设计与试验
——程不时
这一次，打算谈一谈设计与试验的问题。
在设计中，往往包含有试验的步骤。有的人只把设计中的试验当作一个常规的程序来对待，比如他们只希望了解什么样的设计通常包含哪些试验，（如飞机设计一般要做风洞试验、结构要做静力试验等等，是否一定要包含自由飞模型飞行试验）但是这些试验主要解决什么问题，试验在人的识知扩展上究竟起什么作用，在一些特殊情况下是否需要特地开发一些特殊试验等问题上，缺乏必要的思考能力。
在工程设计中使用试验是作为认识手段，而不是作为一种常规的程序。在人的认识与客观实际之间，人的感官是传递信息的桥梁。人们通过感官感受到的信息而了解世界，并调整自己的行动。通常“感官”只是被动地接受外界的事物。“试验”则是人们有意识的观察和探索活动，一种扩大信息来源和拓宽信息渠道的主动行动。
人从客观世界感受到的信息总是局部的、具体的。但是由于人认识的能动性，人们可以从这些信息中总结出对于客体规律性的认识。同样，实验虽然是局部的有控制的行动，但是可以检验人对客观世界规律的认识是否正确，或验证自己活动的客观效果。
试验是在可控制的条件下，对产品的某些局部（局部性能或局部构件）进行分析，探索某些规律、证实人的某些认识、或测试人为采取的措施造成的结果，目的在于减少产品研制中技术风险。
试验总可能有成功和失败两种结果。试验失败一般比产品本身的失败代价小。因此，试验是一种减少产品技术风险的手段。
一般说来，试验可以分为开发性试验与验证性试验两类。开发性实验是探求设计中的有效手段，（典型如爱迪生从六千种植物的碳化物中寻找适合于做白炽灯丝的材料），验证性试验是为了证明人为设定的产品是否实现了原定的目的（如炼钢中对每炉钢水的成分化验、飞机生产中制成品的交付试飞等等）。试验的试件，可以是产品本身、也可以是产品的某些局部或者产品的某种模型。比如飞机研制中的空气动力学试验的常用方法，就是用模型在风洞中进行；而材料物理特性的试验中使用的试件，也可以视为产品的一种模型。

 模型

在工程设计中越来越多的使用模型。国外科技界有人认为：“在科学中，模型方法是人们所说的‘科学方法’的核心。”
在开发中使用模型，往

2008．7．13． 编撰译著的书目
——程不时 前一段时间，因参加两次国际论坛，还有一些会议，便很少顾及到博客文章的更新。承网友问起，并由此询问我的健康。我的健康尚可，在此表示衷心的感谢。
网友还问及我写过的书。这里提供一份不完全的书目。其中大部分目前在书店已经没有出售的，如果要看，可能只有到图书馆去找了。☆《算机辅助飞机设计》（上、下册） 程不时
上海市708设计院 1977
——业内专家评论说：为20世纪后半叶我国第一部计算机辅助飞机设计的专著。被航空大学采用作为研究生教材20余年。☆《智力训练300题》（合著）程不时第一作者
中国少年儿童出版社 1985
——按：此书是我在《科学画报》发表“智力游戏与创造性思维”的文章后，由出版社特邀组织写作。是最早关于创新思维的书籍，首次印刷26万册，五年重印五次。☆《发明与革新》 程不时
重庆出版社 1988☆《飞机的过去、现在、未来》（合著）程不时第一作者
未来出版社 1994☆《工程设计的系统工程》 程不时
航空工业出版社 1997☆《航空奥秘》（合著） 程不时第一作者
上海科普出版社☆《搏击长空——熊焰纪念文集》 程不时主编
湖北省鄂州市第一印刷厂 1998☆《世纪智慧——20世纪影响人类发展的科学家》(合著) 程不时写作约1/3
上海科学技术出版社 2000
——按:书中记述了20世纪有世界影响的21位科学家.我写作了其中6位的传记.计有:
齐奥科夫斯基、莱特兄弟、居里夫人、摩尔根、爱因斯坦、玻尔。☆《翼海撷英——百年航空的趣闻轶事》 程不时
北京航空航天大学出版社 2003
——按：此书集中了世界航空在百年中发生的57起或大或小的故事，着重展示了从人文角度看技术的发展。☆《天高歌长——我的飞机设计师生涯》 程不时
上海人民出版社 2004
——读者评论说：看到此书的封面上画有飞机，再看书名，便以为这是一本讲飞机
的书。及至读了，才知道是一本关于人生的书……☆《民用飞机总体设计手册》 程不时主编
航空工业出版社 2005
正在进行中的书
☆《中国大百科全书》

2008.5.12. 运10研制中的四大精神
——程不时
历史研究部门一位研究者问我：“运10的研制，除了在技术方面的建树之外，在精神方面
，有什么可供今后工作继承的收获吗？”
这个问题，使我在脑海上浮现出“运10”研制时的许多实况，回忆起全国参与此项工程的
许多工程技术人员卓越的表现，不禁思潮澎湃。有的人可能认为，谈精神干什么。只要用
物质剌激的引诱加上纪律的整肃，便可以办成任何事情。但是，我还是相信“人是要有点
精神的”这样的论断。
因此，我回答说：“运10”的研制，值得后人参考借鉴或更加发扬光大的，至少有以下四
个方面。
一、昂扬的爱国热情和一心为公的奉献精神

1970年，中央正式下达文件在上海开始了“运10”研制。70年代初，生活拮据。运10的设
计队伍是从全国“借调”集中到研制基地上海来的。当时生活艰苦，全国普遍物资匮乏，
连缝扣子的缝衣线都要凭票证供应。科技人员借住在卫生学校的宿舍里，有的人三代挤住
在一间十几平方米的小房间里。有的人家属不能调进上海而长期分居，有的人一年接一年
地推迟婚期。但大家本着一心为公的奉献精神，毫无怨言，一心扑在研制上。
当时工作条件也很差。设计的工作场地不够，有的设计组就在运送飞机的大型木质包装箱
里放几把桌椅，技术人员就在“木箱设计室”里做设计；我们经常在食堂里开技术大会，
吃完饭赶紧收拾饭桌，再把图纸铺开，工程师们就讨论起技术方案。在龙华机场晚上加班
设计时，机场的草地蚊虫成群肆虐，设计人员只能用报纸把手脚包住。研究所的计算机不
够大，常常到嘉定的“上海科技大学”及“上海计算中心”使用那里的计算机，但由于飞
机设计所需的计算量大，因此计算时间总是被计算机单位排在夜晚通宵。但科技工作者们
在研制中完全不顾及种种困难，真正做到夜以继日，昼夜颠倒地投入到繁重的计算中。
当时的情况，凸现出工程初期的艰苦。今天我国再开展类似的工程，在物质上会比运10研
制开始时的条件优越很多。但是任何创业的事业，在初期难免还会有这样那样的不尽如人
意。因此高昂的奋斗精神总应是

2008.4.28. 复网友提问： “运10”在技术上的建树
----程不时
有网友在我的博客的“留言”中评论说:
“发现一件很奇怪的事：最近网上搜索大飞机进展情况，却再也没找到有关对“运
10”的说法，难不成这曾令我国民族工业在世界航空领域能有话语权的产品也成为了牺牲
品了？历史是不容篡改的，“运10”和“运10”人所创造的功绩是不容抹杀的！”
对这样的提问，谨按我对问题的理解在这里回复，写出“‘运10’在技术上的建树”短文
，谈“运10”在技术上四个方面的建树。

一、“自主创新”的研制路线

在技术路线上，“运10”研制遵循的是“博采从长，为我所用”的“自主创新”的技术发
展路线。
“运10”所遵循的独立自主开发的路线，明显地不同于此前某螺桨支线客机的“测绘仿制
”路线，也不同于AE-100的“期望由外国人牵头来领导我国设计”的路线，更不同于MD系
列的干线客机从“国外购买生产权”的路线。这是“运10”研制最重要的技术建树，它所
遵循的技术路线，正是今后我国大型客机将要采用的发展路线。
从运10被搁置到今天为止的20多年来，中国民用航空工业发展的根本性战略问题，就是要
不要走自主设计的道路。正是在这个方向上国家明确了方向，才使国人对我国大客机项目
燃起了新的希望。

二、建立大型民用客机设计的现代化平台

在技术方法上，“运10”首次在国际上适用的“适航标准”和“计算机辅助设计”等基础
所建的平台上开展的“正流程”设计，而不是基于我国过去航空工业惯用的“原苏联强度
规范”，也不是在测绘仿制的基础上进行的“反设计”。
从技术能力发展的角度看，运10是中国第一个大型民用飞机的产品开发平台。也就是说，
运10不仅是一个“机型”，而且是一个技术“平台”，是当时提高了的中国航空技术能力
的体现。此后我国的客机产业，也只能在这样的新的平台上开展工作。

（运10三面图）

三、总体设计选择的合理型式

在飞机的总体型式上，“运1

我的“非职务设计”——勤工号
—— 程不时
前些天，一位远方的朋友发来邮件，询问关于“勤工号”飞机的往事。来函者把它错记成是我在大学学习期中设计的飞机。还询问飞机名字的来源。
实际上，“勤工号”并不是我在学生时代设计的。但是它确实有一些特别的地方，比如说，它是我的第一架“非职务设计”，由一所航空学校试制。它的试飞员也有些奇特的经历。它的出现使我对飞机设计这个行业有某些感悟。把“勤工号”的回忆写在这里，将一些感受与愿看这段故事的网友们分享。
年轻人的热情
1958年春天，飞机工厂负责青年工作的王彦明和庄桂棣（女）把我找到大白楼他们的办公室，对我说，我们工厂有许多青年技术人员，大部分是在车间生产线上的工艺人员，他们的主要工作是制造国外飞机的某些零件。另一方面他们对于自已参加设计一架飞机有很大的向往，我们打算组织工厂的青年们设计一架飞机，你的看法怎么样？
当时我27岁，在当时中国的领空，还没有一架自行设计的飞机飞翔过。因此有人把设计飞机看得很神秘。但是另一方面，又有人头脑过热，把飞机设计看得简单。我认为设计飞机既不神秘又不简单，关键是必须遵循设计飞机的规律，熟练地使用这些规律，便能够成功地设计出良好的飞机来。
我当时担任着“第一飞机设计室”飞机总体设计的任务，由此而对当时世界航空发展的形势有一定的了解。我对军用飞机的发展已经连续发表了五，六篇介绍世界航空新技术的文章。此外也对民用飞机的形势作了一些探索，在刊物上发表了“农业飞机”的评述文章，该文被正在研制农业飞机的航空学校指定为“必读”文献。也许因为这些背景，这两位青年工作者在组织这项活动时，来听我的意见。
我的看法是：如果要设计一种小型民用飞机，则以单发动机，四座，上单翼的型式用途最广。美国、欧洲、苏联都有这样的飞机，长期来保持着很大的使用量。这种飞机在技术上也最成熟，没有不可预计的设计困难。这种飞机可以用于送人、小额货运、各种农业及观察、勘探、摄影等多种用途。
王彦明说，很好，就设计一架这样的飞机，由你来担任总设计师。
参加这项设计工作的，只有我一人来自设计室，其余都是车间里的年轻工艺人员。我觉得他们只熟悉高速喷气式战斗机的构造，这些构造不适于轻型飞机。因此，我建议首先

关于空中加油机的问答
——程不时

问：最近美国军方采购空中加油机，引起了世界航空界对空中加油机这种机种的注意。可否请你谈一谈这件事的有关情况？
答：美国空军希望将威力复盖全球，加油机是空中运输，全球情报，监视和侦察，全球打击的关键性组成部分。美空军将领称，为了确保美国空军未来拥有真正的“全球警觉性、延伸力和威力”，空中加油机是美国空军目前最优先采购的项目，也是更新所有老化的军用飞机的开始。
在一般人的心目中，空中加油机属于辅助性的机种。现在美国在更新航空力量的布署上，首要的采购任务不在于第一线的战斗机种，而竟然指向空中加油机，使很多人感到意外。这件事戏剧性地凸现了加油机特殊的战略意义。
美国波音公司长期来是美国空军加油机的供应商。美军当前服役的600架空中加油机中，有531架是从50年代开始使用的波音公司的KC-135，有59架是上个世纪80年代麦道公司开发的KC-10。而90年代中期麦道公司也为波音公司所兼并。人们曾经预测美国对新加油机的订单将毫无悬念地落在波音公司头上。但是事出意外，美国空军宣布，新型加油机的型号为KC-45，在欧洲空客A-330为原型上来发展。新机设计和研制阶段用15亿美元制造4架试验机。由EADS(空中客车的母公司)与其美国合作伙伴诺斯罗普·格鲁曼公司组成的联合体将以350亿的合同为美军生产179架，是有史以来最大的一项飞机订单。在未来的30年中，还可能发展成为1000亿美元的大买卖。美军没有向有长期供应关系的美波音公司订货而转向欧洲空客集团，也引起了国际商务上的震动。 问：请你谈一谈空中加油机有什么作用？
答：空中加油机之受到人们的重视，因为它的战略性的功能可以增大作战飞机的航程和作战半径。如果将作战飞机视为长矛的矛尖，那么空中加油机就是长矛的长柄，把作战的尖锋伸到远处去发挥战斗力。所以美国的《防务新闻》把空中加油机称为“威力倍增器”。
空中加油机还可以增加飞机的载弹量。因为对作战飞机来说，弹和油是一对矛盾：要想多带弹便只能少装油、要想多载油就得少载弹。空中加油机出现后，轰炸机和攻击机起飞时可以多载弹，飞出一定距离后，再进行空中加油，这样加大了作战飞机的攻击力。同时，采用空中加油，攻击的飞机在空袭前不需要预先向前进机场转场，而可以直接从远离突击目标

应网友要求： 谈飞翼式客机
——程不时
50年前对“飞翼”的一次接触

说起我最初接触“飞翼”布局，还是在50年前，我刚来到飞机设计的岗位上。为了熟悉飞
机的各种气动布局和结构布局，我设计并制作了各种式样的航空模型（线操纵式），通过
试飞航模来摸索其飞行特性。
当时世界航空界正在进入超音速的阶段，出现了多种不同式样的布局。我不愿在研究到“
无尾”或“鸭式”布局时，由于感到其“怪诞”和“生疏”而在感情上对它们有隔膜，便
用压燃式航模发动机，在业余时间设计了一种“飞翼”（当时是一架“纯三角翼无尾式”
）及一种鸭式布局的模型，都成功地进入了试飞。通过这项小规模的实践，我很高兴对“
无尾飞翼”及“鸭式”，再不存在因为无所知而产生的惧怕和回避的倾向，而可以实事求
是地探讨其特点。
事隔半个世纪之后，我已经实际参与过许多不同型号的飞机设计，在研究民用客机发
展前景时，再次遇到年轻时曾尝试接触过的飞翼布局。不免一方面有些感叹，一方面作了
些思考。

飞翼概念的初起和再兴

“飞翼式”旅客机的设想，是在第二次大战之后，当时英美两个航空大国为了加强横
跨大西洋彼此沟通，热衷于研制大型水上飞机。40年代末期美国的洛斯罗普想到：飞机变
大的趋式发展下去，飞机的结构会越做越大，而旅客个体的尺寸是不变的。那么飞机大到
一定程度以后，旅客就可以坐进机翼内部，便形成了“飞翼”布局的概念。当时还制出了
飞翼试验机进行试飞。但是，真正的“飞翼式客机”并没有出现，因为当时的飞机还没有
大到旅客可以坐进机翼的程度。
以后客机动力改用喷气式。喷气客机，仍然进入到越做越大的浪潮。因此始终有一个“
飞翼”梦想萦绕在飞机设计人员的脑海中。美国的麦道公司的远景概念研究项目中，便有
一个称为“翼身融合体”（BWB）的方案。到上个世纪90年代，麦道公司被美国的波音公司
兼并后，麦道公司原来进行的所有远景研究方案都被撤消了，唯独这个“飞翼”方案因其
有一定的独特性而被波音公司保留下来。
这个设想中，机身像一个

工程和设计有些事，还是要回到源头来理解。
什么是“工程”？我的看法是：人类对客观事物进行有意识的改造活动，当这种活动具有一定规模时，就常称为是一项“工程”。反过来说，不是由人的意识进行的大规模活动，如火山爆发、山岳垮方、洪水海啸，不称为工程。另一方面，由人进行的单纯内部运动，而不对外界产生影响的，一般也不称为工程。比如，人们做过一场很复杂的梦，不会认为完成了一项工程。人们召开内部的会议，进行传达、研究或搓商，如果纯属内部运转，一般也不称为工程。
今天工程的门类越来越多，如电机工程、航空工程、水利工程、化学工程、动力工程、军事工程、通讯工程、生物工程、软件工程等等。“工程”一词还渗透到社会科学，如出现社会工程、希望工程、菜篮子工程等等。还出现了像“系统工程”这样更广泛的领域，专门研究具有复杂结构和功能的系统的概念和处理方法。
　　工程设计是一门古老的行业。自从人类最早制造工具、修建遮蔽风雨的洞穴和泥屋，就有了某种意义的设计。工程世界的发展，总的包括量变和质变两个方面。产品的生产主要增加产品的数量，而产品本身的更新换代、研制新产品等质变飞跃，则依靠工程设计来实现。因此，工程设计在最根本的意义上是创造。
同样可以问，什么是“设计”？在我看来，广义上的“设计”，是指对达到“未来”目标的活动所作的规划。产品设计是为新产品绘制生产图纸，其他如对一次晚会的策划、对一次旅游的计划、对一出戏剧的构思、对一项计谋的策划、甚至对人生的规划，在思维性质上都存在着“设计”的共同点。
　　设计的“基础”是已经掌握的改造客观的能力，包括“软件”方面，如知识、理论、方法；和“硬件”方面如机床、设备、厂房、材料等物质方面的条件。这些知识性的基础和物质性的能力构成设计的“此岸”，是设计者所能调动来完成设计的出发点。设计过程就是从此岸出发，在“力所能及”的范围内通过有效的途径最终达到改造客观目的的“彼岸”。
设计是新产品的根本，是一个创造性过程。

设计是一项工程问题而不是单纯的理论问题设计是一项工程问题。这是说，设计应该建立在人类过去的科学技术的认识积累之上，而不仅是一个纯理论推导的过程。有的人在理解上走上极端，误以为只要设计中科学原理是正确的，那么设计的结果就必然是正确的。实际并不如此。在力学范围内，各种现象遵循

下期博客预告：“‘什么’是设计和‘怎样’做出设计”

为什么手套变鸭子

——程不时

令人目瞪口呆的魔术
几周以前，一个部门来拍摄行业发展史的电视录相。摄制组找到一些有关人员，拿出事先
拟好的提纲，要求被采访者按准备好的提纲说话。我看了他们给我的提纲后，不禁大吃一
惊！
我简直像明明看见魔术师把他的白手套放进帽子，却从里面掏出来一只黑鸭子一样大惑不
解！
我非常惊奇地看到：提纲中把一种我国设计的飞机，已经热销到了美洲、欧洲、亚洲、澳
洲，国际上反应良好，但提纲要求我对着镜头宣称：“这只是一种高级仿制品……”
我向电视的编导严正提出：“为什么这样说？这种提法是绝对错误的！明明是我国拥有知
识产权，并得到世界广泛赞扬的产品，为什么反而说成是对外国的高级仿制品？拟稿者是
否认为凡是工程产品，只要不是史无前例的，全部都是仿制品？如果按这种逻辑，那么中
国江河上的大桥，都是美国旧金山大桥的高级仿制品，中国都市中的高楼，全都成了美国
纽约帝国大厦的高级仿制品……这不是绝对的荒谬吗？”
后来电视编导取消了这段台词，没有录制。令我思考的是：拟稿者显然是一位在工程界有
根底的人，不然不会叫他充任拟稿任务。但是，他为什么会这样认识问题？

两位大师的断言

这事令我回想起管理机关中两位“仿制文化”的信奉者。其中一位公开宣称：“中国只有
草鞋草帽可以打入世界工艺品市场。在高科技领域，中国不要企图有任何发言权……”。
另一位则在九十年代起草了行业史，在他拟就的草稿中把我国设计的产品的每一种，统统
都解释为是对外国产品的“仿制”。我国的飞机设计事业从1956年创建，我本人从开始起
便参加了这个创建过程，先后投入了多种军用和民用不同飞机型号的研制。到这份草稿出
笼时，我亲眼看到我国的飞机设计队伍已经做出了很多优秀的设计，为什么竟然有人会总
结成几十年抄袭仿制的历史？！
我看到这样的初稿非常不理解，写了一篇书面意见去反驳，指出把我国的设计全部都列为

回复网友：
有网友希望我谈一些有关学习方法。今天谈英语口语学习，作一交流。

提高英语口语能力的一、二、三
程不时

我在科技活动中，常遇有对外交流的机会。上个世纪80年代，当我国开始对外开放的
时候，我在技术工作岗位之外，曾兼任当时航空工业部选派出国人员英语口试的主考官。
有一些新来到我们单位的学生常常问我如何提高英语口语能力。他们大都有一定的阅读能
力，但叫他们就一个题目用英语讲一讲，有的发音不正，有的造句不规范，有的说到半途
便卡住了，不能顺利进行下去。可见能够接受别人传递来的信息是一回事，而自己能将信
息流利地传给别人又是另一回事。
当他们来问我，我不能每人都一点一点地教，只是告诉他们我对提高口语能力认识的
“一、二、三”：即一个语境、二个层次、三个关卡。我认为提高口语能力需要有自我要
求，重要的是靠自己操练。我的方法不过是一家之言，但按我的方法认真做的人，有的达
到了很好的程度。
一 种 语 境
“一”，是指一种意识，一种语境。学习语言，需要在自已的大脑中建立这种语言的意
识，用这种语言思考和表达，而不是用中文思考，再转换成外文。
在不以外语为职业，仅仅将外语作为一种工作工具的人中，有许多从中学到大学，甚至从
小学起就学过很多年外语。但是他们往往一直把外文作为一种符号来辨认，把外语当作一
种逻辑来分析，也就是把外语主要作为一种“知识”来接受。而在口语环境下使用外语，
有如音乐家演奏到了节拍就必须出声，拳击手见到对方的破绽就要出击，反应必须及时而
且到位，要求的是一种“技能”而不仅是“知识”，要求一定程度的“熟练”而不仅是“
知道”。这就必须通过自己刻苦的“操练”，而不能单靠教师的传授。
要在自己的大脑中建立起外语“语境”，需要有一个阶段用一定的强度，用相当的数量，
对自己大脑施以相当的“强制”来进行。过了这个阶段，才是慢慢对新建立的语言系统进
行补充，使其日臻完善。但是靠平平常常的积累很难达到这个境界。要完成这个阶段，一
定的“量”是关键，用学数学的办法学语言常常进展