极限飞行
2016年11月1日,珠海航展上的歼-10战机飞行表演。东方IC供图
翱翔在蓝天中的中国空军试飞员。东方IC供图
2016年11月12日。上午10时,我正与400多名空军官兵一起,站在位于北京昌平大汤山脚下的中国航空博物馆的“蓝天魂”空军英雄墙下,注目行礼。11月11日是空军成立67周年纪念日,每年的这一天,空军都要在这里举行向航空英雄敬献花篮的仪式。因天气原因,去年的纪念日活动调整到12日举行。 我当时并不知道,几分钟之前,也就是当我刚刚站到这面英雄墙前的时候,一个英雄飞行员的生命刚刚化羽而去,她叫余旭。新中国成立以来,也就是中国空军试飞员队伍成立65年来,为试飞而光荣牺牲的试飞员已经有29位。如果说,飞行是勇敢者的职业。那么,为飞行员的飞机提供试飞的试飞员们,更是一群在刀尖上行走的英雄。
貌不惊人的001号
这是一种新型技术,材料显示,仅仅几年前,某大国著名资深设计研究中心的同类4架原型机,在试飞中全数坠毁。
蓝天探险的试飞是世界公认的极富冒险性的职业,每型现代战机列装前,要完成数百个科目、1500到4000架次飞行试验,伴随出现的各类故障数以千万计;即使是世界“航空强国”,每一种新飞机试飞成功,也要摔上十架八架;一种新型战机的飞天之路,就是一条试飞“血路”。
1998年3月23日。四川成都。温江机场。那一架貌不惊人的飞机安静地停在跑道一头,鸭式外形,朴素的绿黄色机壳外、流线型机身上只有寥寥几个醒目的鲜红色数字:001号。
午后,天气开始转晴。两辆车子从特别通道一直开到塔台楼下,首席试飞员雷强从车上下来。他今天将要执飞的这架飞机,是新中国成立以来,完全由中国人自主设计和制造的全新一代新型战斗机。
世界航空研制史试飞成功的案例统计显示,新型飞机的新品率(指飞机新改进改动部分占原整机的比率)设计一般控制在20%左右,最高不超过30%。但这架新机,气动外形布局,数字式电传飞控系统,综合化航电系统,计算机辅助设计等等各部分完全都是“脱胎换骨”的全新设计,新品率高达60%!
新型机还有一个特别点是:飞机的气动布局采用了静不安定鸭式布局方式。这是国内飞机首次采用这种电传方式,因飞机飞行时的状态类似于鸭子故而得名,鸭式布局使得飞机在高速飞行时具有更好的作战机动性能。这是一种新型技术,材料显示,仅仅几年前,某大国著名资深设计研究中心的同类4架原型机,在试飞中全数坠毁。
看到停机坪上静静停立的熟悉的样机的那一刻,雷强的眼睛突然湿了,心跳得像打鼓。身旁的部队长看到了他通红的脸以及脖子上跳动的青筋动脉,职业性地把手搭上他的脉搏,测了10秒:心率达到了152。血压肯定也会高。这是少有的。飞行二十多年,雷强还从来没有过如此剧烈的生理反应。航医立刻站在了他的身边。
平静了片刻,雷强向飞机走去。场外一角,一群白大褂和灰大褂与一排排设备坐在一起,一些低低的声音在一问一答。这是各系统技术负责人在做起飞前最后的检测。一个接一个的人举起了标着“OK”的纸片,或者给出手势。所有的测试都是正常。当然所有的测试都只是地面的理论。
总设计师宋文骢走过来,此刻,一向稳重的他步子似乎也有些晃,但声音还是沉静的:“飞机准备好了。就看你的了。”
雷强紧了下扣带,突然笑了一下:“就是摔,我也要摔在跑道上!我要让您知道,我们这十几年的心血努力,究竟是哪儿出了问题。”
热泪哗然涌上,宋文骢紧紧地握住他的手。雷强深吸一口气,走向战机。
部队长屈见忠走出塔台,一言不发地走到雷强面前,面色凝重地拉着雷强的手,二人并肩直行。彼此一路无语。一直走到飞机的舷梯下,屈见忠目送雷强登上舷梯,进入座舱。进舱回身的一刻,雷强一抬头,看到了屈见忠脸上滚落的泪水——共事许多年飞过无数次,他还是第一次看见自己的局长掉眼泪。
下午四时。两发绿色的信号弹冲向天空。耳机里传来指挥员汤连刚的声音:准备好了,开车!
全场的人屏住呼吸,看着飞机点火、发动、滑行、加速,随着一阵巨大的轰鸣,机头在快速滑跑中昂然,前轮优美地抬起,瞬间,巨大的机身离地而起,呼啸着冲向蓝天。
飞机开始爬升。之后,加速。减速。调整油门响应。模拟减速下滑。下滑。高度降至500米,一切正常。通场,减油门。一圈,两圈。三圈。三圈过后,预定的试飞动作完成。
这期间,雷强有意轻轻压了压杆,又试了试方向舵,检测坡度和滚转响应,真好!飞机的反应灵敏准确。这时候他已经明白了,这家伙就是这么一架机敏的飞机,每秒可达200多度的极限瞬时滚转角速度可真是够刺激的!按照预定计划,该返场了,雷强看看油量还十分充足,于是请求再加试一圈。得到指挥小组同意后,他再次按规定动作通场一周。
17分钟后,飞机穿云而下,一个灵巧的下滑,宛若翩然起舞的芭蕾演员,戛然收起舞姿,轻盈地落在了跑道正中央。一次划时代的首飞圆满地画上了句号。
这就是中国自行研制的最新一代、采用国际先进技术、具有国际先进水平的、高性能、多用途、全天候军用战机——歼-10飞机的首飞。2009年10月1日,新中国成立60周年盛典在北京举行。上午11时11分,由总共151架各型飞机组成的空中梯队准时飞抵天安门广场上空。其中,由10架“歼-10”组成的战斗机编队惊艳亮相,成为万众注目的焦点。
刚刚牺牲的空军女飞行员余旭,就曾出现在这个歼-10战斗机编队中。
万米高空的突发事件
从空中发生故障到现在,时间已经过去了整整6分钟。也就是说,在完全的自由落体、无动力状态下,滑俊在高空坚持飞行了6分钟。
震动是突然产生的。视线突然摇晃,继而模糊,紧接着整个机舱开始震动。烟尘骤起,浓烟密布。巨大的噪声压迫着耳膜和头顶,双耳剧痛,头颅将要炸开,心脏仿佛碎裂,被安全带扣在座椅上的身体,仿佛也在瞬间被分离成无数小块——
这是在两万米以上的高空、以接近音速飞行的飞机座舱内。
10月的中原大地,骄阳普照,晴空澄碧。这是搞飞行的人们最喜爱的天气。试飞员滑俊跨进了机舱。他今天执行的试飞任务,要求飞机在保持某一个高度和速度的情况下,获得平飞极限加力1分钟的数据资料。
15时整,一声轰响,战鹰出击,新型歼击机冲破云层,如一支利箭射上万米高空。按照计划,打开加力跃升到规定高度后就改为平飞。原本平飞中的飞机突然开始剧烈震动,剧烈的震动下整个座舱都在抖动。
从事试飞已经28年,滑俊很清楚,如此强烈的剧震会使飞机的发动机和其他部件顷刻间功能丧失,设备损毁,严重时甚至整机会在瞬间解体。通常,解除震动最快速有效的方法就是关加力——就是关闭飞机油门动力。但此时飞机在高速飞行状态下,高速运动的发动机突然关加力极有可能造成空中停车!
空中停车,就是飞机在高空中失去动力。一旦失去动力,飞机就如同一只失去控制的铁陀螺,失速,旋转,急速下坠。千钧一发的时刻,滑俊首先想到的是:保住飞机!因为一旦飞机丢弃,丢掉的不仅是一架飞机,还有全部的测试数据。
在向地面指挥员报告情况的同时,滑俊迅速关加力、收油门,果然,最不愿见到的事终于发生了:加力一关,两台发动机同时停车!
面对险情,滑俊坚定沉着,他一边尽力保持高度滑行,一边按程序开车。空中开车,启动右发,没有成功;再启动左发,仍然没有成功!
一连4次开车启动,都失败了!无线电里,塔台的呼叫清晰传来,指挥员和监控提醒他:“注意高度和速度。”
他盯着高度表,失去动力的飞机急速下坠,转眼,飞机高度掉到了8000米。仪表显示应该接近机场了,但此时,舱外天空突变,阴云密布,能见度转差,靠目力完全无法看见机场。滑俊在顷刻间面临数重危机:他既要集中目力寻找机场,又要密切注意飞机状态,同时继续操作开车。
随着高度降低,飞机在重力引力的作用下,下落的加速度会越来越大,在这样的高度和速度下,再有十几二十秒,飞机就会坠落到地面。在这样短的时间内,如果重新开车不成功,或者成功时高度不够来不及拉起做降落处理,自己连同飞机都会如同一个巨大的自由落体……
飞机像只巨大的陀螺在不断下坠,现在,高度掉到了6500米。塔台又在呼叫:“注意高度和速度——”
这是1978年。当时飞机上逃生系统的设计远达不到几十年之后的今天三代四代机的零高度零速度设计指标。启动逃生系统须要有一定的高度指标。此时,滑俊的高度已经接近逃生临界值。
按规定,飞行员在特殊情况下,允许跳伞逃生弃机保人。逃生座椅的按钮就在座位下方,此时高度也够,他只要伸手轻轻一按,半秒钟后,他就能从这架危机四伏的飞机上离开,洁白的伞花在碧空中张开,清风托举,白云安抚,大约十分钟后,他会平安地降落在踏实的地面上。他依然能获得九死一生归来后的所有荣誉:毕竟,他尽力了。
但是,这架飞机,这架凝结了多少人数年心血的飞机连同宝贵的数据都将毁于一旦。由于数据丢失,故障原因无法查清,此型飞机的所有研发都将可能无限期中止。可是,如果他继续留在飞机上,几秒钟之后,他将不再可能有逃生的机会了。
滑俊没有选择跳伞,他继续稳稳地坐在座椅上,按程序开动启动按钮:第5次启动,无果;第6次启动,仍然没有成功。
高度低于6000米后,由于地心引力的重力作用增加,飞机的下坠更快了,地面指挥员甚至已经没有时间再提示,因为每一次语言的对接都会耗去最宝贵的时间——这可能是以秒计算的最后的倒计时。指挥室里突然静下来,空气压抑得人喘不过气来,只有听筒设备中发出的电流声吱吱作响。
无线电里,滑俊的声音传来,依然沉稳,他报出的高度是:4000米。频谱仪晃动的曲线显示:从空中发生故障到现在,时间已经过去了整整6分钟。也就是说,在完全的自由落体、无动力状态下,滑俊在高空坚持飞行了6分钟。
一个人能够坦然面对死神的时间是多久?滑俊用行动给予了回答。
刻不容缓。按照空中开车程序,滑俊第7次开动按钮,这一次,飞机所在高度层的空气条件有所改变,滑俊终于听到了熟悉的发动机的轰鸣声——开车成功了!
重新调整好高度和速度后,滑俊让飞机处在良好的状态,地面塔台指挥也迅速做好调度,净场,让出空域。救火和救护车到位。几个性急的战友已经按捺不住跳出指挥室站到天井阳台上,这里视线开阔,可以在第一时间看清更广阔的空域。
数分钟后,一阵熟悉的轰鸣,飞机穿云而出。塔台上下,翘首仰望多时的人们看到,银灰色的飞机在近场划了一个优美的弧度线后,徐徐降落。滑俊带着他的飞机回来了。在空中出现重大危急的险情、飞机空中无动力飞行长达近7分钟的危急情况下,滑俊和飞机安全回来了。他最终取得了加力后飞机平飞时间最大数值的宝贵科研数据。
极限飞行:最勇敢者的游戏
越来越稠密的大气与机身高速摩擦的噪音,完全盖过了发动机的轰鸣,听不到发动机的轰鸣声了——试飞员没有胆小鬼,但在那一刻,李中华确确实实感觉到了恐惧。
夕阳如一只巨大的红轮,自天边缓缓落下。一个身材颀长的军人,笔直站着。一个声音在他身后响起:“中华,就等你了。”他倏地转过身来。
他叫李中华,人称“李大胆儿”,是中国空军试飞员队伍第一批获得国际试飞员证书的空军试飞员。明天,李中华将要进行“歼-10飞机低空大表速”科目的试飞。
试飞有一个十分重要且特殊的使命:突破安全边界。业内人士常用的术语叫作“飞包线”。一架飞机定型试飞必须考核各种极限边界状态,因为所谓安全与危险之间,都有一个量变到质变的过程,在什么样的数据范围内飞机是安全的,突破这个量的界定后飞机就会是非正常状况。这个数据的范围,行业内叫作“包线边界”。包线边界试飞是危险等级最高的一类风险科目。在李中华所担负的歼-10试飞任务中,光是一类风险科目如包线边界试飞、极限数据采集,包括速度、高度、迎角、过载等项目就有数十个。试飞包线边界、采集极限数据,就是要找出这个由量变到质变的临界点。到了接近极限的时候,每向前一步,后果都是未知的。
低空大表速,指的是战机在高度低于1000米时所能达到的最大速度。同样是大表速试飞,高空与低空是完全不同的两种状况。当飞机进入某个特定速度、在天空中如疾风闪电般穿梭的瞬间,飞行员面临着种种不可知亦不可控的巨大风险:高速飞行时飞机与空气振动极易产生共振,一旦共振发生,在如此高的速度和空气压力下,飞行员甚至来不及做出反应,整架飞机转眼就会在没有任何先兆的情况下瞬间解体成无数碎片……
在全世界范围内,低空大表速都是一级一类风险科目。据可能搜寻到的统计,全世界在试飞这一科目时,有记录的机毁人亡的惨剧高达50余起。在世界试飞史上,由于机毁人亡原因不明,导致新型战机“下马”的先例屡见不鲜。也许有人要问,既然这么危险,飞机为什么要设计这么大的速度呢?
速度是战斗机最重要的战术技术指标之一。特别是对于远程、攻击型战机。简要地说,速度决定战机的机动性和攻击性能。
低空大表速试飞科目小组成立了,以李中华为主,一共6人。前期几个试飞员集体攻关。进入后期,考虑到种种因素,就是李中华一个人独自担当了。每一次试飞,速度都在一点一点地增加,速度越增加,危险性越大,飞机飞行中出现的问题也越来越多——
速度达到离最大设计值还有将近200公里时,前起落架护板变形;速度达到离最大设计值还有100多公里,因载荷太大,机翼的部分铆钉被吸出;速度达到离最大设计值只剩50公里了,飞机的油箱开始往外渗油……
再往上增加速度试飞会产生什么后果,谁心里也没底。没有人会知道,这样一个庞然大物,在速度抵达某一数值时的下一秒,会发生什么。
隔日。云净天高。李中华像往常执行普通任务一样,坚定、从容地向飞机走去。试飞小组和总师给了他这次试飞许多特殊的权限,其中有最重要的一条是:任何时候,任何情况下,你可以忽略地面监控而随时关掉加力,只要你认为需要。也就是说,只要凭李中华个人认定的飞机状态需要,他随时可以不用申报立即减速终止试飞。
预定的时间到了。李中华缓步平静地登机,头也不回地跨进了座舱。飞机瞬间就爬升到万米高空,调整好状态后,李中华把油门杆推到最大位置,全力加速向下俯冲。飞机飞驰而下,如同一道闪电,从澄蓝的碧空苍穹笔直地劈向大地!
巨大的速度下空气产生了巨大压力,将他的身体死死压向座椅后背,原本立体壮硕的身体几乎成了扁扁的一片;巨大的过载负荷下,他五官及面部肌肉被使劲地向耳后撕扯,他的脸庞剧烈而可怕地扭曲着。他拼力咬紧牙关,闭拢嘴唇,瞪起眼睛紧盯着高度和速度显示表——它们已经在强烈的震动下密集地抖动着、哆嗦着。
飞机抖动得越来越剧烈,强大的过载压力使他的耳膜剧痛,轰鸣作响,但这对久经考验的耳朵还是在巨大的轰鸣声中准确地捕捉到了密布在整个机舱的尖锐刺耳的噪音——那是气流与机身摩擦产生的。他在这巨大的尖锐声响中努力保持眼明耳聪,他必须完全凭借五官的感觉从而判定飞机的状态变化——哪怕仅仅是极其细微的异常声音。
突然,噪音减弱。又过了片刻,万籁俱寂,声息全无——这是跨越音障的一刻,标志着飞机已经进入超音速飞行。之后,噪音重新响起。飞机继续加速俯冲。
油箱里的燃油井喷一样向发动机狂泻。此时飞行速度每增加一个单位,噪音和视觉反差都会增加10个单位。机舱内任何一点细微的变化都使人高度紧张。越来越稠密的大气与机身高速摩擦的噪音,完全盖过了发动机的轰鸣,听不到发动机的轰鸣声了——试飞员没有胆小鬼,但在那一刻,李中华确确实实感觉到了恐惧。
高度越来越低,已经能够看到翼下大片红褐色扑面而来,那是戈壁大地。飞机如同一颗闪亮的流星,掠过茫茫戈壁。显示屏上的速度数字在不停地向上跳跃。转眼,中国飞机最快低空飞行速度已被李中华甩在了身后。
试验已经成功,但李中华却没有停止,头脑敏捷的他发现飞机仍有潜力。这个巨大的喜悦让他对自己和飞机陡然增强了信心。他决定继续挑战极限。加速!他继续驾驶战机加速急剧俯冲。
现在,视野里扑面而来的戈壁和沙丘已经模糊不清了。地面一个年轻的监控员忍不住叫起来,他下意识地捂住了嘴——因为,超过试飞计划速度的飞机距地面已经不到千米,这样的速度下,一旦控制不好,或者飞机有问题,数秒钟之内,这只庞然大物就会直插地面——
但这架在李中华手里的飞机仿佛被赋予了超级灵性,它在一秒钟后突然减速,然后,迅速拉平,爬升。而这一秒钟之前,“李大胆儿”飞出了此型飞机飞行速度新的中国纪录。
历史记下了这辉煌的一刻:飞机时速达到并超出了设计数值,中国战机飞行速度的最高纪录被刷新!
中国空军试飞员承担了我国航空武器装备90%以上的试飞任务。几乎所有的军用、民用飞机都是经过空军试飞员试飞后才能进入装备列装的。从某种程度上说,试飞员的高度,决定着一个国家国防工业乃至国家航空工业的高度,最终决定这个国家在世界上的地位。
中国空军试飞员的高度,是中国军人的高度,更是中国居于世界的高度。
(特别说明:因为试飞员身份与职业的特殊性,文中部分人物为化名)
选编自《中国作家·纪实》2017年第一期