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发布时间:2011年05月11日 09:44 | 进入复兴论坛 | 来源：环球时报
资料图：美军F22隐形战机遭无限期停飞
徐勇凌，空军试飞专家，功勋试飞员，国内仅有的几位国际试飞员之一。为中国空军歼-10等成功装备的研制做出过杰出贡献。荣立数次战功，曾经参加过三代战机导弹靶试，机载雷达测试等工作。
关于F-22，近年来话题不断。它的首飞、它于2005年底开始装备、它持续不断的战术技术试飞、它在航展上的精彩亮相、当然还有它在亚太的频频露脸。F-22已经成为一张战略纸牌，被美国人反复使用。
然而，作为一款曾吸引无数眼球、超重量级的四代战机，美国的F-22还没有参加任何一场战争，这是令人感到蹊跷的一件事。正当人们为其没有参加新一轮的利比亚空袭感到困惑的时候，又传来一个更加令人匪夷所思的消息，集当今世界最高军事技术于一身的F-22，居然因为氧气系统问题停飞了，而且还是无限期的。
其实，早在2008年我就对F-22这款战机发表了自己的看法。我认为，高成本的F-22“忽悠”了美国空军。究其原因，F-22的出笼是当时国际战略格局决定的，而当1991年苏联解体后，F-22其实已经失去了存在价值。当时历史条件下对该机一味求高求精的功能定位，已经不能适应时局变化。但在当时，美国人已经为此型号投入了巨额资金，下马已经不可能，加之F-15/16等三代战机日益老旧，军机换代的迫切压力，使得F-22项目得以延续。此时飞机战技指标已经确立，重新更改顶层设计等于推翻初始方案，其成本更加难以承受，可以说F-22项目的继续是美国的无奈之举。美国人唯一能做的就是减少飞机采购数量，不足的份额由简化版四代机F-35替代。
技术含量过高导致系统整合优化难度加大
F-22隐形战机研发中所遇到的问题，并非美国的个案，其实在世界军用航空装备领域，一种新型号的顶层设计始终是最大的难题。作战需求导向是没有错的，问题是对于战争的解读总是落后于战争发展的走向。
即使是技术预测没有错误，为了实现这种技术需求，在设计上也是颇费周折。技战术指标的预期是一回事，技术实现的结果是另一回事。再加上各种技术、经费和使用要求的限制，对于团队而言，要设计出满足各种需求的新型战机，其困难不仅仅是技术上的。
从一开始，美国军方对F-22就提出了很高的要求：该机要采用全隐身与气动综合布局、持续的超音速巡航能力、过失速机动、短距起降、先进的机载设备和火控系统与综合航空电子系统。
然而。1991年，随着苏联的解体，如此成本高昂的F-22飞机失去竞争对手，它的存在价值也遭到质疑。飞机的设计方案一改再该，随之而来的是飞机的订单被一再缩减，从800多架减少到600多架，后来到了276架，最终只有区区的179架。导致F-22订单一减再减的原因是多方面的。
首先，F-22的高性能远非制造商吹嘘的那样诱人。尽管美国人在飞机的设计和研制中几乎做到了精益求精，为了实现隐身效果与高机动性能的完美统一，在气动外形和局部构造设计上绞尽脑汁，在表面涂层的用料上几乎达到了不计成本的地步。为了达到高机动性能的目的，在发动机性能、矢量喷口设计、复合材料运用、翼身融合设计等方面下足了功夫，使飞机既能满足超音速巡航的要求，同时具备优良的大迎角机动性能。
然而要真正做到同时满足隐身和高机动两方面的要求谈何容易。比如为了达到隐身性能，F-22同时设计了全埋式隐身挂架和外置武器接口，这必然会增加飞机的结构重量，从而牺牲飞机的超音速和高机动性能。
其二，为了满足高机动性和飞行品质的要求，F-22的飞控系统设计过于复杂。飞发一体化(飞控和发动机交联)控制技术要求很高，这给飞控系统设计带来了极大的困难，尤其是飞控软件设计极其复杂，如此复杂的系统发生故障的概率也大大增加。1992年4月25日，YF-22试验机在低空通场复飞时，发生了人机耦合振荡，飞机坠毁在跑道上，原因就是飞控软件的设计缺陷。
在生产型F-22的试飞中又出现两起由于飞控系统故障导致的飞行事故，尤其是2004年12月20日的事故更是令人匪夷所思，在起飞过程中，飞机出现了飞行员预料之外的俯仰振荡现象，并迅速触地坠毁，事后技术人员依然把事故的原因归结为软件设计缺陷。
其三，F-22飞机的性价比不高。一架为战术打击而设计的飞机，每架飞机的研制和使用成本超过了2个亿，如此高昂的价格是否值得令人怀疑。可以说F-22如果大面积装备部队，最大的赢家不是美国空军，而是洛·马公司。
至此，美国空军陷入了两难境地，一方面F-22设计方案一改再改，因性能不尽如人意而饱受争议；另一方面，采购计划一再缩减，为了说服五角大楼和国会，美国空军费尽口舌。最终，美国空军和制造商都没有看到他们想要的结果。
2005年，F-22终于得以装备空军，但由于现代战机随着技术复杂程度的增加，其技术缺陷在试飞阶段并不能完全暴露，因此，在装备后进行技术更改与优化已成常态。直到2010年，F-22的系统试飞依然没有结束，去年11月份的事故就是在武器试验中发生的。
不低级的“低级错误”
在工程领域有一个有趣的概念，叫“低级错误”，所谓低级错误是指在较为成熟、技术含量不高的系统出现功能性、适应性方面的问题，但低级错误不低级，它往往发生在高技术含量的飞机上。这种低级错误发生的原因在于，由于对飞机作战性能提出了新的要求，会对传统的低端系统如机械、仪电、电气等系统提出更高的要求。
F-22为了实现超音速巡航，对飞机的高空性能有特殊要求，对氧气系统的相应更改与完善是必须的，这种看似不会引起重大失误的局部更改，由于不可能投入过多精力，非常有可能出现低级技术错误。
工程上的技术问题大致分为两类，一类是硬性故障或缺陷，这种问题一般在试飞阶段就会充分暴露，而技术上的措施总要经过反复试验确认无误后，才会最后装机。这类故障在研发阶段发生较多，对技术团队是一种严峻的考验，但处置起来一般比较干脆，行就是行，不行就是不行。
另一类是软性故障或缺陷，这类故障的特点是发生的概率较低，有些甚至达到千次级(一千次发生一次)甚至更低，这种缺陷大都是由于系统逻辑复杂，由于某些系统的隐形偶发故障，导致整个系统的失效和降级，也有可能是由于子系统间配合发生偶然的不协调。
由于此类故障的发生需要各种条件的契合，发生概率非常低，而且故障后的重现非常困难，这就给工程技术人员找清故障原因，并加以处理带来了很大的麻烦。这类故障是技术团队最讨厌的一类故障。而有意思的是这类故障总是发生在技术要求较高，系统逻辑较为复杂的系统上。因此，看似像是悖论的“高技术系统发生低级错误”的事情经常发生。
F-22氧气系统故障分析
首先我们要知道F-22发生了什么问题。一个氧气系统方面的缺陷导致F-22的全面无限期停飞，显然不是小问题。那么，一架技术如此先进的军机怎么会被一个小小的“缺氧”问题击倒的呢？还是让我们先来了解一下军用飞行中的用氧问题。
作为在高空高速条件下飞行的现代军机，飞行员生命保障系统就像太空飞船的生命系统一样，是较为复杂的系统，飞机要为飞行员提供温度、压力、辐射程度、氧环境都较为舒适的环境，氧气系统是飞行员生命保障系统的一个分系统。氧气系统由传感器、控制器及蓄氧供氧等系统组成，看似简单，其实极为复杂。由于对系统工作指标和稳定度有很高的要求，氧气系统的可靠性必须很高。在中空，氧气系统提供飞行员适当含量和压力的氧气，而高空，则要给飞行员供应纯氧，目的是保证飞行员有足够的氧气吸入量，还要保证飞行员在高空不发生减压症。
飞机的氧气系统是如此的重要，如果一旦发生故障后果不堪设想。缺氧所导致的生理现象比人们想象的严重得多，它可能直接导致飞行员能力降低，甚至失去行为能力。
曾经有过缺氧体验的飞行员这样形容当时的感觉：难过得连死的念头都有，恨不得立刻弹射离开座舱。由于缺氧导致的意识模糊甚至晕厥，会直接导致坠机事故的发生，而高空减压症则是“非一过性生理问题”，会对飞行员的生理产生长期的影响，有些甚至造成终身生理缺陷。
那么F-22的氧气系统到底发生了什么呢？尽管没有确切的问题报告，但从专业的角度，我可以做一个判断和分析。
首先，F-22的氧问题缺陷一定是一种软性故障，否则，此类故障一定会在研制试飞阶段得到解决。这一故障曾经发生过，很可能作为偶发故障处理了，所谓偶发故障是非机理性故障，可能是系统的偶然破损或失效，此类故障在工程上一般不作设计缺陷处理，只需更换系统即可。
但显然飞机技术团队对这一问题的判断发生了偏离，由于故障发生概率极低，甚至没有再次发生，迷惑了他们。而最近，类似的故障一定再次发生了，而且从再次发生的故障中，技术团队发现了隐性的设计缺陷，而这种缺陷甚至难以定位，但后果非常严重。
由于这种隐性故障一时很难定位，作为工程上的偏离处理，短时间内可以采用避免进入某种飞行状态来处理，如限制F-22的飞行高度。但这毕竟不是长久之计，由于工程上的故障发生规律，氧气系统故障发生的几率越来越频繁，已经到了不可回避的地步，此时唯一可以采取的措施就是无限期停飞。
从已经发生的情况看，氧气系统发生的问题不是局部子系统的问题，而是系统间协调工作的问题。如果是子系统问题，尽管难度较大，但定位容易，处置起来周期不会超过一个月。美国军方此次痛下决心长期停飞，一定是遇到了难以确认、排除的故障。那么是氧气系统的哪些功能出现了问题呢，我认为很可能是氧气系统的高空部分出现了问题，有可能是氧气压力不足，也有可能是间歇性供氧，也有可能是供氧不稳定。之所以要采取停飞的措施，是因为高空飞行一旦发生氧气系统工作的不协调，飞行员可能短时间难以察觉，而一旦察觉已经无可挽回了。
F-22的缺氧症何时治愈？
对于氧气系统这样的纯专业技术系统发生的问题，用概念思维进行判断猜测是不行的。有些专家认为，F-22的问题只是氧气问题，不是什么大不了的，很快就会恢复飞行，我认为问题没有如此简单，当然这要看飞机到底发生了什么问题。
美国人此次遇到了不小的麻烦。如果氧气系统问题只是由某个子系统的设计缺陷导致的，这样的问题不会遗留到今天。如果真是这样，即使是重新设计子系统，解决的周期也不会超过一个月。但F-22此次发生的显然不是简单的子系统问题，而很可能是系统协调配合上出现了问题。这样的问题处理起来就要对整个系统进行重新设计整合，这个技术处理过程不是短时间能够完成的，如果是设计上的顶层逻辑问题就更加复杂的。
首先，问题的定位确认颇费周折。一个直到现在才暴露的问题肯定不是一个简单逻辑问题，从工程上讲问题的定位是最困难的事情，因为发生概率很低，可供分析的故障信息较少，故障的判断需要靠经验和猜测。
其二、如果是设计缺陷或系统协调工作的问题，即使找到了问题所在，处理起来也很复杂，如需更改设计或者进行软件优化完善，技术处理的过程周期就不断，而技术处理完后技术验证的过程更加复杂，航空产品的技术考核、环境适应性考核、可靠性考核是极为严格的，其周期是不可控的，必须按照工程的要求全过程走完，系统验证考核后还要再次装机考核无误，才能恢复飞行。
从以上分析来看，F-22何时才能恢复飞行现在还难以预料。
F-22是美国人在三代机领域保持优势的基础上，继续保持空中大国地位的重要筹码，其状态对国际战略格局的影响不可小觑。从F-22所发生的技术问题，也给广大军迷上了一课：在技术高度发展的今天，军事准备尽管已经进入了太空、无人、隐身时代，但工程技术问题的规律依然存在，再先进的武器，遇到小沟小槛依然要摔跤，航空武器作为反复使用的高技术装备，其对技术、环境适应能力、战场适应能力以及可靠性都提出了很高的要求，从某种意义上讲，航空科技的技术难度丝毫不亚于太空技术，这就是俄罗斯人尽管可以再造一个太空站，却在苏－27系列飞机的技术升级上举步维艰的原因。
F-22停飞的启示
F-22战机从研发到装备坎坷不断，这从某种角度预示了四代战机未来发展的不确定性。技术的发展带来的不仅是装备作战效能的提升，由于装备价格的不断攀升，未来战争的成本将成倍增长，对未来战争的格局将会产生不可估量的影响。如果将高技术作为一种战略威慑，这种高成本的消耗隐而不发或许可以起到意想不到的效果，而真的要在战场上应用，带来的一系列问题很可能难以解决。
事物总是有其两重性，由上个世纪初肇始的空战时代，在可以预见的未来将会向太空发展。但高技术本身就是一种悖论，无论是其巨大的杀伤力所产生的人道主义后果，还是高成本对于战争投入方的压力，未来战争即使有在高尚的道德理由，给人类带来的终究是灾难。
西方军事强国在空军装备领域已经领先了几十年，但技术的压倒优势，并不意味着战场上的决定制胜权。而由高技术的导向作用，所引发的军事科技领域的竞争，对未来世界的安全不是良性推动，而是潜在的巨大威胁。
随着T-50和歼-20的首飞，四代机竞争的大幕已经彻底掀开，技术较量的结果，是在新的技术平台上形成一种不稳定的平衡，还是引发新一轮的敌对，还无可预期。无论如何，F-22所遇到的问题绝不是孤立的，它对想在航空装备领域有所追求的所有国家都是一种启示。
由F-22所发生的问题，联想到中国的空军装备、中国的航空工业和空中国防力量在未来的装备发展中，必然会遇到同样的问题，空中国防和空中力量的发展，同样需要国人的支持，尤其是在我们遇到困难和坎坷的时候。歼-20的首飞和近期的进一步调整试飞，得到国人的广泛关注，体现了国民对于航空和空军的支持，对于中国空军未来的发展和腾飞，这种支持是最大的力量源泉。
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