K-8V变稳机

中国研制K-8教练机改装的试验用飞机

K-8V变稳机（英文：Hongdu K-8V IFSTA，代号：K-8V），是中国航空工业试飞中心在K-8教练机基础上改装的试验用飞机。

发展沿革

历史背景

变稳飞机是一种用途广泛、效率高、成本低的仿真试验飞机，作用主要包括飞行品质研究、飞行控制技术研究、新机模拟验证以及试飞员培训等。试飞中心作为国内最早进行此项研究的机构，已成功研制出具备单自由度和3自由度变稳控制能力的两代变稳飞机，对中国航空技术的发展以及型号研制起到了巨大的推动作用。

中国第一架专用试验机改装是从20世纪60年代起步的，试飞中心从1966年4月到1968年8月，历经两年时间，将轰5原型机改装成轰5弹射试验机，完成了具有里程碑意义的中国第一次大型试验机改装，填补了中国航空史上座椅弹射试验机的空白；紧接着，在70年代完成了中国第一架航空物理探矿飞机的改装；80年代完成中国首架单轴变稳飞机的改装；90年代中期，研制成功中国第二代变稳飞机——K8V综合空中飞行模拟试验机。随着飞行试验技术跨越式发展，超声速红外吊舱的研制、雷达电子试验机改装、发动机空中试车台大型改装等相继完成。试验机改装关键技术突飞猛进，总体设计技术、系统设计技术、机载试验系统研制技术、各类吊舱和外挂物改装技术取得突破。

BW1研制

BW-1，即“变稳1号”。中国第一代变稳机，是歼教-6用于科研试飞的重要改型。

1980年代，中国航空工业开始涉足先进的电传飞控系统领域。变稳机作为电传飞控系统的重要检验手段之一，研制势在必行——当然，变稳机的作用不止于此。中国飞行试验研究院在确定变稳机平台时选择歼教-6。歼教-6虽然老旧，但各种特性均已掌握，这对于检验电传飞控系统是有利的；变稳1号，加装了一个机腹设备舱和背鳍鼓包。1984年事故后重新研制的变稳机就是BW-1，该机加装了数字式气动变稳系统、模拟式电液伺服人感系统、数字式目标跟踪显示系统、机载数据采集记录和遥测发射系统、试验信号放大器、大气扰流信号发生器和各类传感器、变换器、电气和液压副件等共136项。在外观上，BW-1加装了一个机腹设备舱和背鳍鼓包。1989年4月22日，BW-1首飞成功。至当年9月28日，BW-1完成全部闭环试飞。

研制启动

K-8V变稳机，即综合飞行测试模拟飞机（Integrated Flight Test Simulate Aircraft，缩写：IFSTA），又称多轴变稳机。K-8V变稳机是中国航空工业由K-8教练机改装而来，该改型可模拟复杂的飞行状态，代号K-8V，具有了高级教练机的一些特性。K-8V能模拟多种战斗机空中飞行特性，甚至在下一代战斗机没有研制出来之前，将图样上的设计参数输入到其模拟设备中，即可进行模拟飞行，从而达到验证、评估、优化和训练的目的。该设备可装入8套参数，模拟8种飞机的特性。

中航工业试飞中心在20世纪90年代将K-8V原型机改装而成的试验研究机。试验机改装是飞行试验的基础。飞行试验要完成试飞数据的采集和传输，就需要把机载试验设备和测试设备改装到飞机上，实现从飞机到试验机的属性转变。所谓试验机改装，就是结合试验研究机研制需要，按照总体技术要求对原型机的结构、系统、软件和状态进行更改，以安装被试系统和试验任务系统，适应飞行试验研究和演示验证需要。试验机设计改装技术就是一门为飞行试验设计试验平台的技术。

研制进程

研制K-8V时，320厂曾寻求与美国卡尔斯班公司等西方集团合作，但西方集团一方面受官方限制不可向中国输出先进航空技术，另一方面要价太高。美国国家试验学校曾表示愿意合作，但仅仅限于训练方面。

320厂最终主要依靠自身力量，完成了K-8V的研制。根据320厂设计人员后来与英国宇航公司的交流，发现虽然双方从未在多轴变稳领域合作，但走的路子相同，甚至使用的软件都几乎一样。与歼-6改进的BW-1单轴变稳机相比，K-8V采用了双余度、机械保障电传飞行控制系统，在三个轴向上实现了变稳，是具有实用意义的变稳试验机型。未来K-8V将发展为五个轴向变稳，加装光纤传输飞行控制系统，并实现发动机全权限数字式电子控制。

K-8V（IFSTA）由中国飞行试验研究院（代号：630所）总负责，中国航空附件研究所、航空计算技术研究所和320厂等单位参加。IFSTA又称变稳飞机，其特点是可以通过特殊的自动控制系统来改变系统或飞机的稳定性，从而模拟其他飞机特性，甚至可以在空中模拟刚刚完成设计的飞机的飞行特性。

K-8V变稳机试验机于1992年立项，1997年6月首飞成功。

1998年9月，K-8V变稳机完成验收试飞，随后投入应用研究。

由于世界上只有美国、英国、法国和俄罗斯等少数航空强国拥有该项技术，因此K-8V变稳机的研制成功获得2001年度“国家科技进步二等奖”。

技术特点

总体设计

K-8V变稳机与歼-6改进的BW-1单轴变稳机相比，K-8V采用了二余度、机械保障电传飞行控制系统，在三个轴向上实现了变稳，是具有实用意义的变稳试验机型。未来K-8V将发展为五个轴向变稳，加装光纤传输飞行控制系统，并实现发动机数字全权限控制。

K-8V（IFSTA）采用了南昌飞机公司研制的K-8喷气教练机作为原型机，前驾驶舱改为试验评定驾驶员舱，前舱驾驶员在电传系统工作时控制飞机、完成试验评定任务；后舱作为安全/教员驾驶舱，保留了原机全套操纵系统及飞行仪表系统，在变稳系统不接通（即断开）状态下，安全驾驶员可利用原机的机械操纵系统控制飞机，安全/教员驾驶员控制着飞机/系统的工作模态（状态）及试验参数的选择；变稳系统的控制舵机通过离合器与原机机械操纵系统并联，在变稳系统工作时离合器合上，由前舱飞行员通过变稳系统控制飞机，当变稳系统故障或正常断开时，飞机即可由后舱飞行员控制。

动力装置

K-8V变稳机采用中国国产涡扇-11发动机。涡扇-11源自乌克兰进步机械设计局（Motorsich）的АI-25ТL (АI-25ТLК) （据部分资料称，该发动机由AI-25发展而来，也有称K-8使用同一设计局的AI-222-25涡扇发动机）。АI-25ТL (АI-25ТLК) 海平面最大推力1720千克，燃油消耗率最大状态0.575，直径为3358х985х958毫米（ТLК为2860х868х959,5），净重350千克。与基型相比，改进型号提高了压气机压缩比等指标，从而提高了推力。该系列的发动机还可用于捷克L-39等小型飞机。

飞行特性

K-8V（IFSTA）研制的最终目标是实现一架具有五自由度（三轴转动特性、升力特性和推/阻力特性）变稳能力并配有可变人感特性、可编程多功能显示系统、完善的机载测试系统的空中飞行模拟试验机，它可满足除直升机外大部分军用、民用飞机的有关技术验证和空中模拟使用要求。由于新型号研制的迫切需求及经费原因，IFSTA试验机在工程实施上采用分两步走的方案，即第一步首先完成三自由度（三个旋转轴）的变稳控制，随后再增加直接升力和推力/阻力自动控制，从而提供完善的姿态和轨迹响应的模拟。该试验机主要应用于：飞行动力学、飞行品质研究；·飞行控制新技术、新方案的研究验证；飞行试验研究，如新机/新系统试飞方法、参数识别方法、评价方法研究等；新机空中飞行模拟试验评价及首飞飞行员的培训；人机界面，特别是人机回路对飞行品质影响的研究；地面模拟器校核及地面模拟－飞行试验相关性研究；试飞员培训。

中国国内最新的五自由度变稳飞机飞行控制技术已在地面试验台得到验证。5自由度变稳控制能力是在3自由度（俯仰、滚转、偏航）3个方向进行变稳定性模拟的基础上，增加了直接升力和自动油门控制功能，可完成诸如航迹飞行特性、大包线飞行特性、升力特性模拟等多种飞行任务的空中模拟试飞课题研究，可满足现阶段及后续各类先进电传飞机空中飞行模拟需求，达到国际先进水平。此外，为满足当前试飞员培训需求，在通用变稳机地面试验台项目推进过程中，试飞中心变稳机科研团队在控制律优化设计、提高系统易用性方面进行了一系列探索，有效提升了现有的IFSTA变稳飞机的功能、性能和易用性等，在试飞员培训过程中发挥重大作用。

性能数据

服役动态

K-8V变稳试验机（IFSTA）投入使用后已完成多种型号模拟和专题验证研究，如某新机首席试飞员小组培训，PIO（驾驶员诱发振荡）研究，某新机飞控系统控制律验证和品质评价，某型导弹地形识别系统验证试飞，新型飞机颤振激励系统（FES）验证试飞和大量试飞员培训教学试飞，等等。此外，该试验机研制成功后还多次与国外试飞员学校、试飞研究单位、空军和相关研究机构等就试飞员培训、变稳机设计及应用技术等进行了广泛交流并得到高度评价。

总体评价

K-8V变稳试验机已成功地应用于某新机的研制试飞中，成为新机首飞及试飞研究的重要工具和空中演示试验平台。K-8V变稳试验机采用的数字式电传-飞控系统和模态数控显示系统等多项航空领域尖端技术，成功跨人此领域的国际领先行列。它的研制成功，为中国产新机研制尤其是跨代飞机的高新技术开发、预先研究提供了科学可靠的研究手段和验证工具，同时开辟了中国试飞员培训及系统仿真研究既经济又高效的途径。它的研制成功，将对中国航空高新技术的应用和发展产生重大影响，缩短了预研转人型号应用的周期，从而缩小了与世界航空先进技术的差距。

K-8V变稳试验机是中国自行研制的具有世界先进水平的首架新型变稳飞机。该机也叫空中模拟飞行试验机，任何飞机的参数只要输入其机载电脑中，就可以模拟出该飞机的空中特性，因而被誉为“空中魔术师”。世界上只有美国、英国、法国、俄罗斯和中国5个国家有此种飞机。（《兵器知识》、人民网评）

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