從T-X項(xiàng)目看未來教練機(jī)發(fā)展趨勢

溫智翔，黃 輝，張方成

（航空工業(yè)洪都，江西 南昌 330024）

訓(xùn)練研究

從T-X項(xiàng)目看未來教練機(jī)發(fā)展趨勢

溫智翔，黃 輝，張方成

（航空工業(yè)洪都，江西 南昌 330024）

討論了教練機(jī)發(fā)展的歷史進(jìn)程，分析了教練機(jī)的兩個(gè)核心要素——能力和成本兩者的矛盾對(duì)教練機(jī)發(fā)展的影響，以及下一代教練機(jī)應(yīng)具備的能力和特點(diǎn)，并對(duì)未來教練機(jī)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。

教練機(jī)；T-X項(xiàng)目；發(fā)展趨勢

0 引 言

教練機(jī)作為飛行員訓(xùn)練體系的核心部分，是部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力快速生成的保障。在和平年代，教練機(jī)往往是保有量最大、出勤最多的飛機(jī)。但因?qū)叹殭C(jī)的定位不清、要求不明，再加上政治、經(jīng)濟(jì)和歷史等原因，目前教練機(jī)從能力和成本上都已不能滿足先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)飛行員訓(xùn)練的要求。近日，美國公布了T-X項(xiàng)目工程與發(fā)展階段（EMD）招標(biāo)書，詳細(xì)描述了對(duì)其下一代教練機(jī)及相關(guān)系統(tǒng)的要求，這些要求反映了未來教練機(jī)的發(fā)展趨勢。

1 教練機(jī)及其發(fā)展進(jìn)程

教練機(jī)是訓(xùn)練駕駛員的飛機(jī)，其他空勤人員如領(lǐng)航員、報(bào)務(wù)員、隨機(jī)工程師等的空中訓(xùn)練，一般不需要專門的教練機(jī)，可以在相應(yīng)的轟炸機(jī)、運(yùn)輸機(jī)上進(jìn)行。教練機(jī)一般有兩個(gè)串列式座位，后座要高于前座，分別乘座教員和學(xué)員，前艙與后艙有相同的儀表板、操縱臺(tái)和操縱機(jī)構(gòu)。教員和學(xué)員的操縱機(jī)構(gòu)是聯(lián)動(dòng)的，后艙的教員能隨時(shí)監(jiān)控前艙學(xué)員的操縱動(dòng)作并及時(shí)糾正錯(cuò)誤。

在飛機(jī)出現(xiàn)的早期，飛機(jī)的性能不高、構(gòu)造簡單，駕駛和操縱也相對(duì)容易，因而沒有專門的教練機(jī)。到了20世紀(jì)20年代末,由于飛機(jī)性能不斷提高，構(gòu)造日益復(fù)雜，駕駛飛機(jī)的難度增加，開始出現(xiàn)專門的教練機(jī)。第二次世界大戰(zhàn)后，飛機(jī)進(jìn)入噴氣時(shí)代，早期的活塞式教練機(jī)無論是性能、系統(tǒng)和操縱都與噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)有了較大差別，于是催生了噴氣教練機(jī)，這些噴氣教練機(jī)大多是當(dāng)時(shí)服役的殲擊機(jī)的改型。后來，隨著戰(zhàn)斗機(jī)水平的提高，個(gè)別改型教練機(jī)已經(jīng)難以滿足高級(jí)訓(xùn)練的要求，就出現(xiàn)了專門的噴氣式教練機(jī)。

2 主要矛盾和解決辦法

在噴氣教練機(jī)時(shí)代的早期，學(xué)員通過初級(jí)教練機(jī)和中/高級(jí)教練機(jī)的訓(xùn)練后，經(jīng)前線戰(zhàn)機(jī)的雙座教練型訓(xùn)練就能駕馭前線戰(zhàn)機(jī)。但隨著前線戰(zhàn)機(jī)的水平越來越高，現(xiàn)有高級(jí)教練機(jī)與雙座戰(zhàn)斗教練機(jī)的差距越來越大（F22和F35等五代機(jī)甚至沒有雙座教練型）。學(xué)員完成高級(jí)訓(xùn)練后，技能水平并不足以駕馭前線戰(zhàn)機(jī)。以美軍為例，T-38C高級(jí)教練機(jī)作為一款與F-5戰(zhàn)斗機(jī)同源的二代機(jī)，無法完成學(xué)員高級(jí)訓(xùn)練階段18個(gè)訓(xùn)練任務(wù)中的12個(gè)，包括高過載訓(xùn)練、高級(jí)空對(duì)空技能訓(xùn)練、高級(jí)座艙/空勤資源管理任務(wù)訓(xùn)練（如使用現(xiàn)代化傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)融合）等，導(dǎo)致學(xué)員從T-38C畢業(yè)后技術(shù)水平與前線戰(zhàn)機(jī)的要求仍有巨大差距。

普遍的辦法是讓學(xué)員在雙座戰(zhàn)斗教練機(jī)上“補(bǔ)課”。例如，美國學(xué)員經(jīng)T-6A和T-38C的訓(xùn)練后，必須在F-16D上訓(xùn)練才能改裝前線戰(zhàn)機(jī)，如圖1所示。

為保證足夠的飛行員數(shù)量，部隊(duì)每年都要訓(xùn)練很多學(xué)員，這些學(xué)員使用F-16D這樣的飛機(jī)訓(xùn)練，產(chǎn)生了巨大的運(yùn)行成本，使空軍不堪重負(fù)。另外，老舊的T-38C和F-16D面臨大量退役，也使空軍難以為繼。然而，即使是F-16D這樣的雙座戰(zhàn)斗教練機(jī)與五代機(jī)也有不小的差距，美軍評(píng)估后認(rèn)為,在F-16D上的補(bǔ)課（稱為F16 B Course橋梁課程）效率低下，已于2014年終止。

3 未來教練機(jī)的目標(biāo)和能力要求

各國為縮小教練機(jī)與戰(zhàn)斗機(jī)的代差、提高訓(xùn)練效益、降低訓(xùn)練成本，紛紛研發(fā)三代機(jī)平臺(tái)的新一代高級(jí)教練機(jī)，目前已有俄羅斯雅克130、意大利M346、中國L15和韓國T-50等機(jī)型進(jìn)入部隊(duì)服役。美國正在開發(fā)T-X教練機(jī)項(xiàng)目，旨在替代老舊的T-38C和F-16D，建立T-6A到T-X再到前線戰(zhàn)機(jī)的訓(xùn)練體制，如圖2所示。

科技發(fā)展到今天，戰(zhàn)斗機(jī)的作戰(zhàn)模式較過去發(fā)生了天翻地覆的變化。先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)早已不是單純的武器投射平臺(tái)，而是空地一體網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)的一環(huán)。作為訓(xùn)練先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)飛行員的高級(jí)教練機(jī)，如果不能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，將無法滿足未來的訓(xùn)練需求。圖3展現(xiàn)了未來網(wǎng)絡(luò)化教練機(jī)的訓(xùn)練設(shè)想。整個(gè)訓(xùn)練系統(tǒng)通過UHF/VHF電臺(tái)、空空/空地?cái)?shù)據(jù)鏈、導(dǎo)航輔助系統(tǒng)、以太網(wǎng)、GPS信號(hào)和TCAS、SIF和ADS-B等將教練機(jī)、陸基訓(xùn)練系統(tǒng)、地面支持站、塔臺(tái)、衛(wèi)星和靶場等連在一起，實(shí)現(xiàn)空地一體網(wǎng)絡(luò)化訓(xùn)練。

此外，持續(xù)進(jìn)步的計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字化技術(shù)使地面訓(xùn)練設(shè)備（各類模擬器和其他設(shè)施）獲得了質(zhì)的飛越。飛行員不僅可以在地面進(jìn)行包括正常程序、應(yīng)急程序、儀表、導(dǎo)航、編隊(duì)等基本技術(shù)訓(xùn)練，而且可以進(jìn)行雷達(dá)、武器、數(shù)據(jù)鏈等過去只能在飛機(jī)上進(jìn)行的作戰(zhàn)任務(wù)訓(xùn)練。大量訓(xùn)練任務(wù)得以從飛機(jī)卸載到地面，大幅度提高了訓(xùn)練效能。

另一大突破是嵌入式訓(xùn)練，即通過計(jì)算機(jī)仿真和數(shù)據(jù)鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬雷達(dá)、武器、電子對(duì)抗等功能，并能生成虛擬的作戰(zhàn)環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)虛擬作戰(zhàn)任務(wù)訓(xùn)練。具有嵌入式訓(xùn)練能力的教練機(jī)可以舍棄本身就能力有限的真實(shí)作戰(zhàn)系統(tǒng)（雷達(dá)、武器、電子對(duì)抗等），一方面節(jié)約大量采購和維護(hù)成本，另一方面省去訓(xùn)練消耗的武器彈藥。美國的“聯(lián)合紅旗”2005軍演共飛行24000架次，其中就有6000～7000個(gè)虛擬架次。該演習(xí)作為2005年美國國防部舉行的最大規(guī)模的演習(xí)，僅使用了161架飛機(jī)，花費(fèi)不到2100萬美元，費(fèi)用之低令人咋舌。

4 對(duì)未來教練機(jī)發(fā)展趨勢的思考

從能力上說，再好的教練機(jī)也比不上戰(zhàn)斗機(jī)，而戰(zhàn)斗機(jī)高昂的費(fèi)用是無法接受的。能力和費(fèi)用這對(duì)矛盾造就了教練機(jī)生存的空間，也確定了教練機(jī)的核心價(jià)值——在滿足能力要求的前提下盡可能省錢，兼具能力和低成本的教練機(jī)將大有可為。

除了向?qū)W員傳授技能的“傳授型”訓(xùn)練外，作戰(zhàn)部隊(duì)的飛行員為了保持狀態(tài)，還要進(jìn)行大量的“保持型”訓(xùn)練，以及摸索新戰(zhàn)法的“研究型”訓(xùn)練、適應(yīng)新環(huán)境的“適應(yīng)型”訓(xùn)練，這些訓(xùn)練通常都是直接在部隊(duì)，用前線戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)行的，這同樣會(huì)帶來巨大的運(yùn)行成本。另外，為節(jié)約作戰(zhàn)飛機(jī)的使用壽命，必須限制戰(zhàn)機(jī)的飛行小時(shí)，這就產(chǎn)生了飛機(jī)小時(shí)數(shù)與飛行員小時(shí)數(shù)的矛盾。假設(shè)某型飛機(jī)每年只允許飛100小時(shí)，中隊(duì)有12架該飛機(jī)，那么總飛行小時(shí)為1200小時(shí)；但該中隊(duì)有20名須每年飛行100小時(shí)的飛行員，共需要2000小時(shí)，這就產(chǎn)生了800飛行小時(shí)的缺口。實(shí)際上，部隊(duì)進(jìn)行的訓(xùn)練也并不都是一定要用戰(zhàn)斗機(jī)才能完成的，比如作為目標(biāo)機(jī)、編隊(duì)僚機(jī)、假想敵等，都可以用成本更加低廉的教練機(jī)來完成。上述矛盾在美軍五代機(jī)部隊(duì)非常突出，以致于他們使用T-38C教練機(jī)來與F-22配合訓(xùn)練，即節(jié)約了F22的壽命和經(jīng)費(fèi)，又緩解了飛機(jī)小時(shí)數(shù)與飛行員小時(shí)數(shù)的矛盾。

綜上所述，新一代教練機(jī)將縮小與先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)的差距，形成跨度更加合理的新訓(xùn)練體制。從趨勢上看，新一代教練機(jī)將是大迎角高機(jī)動(dòng)平臺(tái)，具有網(wǎng)絡(luò)化和嵌入式訓(xùn)練能力的綜合訓(xùn)練系統(tǒng)。隨著科技水平的不斷發(fā)展，賦予教練機(jī)更多能力（如作戰(zhàn)能力）所帶來的成本增加將越來越小，教練機(jī)也將以更多角色（低成本攻擊機(jī)、伴隨訓(xùn)練機(jī)等）為部隊(duì)提供經(jīng)濟(jì)高效的服務(wù)。F-35將統(tǒng)一西方（除俄羅斯等）的戰(zhàn)斗/攻擊機(jī)和艦載機(jī)，標(biāo)志著未來的發(fā)展趨勢是一機(jī)多型發(fā)展。未來教練機(jī)也應(yīng)該跨界，一個(gè)平臺(tái)，多種配置，扮演不同角色，完成各種任務(wù)。如，教練版本通過數(shù)據(jù)鏈和嵌入式訓(xùn)練系統(tǒng)進(jìn)行空地一體網(wǎng)絡(luò)化訓(xùn)練，掌握飛機(jī)和各種系統(tǒng)的使用技術(shù)；伴隨訓(xùn)練版本增加通過飛控和變穩(wěn)技術(shù)模擬目標(biāo)戰(zhàn)機(jī)的能力，幫助飛行員保持狀態(tài)；作戰(zhàn)版本增加真實(shí)的作戰(zhàn)設(shè)備和系統(tǒng)，執(zhí)行低強(qiáng)度作戰(zhàn)任務(wù)。

5 結(jié)語

教練機(jī)的發(fā)展史，就是能力與成本這對(duì)矛盾的發(fā)展史。與緊跟高新技術(shù)、快速更新?lián)Q代的戰(zhàn)斗機(jī)相比，教練機(jī)的換代通常滯后很多。因此注定了能力和成本的矛盾將繼續(xù)“拉大-縮小”的循環(huán)。也許在不久的將來，人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、動(dòng)基座模擬器等技術(shù)將足夠成熟并被運(yùn)用到訓(xùn)練領(lǐng)域，飛行員在綜合了這些技術(shù)的地面訓(xùn)練設(shè)備上就可實(shí)現(xiàn)視距內(nèi)格斗類的任務(wù)訓(xùn)練，且只需進(jìn)行很少的真實(shí)飛行就能掌握和保持作戰(zhàn)能力，使能力與成本這對(duì)矛盾徹底消失。

[1]李隨意，鄧建華.“紅旗”軍演之21世紀(jì)的美國空軍戰(zhàn)力[M].中國市場出版社.2012.

[2]世界飛機(jī)手冊.航空工業(yè)出版社[M].2000.

[3]ADVANCED PILOT TRAINING(APT T-X) CONCEPT OF OPERATIONS[M].USAF Director of Plans,Programs and Requirements(AETC).2016.

>>>作者簡介

溫智翔，男，1983年9月出生，2005年畢業(yè)于南京航空航天大學(xué)，工程師，現(xiàn)從事飛行試驗(yàn)和飛行訓(xùn)練工作。

Development Trend of Future Trainer Aircraft from the Point of T-X Project

Wen Zhixiang,Huang Hui,Zhang Fangcheng
(AVIC-Hongdu,Nanchang,Jiangxi,330024)

This article makes a discussion on the historical development of trainer aircraft.It analyzes the contradiction effect between two core elements--capability and cost to the trainer aircraft,as well as the capability and characteristics which should be equipped by next generation trainer aircraft.Last,it provides expectation to the development trend of future trainer aircraft.

Trainer;T-X project;Development trend

2017-05-28）