從外軍新一代教練機發(fā)展談教-8飛機的改進

空軍第十三飛行學院 石懷林，武衛(wèi)兵

教練機的發(fā)展與部隊編制體制改革和航空武器裝備發(fā)展密切相關。20世紀80年代末至90年代初，隨著世界新軍事變革的深入發(fā)展，部隊編制體制改革與航空武器裝備更新速度加快，有力地促進了教練機發(fā)展的步伐。一些新研制的教練機以及通過改進、改型性能獲得很大提升的教練機紛紛精彩亮相，其中高教機的發(fā)展尤為引人注目。

1 外軍新一代高教機發(fā)展的基本特點

在世界各國飛行訓練體制中，高教機具有承上啟下、承前啟后的作用，其性能如何，對培養(yǎng)高素質的飛行學員舉足輕重。因此，發(fā)展性能先進、價格適宜的新一代高教機一直為外軍所青睞。

1．1 高教機的“代”

長期以來，為了區(qū)分戰(zhàn)斗機的技術性能特點與出現(xiàn)的年代順序，人們對戰(zhàn)斗機采用了劃“代”的方法。但對教練機如何進行劃代，目前尚未有權威認定。由于座艙內航空電子設備水平在一定程度上基本可反映該機的水平，據(jù)此，有人認為，可以根據(jù)教練機座艙環(huán)境布局以及航空電子設備及其顯示和控制系統(tǒng)水平，高教機一般可劃分為三代。

1．1．1 第一代高教機

主要采用無線電導航系統(tǒng)、大氣數(shù)據(jù)計算機、姿態(tài)航向參考系統(tǒng)、光學瞄準具和機電儀表等傳統(tǒng)的航空電子設備。如美國的T-38A和捷克的L-39等。

1．1．2 第二代高教機

主要采用平視顯示器和下視多功能顯示器等電子顯示器以及火控計算機或任務計算機，構成平視顯示器武器瞄準系統(tǒng)，具有電子化、數(shù)字化、綜合化的雛形。如法、德聯(lián)合研制的“阿爾發(fā)噴氣”E和捷克的L-59等。

1．1．3 第三代高教機

主要采用先進的平視顯示器、2-3個多功能顯示器（甚至彩色液晶多功能顯示器）、慣性導航系統(tǒng)（甚至嵌入GPS/激光陀螺慣性導航系統(tǒng)）、“雙桿操縱”和任務計算機，并且由MIL-STD-1553總線連成一個數(shù)字式——綜合航空電子系統(tǒng)，實現(xiàn)了電子化、數(shù)字化、綜合化甚至開放式結構。如美國的T-45C和捷克的L-159。

高教機從第一代發(fā)展到第三代，其航空電子設備的發(fā)展主要經歷了由機電到電子、由模擬到數(shù)字、由分立到綜合、由封閉式結構到開放式結構的發(fā)展過程。

1．2 對新一代高教機發(fā)展的基本要求

本文將新研制的（俄羅斯的雅克-130、韓國的T/A-50“金鷹”等）或者通過對原有高教機進行改進改型后 （美國的T-45C等）具有三代以上水平的高教機，統(tǒng)稱之為新一代高教機。目前，對新一代高教機發(fā)展的要求主要表現(xiàn)在以下兩個方面：

1．2．1 經濟適宜性要好

從經濟方面來講，在飛行院校訓練階段，高教機的價格及其訓練使用費用最高。因此，根據(jù)本國作戰(zhàn)飛機裝備的具體情況，合理選擇技術性能以降低費用，使之具有經濟適宜的價格，是新一代高教機發(fā)展需重點考慮的問題之一。

1．2．2 戰(zhàn)術技術要佳

從戰(zhàn)術技術方面來講，高教機處于飛行院校初級訓練階段和航空兵訓練基地訓練階段之間，主要用于提高飛行駕駛技術，并進行復雜氣象、機載武器和基本戰(zhàn)術等專門訓練。因此，外軍普遍要求它能夠與其前面的初級教練機以及在其之后使用的教練機之間進行很好地銜接。

在飛行性能上，要使飛行學員能夠很好地體驗近、跨音速飛行操穩(wěn)性，具有良好的機動性和通用性，能模擬各種型號戰(zhàn)斗機和攻擊機的戰(zhàn)術動作、起降和飛行品質以及武器的操控；在座艙布局、機載設備、操縱特性和武器投射控制等方面要與先進戰(zhàn)斗機接近，盡可能采用先進座艙和顯示系統(tǒng)。這樣，飛行學員從飛行學院畢業(yè)后，只要在部隊戰(zhàn)斗機的同型教練機上進行短期帶教，就能夠獨立承擔戰(zhàn)斗值班任務。

此外，由于高教機主要用于飛行學員訓練，因此，還需要具有比較高的安全性和可靠性。

1．3 外軍新一代高教機發(fā)展的基本特點

概括起來，其基本特點主要有以下幾個方面。

1．3．1 一機多用

從設計之初就將一機多用、一機多型或模塊式設計作為滿足不同用戶需求的重要技術指標，是新一代高教機的一個顯著特點。俄羅斯的雅克-130、韓國的T/A-50“金鷹”、法、德兩國合作研制的“阿爾法噴氣”、意大利的MB.339以及捷克的L-159等，就是平時可作為高教機，戰(zhàn)時可作為攻擊機或近距空中支援飛機使用的新一代高教機。

1．3．2 飛行操縱控制系統(tǒng)性能好

新一代高教機普遍采用數(shù)字電傳飛行控制系統(tǒng)，可通過調整程序來模擬不同作戰(zhàn)飛機的飛行性能和操縱品質。如雅克-130就采用了四余度電傳操縱系統(tǒng)，最大飛行迎角高達35度。T/A-50則采用了三余度數(shù)字式電傳操縱系統(tǒng)，升降副翼、全動平尾和方向舵均由電傳系統(tǒng)控制。

一般情況下新一代高教機并不專門研制新的發(fā)動機，而是普遍選用現(xiàn)有成熟的發(fā)動機加以改進使用。如雅克-130的動力裝置就使用了2臺L-59教練機使用的DV-2發(fā)動機的改型——RD-35渦扇發(fā)動機，并采用全權限數(shù)字式發(fā)動機控制系統(tǒng)（FADEC）對其進行控制。

1．3．3 座艙布局與新型作戰(zhàn)飛機相仿

從座艙布局來看，新一代高教機普遍采用“玻璃座艙”，亦有資料稱之為“數(shù)字座艙”。

所謂“玻璃座艙”，是指飛機儀表板主要由各種顯示器的玻璃顯示面板組成的座艙，傳統(tǒng)飛行儀表在“玻璃座艙”中只起備份和應急作用。由于“玻璃座艙”可以使飛行員更加合理地分配注意力，大大減輕了飛行員的工作強度，現(xiàn)在已成為新型作戰(zhàn)飛機與新一代高教機的發(fā)展方向。如T-50與雅克-130均采用了類似于F-16C/D的“一平二下”的座艙布局。T-50的前艙儀表板正中上方為平顯，儀表板的左、右方各有一多功能顯示器，儀表板中央則為傳統(tǒng)機電式飛行儀表。雅克-130的前艙儀表板正中上方為平顯，儀表板左、右各有一個彩色液晶多功能顯示器，傳統(tǒng)機電飛行儀表則在儀表板的中下方。而美空軍現(xiàn)在高教機訓練階段使用的T-38C，是1961年裝備部隊使用的T-38A的改型，其也采用了“一平一下”的座艙布局。在儀表板正中上方是平顯，作為主飛行顯示器顯示飛行、導航和武器瞄準信息。儀表板中央則為下視多功能顯示器，該顯示器也能夠用傳統(tǒng)的“T”型飛行儀表顯示方式顯示全部飛行和導航信息。有資料指出，T-38C的這種座艙布局可以在傳統(tǒng)座艙與“玻璃座艙”之間起到承上啟下的作用。而美海軍現(xiàn)正在使用的T-45C，是20世紀90年代初裝備部隊的T-45A的改型，也采用了“一平二下”的“玻璃座艙”布局。

1．3．4 機載設備尤其是航空電子設備性能先進

新一代教練機的“新”，在很大程度上體現(xiàn)在機載設備上。機載設備尤其是航空電子設備和新型作戰(zhàn)飛機的發(fā)展水平相適應，是外軍發(fā)展新一代教練機的重要指導思想。就航空電子設備而言，要在訓練中起到初教機和現(xiàn)代戰(zhàn)斗機之間承前啟后的橋梁作用，高教機通常需要在兼有初教機的基本飛行航空電子設備的基礎上安裝現(xiàn)代戰(zhàn)斗機使用的主要任務航空電子設備。為此，新一代高教機普遍采用了已經在現(xiàn)代戰(zhàn)斗機上大量使用的先進數(shù)字式綜合航空電子系統(tǒng)，以滿足飛行學員高教飛行、導航駕駛技術以及空空和空地作戰(zhàn)及其戰(zhàn)術訓練的需要：包括MILSTD-1553B多路傳輸數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)結構、任務計算機、電子顯示器、GPS/慣性導航系統(tǒng)以及戰(zhàn)斗機/攻擊機相應的任務航空電子設備。其中電子顯示器的發(fā)展最快、最迅速，有的甚至還采用了頭盔顯示器。為了使飛行操控更加貼近新一代作戰(zhàn)飛機，新一代高教機普遍安裝了 “手不離桿操縱”（Hand on Throttle and Stick HOTAS）系統(tǒng)。飛行控制、空中導航、空地航炮/火箭彈/炸彈、空空航炮/導彈工作狀態(tài)等，都可以通過手不離駕駛桿與油門桿來進行操控。L-159的HOTAS就采用中央駕駛桿和左側油門桿的方式。

1．3．5 機載武器與瞄準系統(tǒng)能較好地適應飛行學員飛行訓練需要

為滿足飛行學員信息化條件下空空/地作戰(zhàn)訓練需要，新一代高教機普遍裝備先進機載火控系統(tǒng)、外掛物管理系統(tǒng)以及航炮、航箭、炸彈、空空/地導彈等機載武器。如英國宇航公司研制的“鷹”100裝備有導航和武器瞄準系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過MIL-STD-1553B數(shù)據(jù)總線可以將包括平視顯示器/武器瞄準計算機、前/后座艙多功能顯示器、HOTAS、慣性平臺、前視紅外探測器、激光測距器、外掛管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)等有機連接起來，形成一個具有較強攻擊能力的瞄準攻擊系統(tǒng)。雅克-130亦可通過MIL-STD-1553B數(shù)據(jù)總線將任務數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)、武器瞄準計算機/武器控制系統(tǒng)、活動目標/制導指令/武器準備/戰(zhàn)術情況仿真系統(tǒng)、箔條彈/曳光彈投放器、雷達警告接收機和有源電子對抗等連接起來，使用航炮、航箭、炸彈、紅外空空導彈等武器，開展空戰(zhàn)訓練、對地面目標攻擊訓練，以及使用電子對抗設備進行抗有源干擾和無源干擾訓練等。

2 關于教-8飛機改進的基本構想

教-8是我國自制研制的一種高教機，20世紀90年代裝備部隊。由于教-8具有座艙人機環(huán)境好、機載設備性能有所提高、機載武器種類較多、飛機續(xù)航時間較長等顯著特點，對提高飛行訓練效率發(fā)揮了十分重要的作用。但是與外軍新一代教練機相比，還存在一些較為明顯的不足。

2．1 教-8飛機存在的主要不足

概括來講，教-8主要存在以下幾個方面的不足：

2．1．1 不能進行超音速飛行

教-8是一種亞音速高教機，安裝有渦扇-11或ΛИ-25ТЛК發(fā)動機，其最大飛行速度在800km/h以內，難以很好地滿足高教機應當使飛行學員能夠體驗近、跨音速飛行操穩(wěn)性的技術要求。

2．1．2 機載設備與新機差距較大

教-8雖然安裝有無線電導航系統(tǒng)、大氣數(shù)據(jù)計算機、姿態(tài)航向系統(tǒng)和機電儀表等傳統(tǒng)的航空電子設備，但如果從“代”的角度來講，它只能屬第一代高教機，座艙布局與機載設備性能遠不能達到與新機盡可能接近的要求。

2．1．3 機載武器缺少制導彈藥、機載火控系統(tǒng)性能較為落后

教-8機載武器主要是傳統(tǒng)的航炮、航箭和普通航空炸彈，未安裝空空導彈、空地導彈或精確制導炸彈。機載火控系統(tǒng)使用的是傳統(tǒng)的光學瞄準具。該瞄準具雖經過改進，性能較其他光學瞄準具有所提高，可以采用航炮前置、航炮熱點、航炮對地、航箭對地以及轟炸等5種方式進行瞄準攻擊，但從本質上來講，它也還是屬第一代高教機的范疇。

2．2 關于教-8飛機改進的基本構想

教-8改進是一項系統(tǒng)工程，必須統(tǒng)籌考慮。

2．2．1 經濟可行

任何一種飛機的改進和改型，經濟性都是首先需要考慮的問題。教-8最大飛行速度小，不利于飛行學員體驗近、跨音速飛機操控特性，若能增加其最大飛行速度當然最為理想。但是從經濟方面考慮，若要增加教-8的飛行速度，就需要更換推力更大的發(fā)動機，并對機體外形進行改進。這樣，改進所需的費用就會很大，時間很長。參照新一代高教機發(fā)展的成功經驗，我們認為，現(xiàn)階段，可不必對教-8的發(fā)動機及機體進行改進，但可以考慮采用多余度電傳操縱系統(tǒng)和全權限數(shù)字式發(fā)動機控制系統(tǒng)等，對飛機飛行品質進行更好的控制。

2．2．2 著重對座艙環(huán)境布局及機載設備進行改進

機載設備尤其是航空電子設備性能日益先進，是當前新機發(fā)展的一個顯著特色。對于新機來講，它的座艙環(huán)境、機載設備尤其是航空電子設備與第三代高教機基本相當或者有過之。這樣，一方面，由于諸多航空高技術的使用，使得飛機的操縱變得相對簡單、容易起來；另一方面，機載設備的使用則由于設備性能的提升而日益復雜。如美空軍表示，如何提高F-16等飛機新飛行員管理和使用飛機各種機載設備的能力，已成為他們訓練中的難點。日本航空自衛(wèi)隊F-15戰(zhàn)斗機飛行員也表示，要有效熟練掌握F-15等飛機機載設備的使用“非幾年時間不可”。我軍飛行員對此也有類似看法。他們認為，改裝新一代戰(zhàn)機對于飛行員來講，“最難適應的不是飛機，而是座艙設備的使用”。由此使得現(xiàn)在人們普遍認為，為適應新機訓練和作戰(zhàn)需要，高教機就決不能僅僅滿足“用于訓練飛機的操縱，還要用于訓練現(xiàn)代設備的使用。”

教-8由于它的座艙環(huán)境、機載設備尤其是航空電子設備基本屬第一代高教機的水平，與新機差距較大，很難適應培養(yǎng)新型作戰(zhàn)飛機飛行員的需要。因此，對教-8機載設備尤其是航空電子設備進行改進，提高教-8座艙環(huán)境與機載設備與新機的相近度，不僅必要，而且可行。如美空軍的T-38C，通過改裝采用了“一平一下”的座艙布局與一些先進的機載設備，較好地滿足了適應新型作戰(zhàn)飛機訓練的需要。美海軍現(xiàn)在使用的T-45C，也是在T-45A的基礎上采用新型數(shù)字座艙，從而成為促進“美國海軍飛行學員訓練進入21世紀的主要依靠”。

怎樣改進教-8座艙環(huán)境布局與機載設備尤其是航空電子設備？可采用以下兩種不同方案。

1）通過改進升級到二代高教機

這是一種經濟適宜、便于實施操作的方式。其中，重點將教-8現(xiàn)使用的光學瞄準系統(tǒng)，升級為平視顯示/武器瞄準系統(tǒng)，并對其他機載設備進行適應升級，使教-8初步具有電子化、數(shù)字化、綜合化的雛形。這樣做的好處是，飛機整體座艙環(huán)境改動不大，經濟上易于承受。同時，由于平顯使用廣泛，即使是在新機中，也是作為主飛行顯示器顯示飛行、導航和武器瞄準等信息的，因此，即使只改裝平視顯示/武器瞄準系統(tǒng)，教-8也可以使飛行學員能夠較早的熟悉新機的部分功能。此外，通過對教-8飛行操縱系統(tǒng)進行相應改進，采用“手不離桿”系統(tǒng)，能夠進一步改進飛機的操控性，使飛行學員可以更為全面的熟悉新機的作戰(zhàn)使用功能。

2）通過改進升級為三代高教機

通過這種改造升級，將教-8的機載設備尤其是航空電子設備直接升級改造為平視顯示/武器瞄準系統(tǒng)與綜合航電系統(tǒng)，將座艙改造為“一平二下”布局，使教-8的座艙環(huán)境布局及機載設備具有第三代高教機水平。此外，通過安裝威脅告警、有源和無源干擾等多種電子對抗裝置，以及采用數(shù)字電傳飛行控制系統(tǒng)、改裝“手不離桿”系統(tǒng)等，使教-8完全電子化、數(shù)字化、綜合化，這樣，將能夠更好地使飛行學員通過教-8，盡早開展新機飛行控制、武器裝備使用以及空中作戰(zhàn)戰(zhàn)術訓練。這種方法的缺點是耗資較多。

2．2．3 適當增掛機載精確制導武器

教-8本身在設計之初，就具有攻擊機的功能，但其現(xiàn)在僅裝備23-2G航炮、57-2航箭以及普通炸彈，攻擊能力較弱，難以適應信息化條件下空中作戰(zhàn)的需要。新機機載武器主要以精確制導彈藥為主，數(shù)量多、種類齊全，使用復雜。而我軍新機飛行員常常是在改裝新機時才接觸精確制導彈藥的使用，接觸時間晚，以致對精確制導武器的使用能力弱，成為制約飛行員能力素質提高的重難點問題。如有的飛行員武器系統(tǒng)操作不熟，在執(zhí)行某空對地導彈重大檢驗任務靶試中，在系統(tǒng)工作正常的情況下，未能正確選擇規(guī)定的攻擊目標；有的在寬窄視場使用的基本操作上出現(xiàn)錯誤，在末段無目的鎖定地面并大幅度操作捕控指令手柄；還有的盡管事先經過地面模擬器訓練，并參加了多個架次、多個進入的帶飛試驗，但還是在搜索目標時出現(xiàn)了不應有的左右大幅度搜索動作，并無意識地將導引頭抬頭向上，致使導彈脫靶。顯然，給教-8適當裝掛精確制導彈藥，讓飛行學員在高教機訓練階段即接觸精確制導武器的使用，將有助于飛行員更早接觸新機武器系統(tǒng)使用訓練，促進新機飛行員武器使用能力提高。

教-8增掛機載精確制導武器，不應盲目追求種類和數(shù)量，而是應當著眼需要和可能。由于教-8發(fā)動機推力小，掛載能力弱，因此，在其上增掛精確制導武器應以 “小型”為主。精確制導炸彈應不大于250kg，空空導彈盡可能選用中距彈與近距彈,或兩者兼顧，而空地導彈往往體積大、重量重，若飛機裝掛能力不夠，可先不予考慮。