術(shù)成為第三代（以F-16為代表）和第四代（以F-22為代表）戰(zhàn)斗機的主要技術(shù)特征。主動控制技術(shù)的研究與應(yīng)用基礎(chǔ)是全權(quán)限、全時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)計與主動控制設(shè)計的區(qū)別

采用主動控制技術(shù)的隨控布局（ACT最早的叫法，即CCV）飛機是先進飛機發(fā)展的趨勢，也是傳統(tǒng)飛機設(shè)計過程的一項重大革命。電傳飛行控制系統(tǒng)（FBW）是主動控制技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)和載體，它必將取代傳統(tǒng)的機械操縱系統(tǒng)而成為飛機的主飛行控制系統(tǒng)。鑒于數(shù)字計算機在性能、可靠性、靈活性和功能潛力等多方面的優(yōu)勢，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，進行先期論證，參加當時國內(nèi)外的調(diào)研、資料調(diào)研和現(xiàn)場調(diào)研。

1979年5月，三機部六院在天津召開預(yù)研課題規(guī)劃會。在這個后來被稱為“7905”的會議上，正式確定研究飛機隨控布局技術(shù)。這項技術(shù)由飛行自動控制系統(tǒng)可有可無的被動地位，上升到飛機必不可少部分的主動地位，在飛行控制領(lǐng)域具有劃時代的意義。技術(shù)開發(fā)計劃分為兩個階段：先進行單軸電傳/主動控制技術(shù)開發(fā)工作，成功后再進行三軸電傳/主動控制技術(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，航空研究院將主動控制技術(shù)預(yù)研項目規(guī)劃為三個階段：第一階段，以航空工業(yè)試飛中心殲教6為驗證機，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)過地面試驗和試飛驗證，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為驗證機，開展三軸數(shù)字式電傳飛控系統(tǒng)的研制和試飛驗證；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，三機部以正式文件下達主動控制技術(shù)項目的研制計劃，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飛機為平臺的兩個單軸項目難以繼續(xù)。而殲8飛機已經(jīng)成熟，1983年，殲8取代殲教6作為兩個單軸電傳操縱系統(tǒng)的驗證機。

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

在殲教6驗證機階段，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對飛行控制系統(tǒng)提出的需求，殲8ACT項目主任工程師系統(tǒng)于1983年12月在北京召開會議。會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驗證機單軸模擬式電傳操縱系統(tǒng)試驗臺

1988年秋，模擬式電傳操縱系統(tǒng)驗證機成功實現(xiàn)首飛。1989年2月，完成試飛大綱規(guī)定的全部內(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)定的全部驗證試飛任務(wù)。

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

經(jīng)飛行驗證的主要系統(tǒng)功能有：全時全權(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、機內(nèi)自檢測等。飛行驗證結(jié)果表明，系統(tǒng)全面實現(xiàn)了航空航天部和項目指揮系統(tǒng)提出的研制要求和技術(shù)指標。殲8ACT驗證機系統(tǒng)的總體水平相當于國外同類系統(tǒng)80年代上半期的水平，標志著我國在該技術(shù)領(lǐng)域的自行開發(fā)能力已躋身于世界少數(shù)幾個先進國家的行列。

進軍多軸

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"，確定了三軸數(shù)字電傳飛行控制系統(tǒng)研制目標、任務(wù)和技術(shù)途徑。

1991年1月，航空航天工業(yè)部以正式文件下達了項目研制計劃，設(shè)立了行政指揮系統(tǒng)和設(shè)計師系統(tǒng)，時任航空航天部科學(xué)技術(shù)研究院副院長顧誦芬任行政總指揮，時任沈陽所總設(shè)計師李明任總設(shè)計師。研制團隊采用殲8Ⅱ原型機03架作為驗證機，按照技術(shù)先進性、工程實用性、改裝可行性、功能擴展性和對殲10系統(tǒng)功能覆蓋的原則，確定了全時全權(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

三軸系統(tǒng)是一種全電傳飛行控制系統(tǒng)，取消了全部機械操縱鏈，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)實現(xiàn)的主要功能是：全時全權(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（機身指向、垂直平移、直接升力）、自動駕駛儀、機內(nèi)自檢測以及應(yīng)急電備份控制。

1996年12月29日，殲8ⅡACT驗證機振翅翱翔、炫舞藍天。1999年9月21日，項目完成了3種構(gòu)型的全部試飛任務(wù)。試飛員高度認可了飛機的穩(wěn)定性、操縱性和起飛、著陸性能，達到了“靜則穩(wěn)、動則靈”的設(shè)計目標。這一盛贊無疑是對研制團隊多年來創(chuàng)新拼搏的最大肯定。

▲殲8ⅡACT驗證機

▲殲8ⅡACT三軸系統(tǒng)首飛現(xiàn)場合影

三軸數(shù)字電傳飛控系統(tǒng)是航空工業(yè)獨立自主開發(fā)、擁有完全自主知識產(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用化的系統(tǒng)，而且獲得了從頂層設(shè)計到試飛驗證全過程的數(shù)字式全電傳飛行控制系統(tǒng)工程開發(fā)經(jīng)驗，大跨度地推進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驗證機系統(tǒng)的開發(fā)，為我國培養(yǎng)出一支高水平的先進飛行控制技術(shù)開發(fā)隊伍。這支隊伍中包括了飛機總體、氣動力、飛控系統(tǒng)、控制律、軟件、飛控計算機、作動系統(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，他們在21世紀為我國航空事業(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)和艦載機著艦導(dǎo)引與控制技術(shù)等多項預(yù)研課題，均以殲8ⅡACT三軸數(shù)字電傳飛行控制系統(tǒng)為基本飛控平臺進行了技術(shù)開發(fā)工作。對這些新技術(shù)的開發(fā)和掌握，為我國新一代戰(zhàn)斗機控制技術(shù)開發(fā)提供了重要的技術(shù)儲備。

基于閉環(huán)反饋原理的電傳和主動控制技術(shù)與飛機總體、氣動和結(jié)構(gòu)布局設(shè)計密切相關(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、以拳拳的報國之心和責(zé)任擔(dān)當，自主研發(fā)，各單位團結(jié)協(xié)作，終于實現(xiàn)了航空機載技術(shù)革命性的進步，為我國戰(zhàn)斗機性能實現(xiàn)跨越發(fā)展作出突出貢獻！

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——飛機設(shè)計專家李明》、《機載往事（第2卷）》、中國航空報社

本文轉(zhuǎn)載自公眾微信號：中國航空工業(yè)集團

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