在北京五号研制和试飞工作中受锻炼——宋子善

发布时间:2014-10-24

原自动控制系副主任 宋子善

我国第一架无人驾驶飞机——北京五号在19591月无人驾驶飞行成功,到现在虽已近40年了,当时我作为一个青年教师参加了北京五号的研制和试飞工作,得到一次很好的理论联系实际的锻炼机会,对一个教师的成长有深刻的教育和指导意义。在研制过程中发生的一些事至今仍然记忆犹新,现将几件事回忆如下:

一、突破自动着陆技术关键

北京五号是一架从起飞到着陆实现自动化的无人驾驶飞机,五十年代在国际上飞机实现全自动着陆是公认的一个难题,对北京五号来说,自动着陆能否实现,便是一个关键。突破此关键需要解决三个方面的问题,一是确定自动着陆的敏感装置的研制。这些问题在当时确实是没有什么现成的方法或系统和经验可依据的,只能依靠我们自己的力量和中国国情来逐一解决。为确定自动着陆的操纵方式,文传源总设计师召开了多次会议,邀请了有经验的飞行员、飞行力学专家和自控专家参加会议,经过充分讨论提出了两种方式:一种是模仿飞行员操纵飞机着陆方式,另一种是将飞行员的操纵着陆动作经过适当的改变,使之适合自动着陆。大家倾向于选用后一种操纵着陆方式。自动着陆系统不仅要求是精确的,稳定的并具有强的适应性的,实现全自动安全着陆,而且还要求在着陆后飞机能正确保持滑跑方向直到停止,因此设计难度很大。经过设计人员的努力,设计了多种型式系统,最后确定了一种能达到设计要求的闭环控制自动着陆系统,并完成了研制工作。此自动着陆系统要求有高精度的小高度无线电高度表,它的精度为0.5米,当时国内还没有现成的产品,所以只能自行研制。经过北航与有关单位的合作攻关,终于及时研制成功。所研制的自动着陆系统在试飞前经过反复的试验验证后在195810月正式试飞,令人兴奋的是第一次试飞自动着陆便成功了。试飞表明此自动着陆系统性能良好、适应性强。它的试飞成功为北京五号的全面成功创造了条件。

二、试飞中有惊无险

北京五号在研制过程中进行了大量的试飞工作,自从进入外场后几乎每天都进行试飞。试飞总是伴随着一定危险,现在回忆起来,一些有惊无险的事情又重新呈现在我的脑海中,记得在对开环控制着陆系统做飞行试验时发生了一次差一点机毁人亡的严重事故。事情是这样的,19589月,一天上午,当飞机飞到1500米空中要做一次模拟低空着陆的试验,以便检查着陆控制信号的强度是否合适,通常在试飞时,飞行员认为飞控系统控制信号不合适是可以及时切断转为人工飞行,但这一次试验,当控制信号由弱变强时,也许由于变化速度太快,飞机攻角很快加大,飞行员来不及转换操纵方式时便发生了飞机失速,飞机迅速下降高度。当时我和两位设计人员在机上,飞机失速并没有什么感觉,但听到飞行员大叫了一声,幸好飞行员采取了有效措施,使飞机摆脱了失速状态,恢复了正常飞行,防止了一次严重事故的出现。事后总结了教训,决定不再在空中试飞着陆系统,开环控制型着陆系统也不再试验了。这位飞行员经过这次飞机失速后,他再也没有继续进行北京五号试飞工作。

在试飞中的又一次有惊无险的事情发生在195811月的一天下午,试飞内容为对自动着陆系统进行性能验证。当飞机进入跑道上空正在自动着陆时,无线电高度表出现了故障,飞机在离跑道近3米上空拉飘二急剧下降着地,飞机在着地时受到很大的冲击,起落架也被冲撞得使与机身的连接部位发生错位,当时我站在机身的中部正在监视自动着陆系统工作,飞机猛烈着地使我身不由己的跪在地板上,事后立即对无线电高度表进行检修并做超低空飞行校准,以后便不再发生类似的故障。

在试飞中的再一次有惊无险的事情也是发生在一次自动着陆的过程中,当飞机着地后自动滑跑控制时,飞机突然发生”打地转”即飞机在地面绕重心旋转,右面的机翼擦地,左面的机翼上抬,跑道上尘埃飞扬,在场的人员不知是怎么回事,很是害怕,只有飞行员心中明白,航空术语称“打地转”,当时我站在飞机机舱前部,观察飞机自动着陆,但当飞机“打地转”时,我从机舱前部,被离心力推到机尾了,只见机舱外一片烟雾。时候我们访问了有关单位,求教如何防止出现“打地转”现象。不久,终于找到有效的方法防止出现“打地转”现象。

北京五号在试飞中,各个系统或多或少出现一些问题,我们根据出现的问题,贯彻理论联系实际的精神,认真分析,寻求技术对策,实事求是,解决问题,终于使北京五号取得自动驾驶全面飞行成功。

(摘自北航校报·1998年版)