刻苦钻研航空理论和飞行技术，成为精通英、法两门外语，会编制电脑软件，能熟练驾驶国产所有机种机型歼击机的“智能型”特级飞行员，为空军新武器装备的定型生产、改进发展和训法、战法研究做出了重要贡献。
着眼于未来军事发展，刘明所在团陆续装备了各种新型战机。刘明认识到，有了新武器新装备，并不意味着战斗力应运而生，只有实现人与武器的最佳结合，才是战斗力的最佳体现。未来主宰战斗机操纵控制和航空电子系统的必将是计算机，如果飞行员不憧计算机，就很难加深对新一代战机的理解，很难对飞机故障原因和试飞数据进行分析处理。早在1991年，他就自费购买了电脑，边学习边应用，每次飞行结束，第一件事就是把当天飞行的感受输入电脑。现在，刘明不仅用电脑撰写论文、分析飞行数据，而且用电脑制作了多媒体软件，建起了现代空战研究资料库和国外先进航空装备发展信息库。经过十五载风雨荡涤，十五度蓝天磨砺，他已成为空军少有的能熟练驾驶国产所有机种15个机型歼击机的特级飞行员。并先后翻译科研资料20多万字，编写教材和战法80多万字，发表学术论文20多篇。
他先后80多次参与新武器、新课目、新战法试验飞行，凭着高超的技艺和非凡的胆略，多次战胜空中险情。1995年4月22日，刘明执行某型歼击机转场试飞任务，飞机升至8千米高空时，突然断电，仪表失灵，通讯中断。按规定，遇到这种情况，飞行员可以跳伞。但刘明想到的不是个人安危，而是挽救飞机，保护科研数据。根据时间判断，此时油量可供飞机在空中活动的时间不足20分钟，而飞机所处位置他全然不知。他冷静地驾着半失控的飞机，果断穿云下降，10分钟后，终于找到了机场。由于失去仪表指示和地面引导，加之飞机操作不灵，两次试降都没有成功。他预感到飞机油抖已经不允许再盘旋了，大胆实施小航线着陆，把平时五六分钟才能降落地面的过程，缩短到不足两分钟，在短短的瞬间完成了上百个动作，终于驾机安全着陆，不仅保住了价格昂贵的新型战机，更重要的是为该型机的改进定型提供了极为宝贵的依据。