從初教6直上教10看新一代高教機(jī)的高適應(yīng)性

張大尉，楊 帆，徐 超，程太明

（航空工業(yè)洪都，江西 南昌，330024）

0 引言

隨著航空技術(shù)的不斷發(fā)展，戰(zhàn)斗機(jī)的飛行性能愈加先進(jìn)、功能愈加復(fù)雜、武器愈加多樣，對飛行員的要求逼近人類極限。飛行員的培養(yǎng)必須遵循教學(xué)規(guī)則，由淺入深、循序漸進(jìn)，因此沒有一型教練機(jī)能夠滿足飛行學(xué)員從篩選到高級的全部訓(xùn)練要求，國際上各國軍事飛行訓(xùn)練都要采用幾個(gè)不同級別的教練機(jī)構(gòu)成教練裝備體系，同時(shí)不斷優(yōu)化教練裝備搭配，力求盡可能地縮短培養(yǎng)周期，提高訓(xùn)練效能，尋求培養(yǎng)飛行員的最優(yōu)解。原訓(xùn)練體制下，我空軍戰(zhàn)斗機(jī)飛行學(xué)員需在初教6、教8、殲教-7三型教練裝備上進(jìn)行三年飛行訓(xùn)練，畢業(yè)后才能進(jìn)入戰(zhàn)斗機(jī)部隊(duì)。按訓(xùn)練體制改革規(guī)劃，配裝新型基礎(chǔ)教練機(jī)和新一代高教機(jī)后，將實(shí)現(xiàn)“兩機(jī)制”，即新型基礎(chǔ)教練機(jī)+新一代高教機(jī)的教練裝備體系。當(dāng)前新型基礎(chǔ)教練機(jī)研制規(guī)劃后延，但飛行院校在訓(xùn)練使用過程中，發(fā)現(xiàn)教10不僅能向上銜接各型戰(zhàn)斗機(jī)，也能較好覆蓋教8訓(xùn)練內(nèi)容，可以向前跨級銜接，展現(xiàn)出極高的適應(yīng)性，因此開展創(chuàng)新實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了初教6直上教10的新模式，飛行學(xué)員飛行培訓(xùn)時(shí)間減少三分之一。本文將研究國際各種兩機(jī)制教練裝備體系，從初教6直上教10的訓(xùn)練新模式出發(fā)，分析初教6和教10使用特點(diǎn)和銜接性，總結(jié)新一代高教機(jī)——教10的高適應(yīng)性特點(diǎn)，研究新模式存在的問題，為我國當(dāng)前飛行員訓(xùn)練體制調(diào)整提供參考。

1 國際“兩機(jī)制”教練裝備體系研究

1.1 美國“兩機(jī)制”教練裝備體系

美國空軍戰(zhàn)斗機(jī)/轟炸機(jī)專業(yè)飛行學(xué)員基礎(chǔ)訓(xùn)練使用T-6A初/中級教練機(jī)（渦槳式），時(shí)間約86小時(shí)；高級飛行訓(xùn)練使用T-38C高級教練機(jī)訓(xùn)練，飛行時(shí)間約96小時(shí)，完成高級訓(xùn)練后還需采用配置武器的T-38C執(zhí)行戰(zhàn)斗入門訓(xùn)練，飛行時(shí)間約18小時(shí)。隨著美國空軍戰(zhàn)斗機(jī)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，T-38已不能滿足訓(xùn)練需求，美空軍新型高級教練機(jī)T-X已于2016年正式開始招標(biāo)，2018年9月美國波音公司和瑞典薩博集團(tuán)聯(lián)合研制的新型T-X教練機(jī)贏得了美國空軍的招標(biāo)，并進(jìn)入研制階段，2019年9月宣布正式編號T-7A，預(yù)計(jì)2023年開始交付，2025年形成初始訓(xùn)練能力。

美國空軍于20世紀(jì)90年代，在PC-9基礎(chǔ)上發(fā)展了T-6A基礎(chǔ)教練機(jī)，用于替代到壽的T-37渦噴教練機(jī)，承擔(dān)初級/基礎(chǔ)訓(xùn)練，2000年開始交付，正式構(gòu)建起“兩機(jī)制”教練裝備體系（見圖1）。

圖1 美國“兩機(jī)制”教練裝備體系

T-6A在PC-9基礎(chǔ)上，進(jìn)行了多方面改動(dòng)，其中涉及向上銜接噴氣式高級教練機(jī)的改動(dòng)主要有：

優(yōu)化氣動(dòng)布局，減少滑流對飛機(jī)穩(wěn)定性的影響；引入輔助微調(diào)設(shè)備以滿足方向舵、副翼和升降舵的配平要求，減少了單發(fā)螺旋槳飛機(jī)由于槳葉旋轉(zhuǎn)引起的扭矩效應(yīng)。

表1 PC-9、T-6A及T-38主要飛行性能[1]

換裝采用數(shù)字式控制系統(tǒng)的大功率渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)，提升飛機(jī)動(dòng)力性能，改善油門響應(yīng)特性。將原功率857千瓦的PT6A-62換裝為功率1274千瓦的PT6A-68，提升了飛行性能；采用數(shù)字式控制系統(tǒng)，使油門響應(yīng)特性與噴氣式飛機(jī)相似。

重新設(shè)計(jì)座艙，采用2臺EFIS和三臺顯示器的儀表板布局。

采用數(shù)字式航電設(shè)備，通信和導(dǎo)航綜合化，增設(shè)空中防撞系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)。

1.2 瑞士“兩機(jī)制”教練裝備體系

瑞士空軍飛行學(xué)員進(jìn)入軍校后，將首先進(jìn)行14個(gè)月軍官訓(xùn)練，之后成為合同雇傭兵，任職6周，進(jìn)行理論與技能訓(xùn)練（在PC-7模擬器上進(jìn)行），再由教員帶飛13次，之后進(jìn)行全面飛行訓(xùn)練。

全面飛行訓(xùn)練在蘇黎世應(yīng)用科技大學(xué)進(jìn)行3年學(xué)士課程和2年專門訓(xùn)練。戰(zhàn)斗專業(yè)飛行學(xué)員的基礎(chǔ)訓(xùn)練在PC-7上進(jìn)行，為期1年，包括150小時(shí)飛行訓(xùn)練和20小時(shí)模擬飛行訓(xùn)練，掌握基本操作能力。完成基礎(chǔ)訓(xùn)練后，飛行學(xué)員將升級到PC-21上進(jìn)行1年220小時(shí)飛行訓(xùn)練和30小時(shí)模擬飛行訓(xùn)練（見圖2）。高級訓(xùn)練目標(biāo)是向?qū)W員介紹快速噴氣機(jī)知識，學(xué)習(xí)長僚機(jī)職責(zé)和復(fù)雜系統(tǒng)管理等。

圖2 瑞士“兩機(jī)制”教練裝備體系

瑞士采用渦槳教練機(jī)承擔(dān)高級訓(xùn)練的主要原因，一是基于渦槳教練機(jī)速度范圍小、大速度低、訓(xùn)練使用空域小、適合小空域地區(qū)飛行員訓(xùn)練，螺旋槳飛機(jī)良好的加減速特性和低空特性使其飛行學(xué)員在小空域內(nèi)開展技術(shù)訓(xùn)練和戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練顯得游刃有余；二是因?yàn)槠浣叹殭C(jī)通過采用先進(jìn)航電、嵌入式訓(xùn)練等手段提升了裝備信息、協(xié)同訓(xùn)練能力，可彌補(bǔ)其與噴氣式教練機(jī)的差異，提升綜合訓(xùn)練效能、滿足訓(xùn)練需要。

PC-21為了更好地銜接戰(zhàn)斗機(jī)，采用先進(jìn)機(jī)載系統(tǒng)、一平三下座艙布局（見圖3）、HOTAS雙桿操縱、夜視兼容照明，配置自動(dòng)偏航補(bǔ)償、數(shù)據(jù)鏈、嵌入式訓(xùn)練系統(tǒng)，可模擬雷達(dá)、武器、電子對抗等?？蓪?shí)施與三代機(jī)相似的雷達(dá)、空戰(zhàn)、超視距訓(xùn)練，且為保證教學(xué)質(zhì)量，教官均為F/A-18飛行員，教官坐在后艙，可以控制前艙某項(xiàng)功能降低以考驗(yàn)學(xué)員。

圖3 PC-21一平三下座艙布局

另外PC-21發(fā)動(dòng)機(jī)還配有數(shù)字功率控制系統(tǒng)，在飛機(jī)時(shí)速超過360公里/小時(shí)后能夠控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出全部功率，使PC-21具備噴氣式飛機(jī)動(dòng)力響應(yīng)特征，低空速度和爬升率特性更像噴氣式飛機(jī)，最大平飛速度達(dá)624公里/小時(shí)。

表2 PC-7、PC-21主要飛行性能[3]

1.3 國外“兩機(jī)制”模式分析

從國外典型“兩機(jī)制”教練裝備體系看，“兩機(jī)制”模式必須至少有一型飛機(jī)具備高適應(yīng)特點(diǎn)，一般分為基礎(chǔ)教練機(jī)高適應(yīng)和高級教練機(jī)高適應(yīng)兩種模式。

美國當(dāng)前“兩機(jī)制”模式，是基礎(chǔ)教練機(jī)高適應(yīng)，T-6A渦槳基礎(chǔ)教練機(jī)，本身低速性能較好，在配裝大功率發(fā)動(dòng)機(jī)后，也能完成高級機(jī)動(dòng)課目訓(xùn)練，同時(shí)具備初級訓(xùn)練和基礎(chǔ)訓(xùn)練能力，未來新一代高教機(jī)T-7A進(jìn)入體系后，將能更好地向后銜接戰(zhàn)斗機(jī)，向前銜接T-6A，使體系更順暢；瑞士“兩機(jī)制”模式，是高級教練機(jī)高適應(yīng)，使用PC-21基礎(chǔ)/高級教練機(jī)，配裝大功率渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)，配置先進(jìn)機(jī)載系統(tǒng)、嵌入式訓(xùn)練系統(tǒng)等，訓(xùn)練能力覆蓋基礎(chǔ)訓(xùn)練、高級訓(xùn)練，跨級與初級教練機(jī)和戰(zhàn)斗機(jī)銜接。

2 國內(nèi)“兩機(jī)制”教練裝備體系實(shí)踐

我空軍現(xiàn)飛行學(xué)員飛行訓(xùn)練模式下，飛行學(xué)員在初教6、教8、教10上完成飛行訓(xùn)練后，再到三代機(jī)部隊(duì)改裝戰(zhàn)斗機(jī)，改裝機(jī)型多、無效訓(xùn)練多，飛行員積累了太多機(jī)械儀表座艙環(huán)境中注意力分配方法和機(jī)械操控系統(tǒng)操縱習(xí)慣等經(jīng)驗(yàn)，反而影響改裝后續(xù)先進(jìn)座艙和電傳飛控飛機(jī)，導(dǎo)致改裝難度大，培養(yǎng)周期長等問題。

為了減少無效訓(xùn)練，提高訓(xùn)練效率，為未來“兩機(jī)制”教練裝備體系實(shí)施提前探索經(jīng)驗(yàn)，石家莊飛行學(xué)院試點(diǎn)“初教6直上教10”新模式，2021年6月24日，空軍石家莊飛行學(xué)院召開2020期甲班學(xué)員畢業(yè)典禮，標(biāo)志著飛行學(xué)員從初教6飛機(jī)直上教10飛機(jī)的新模式實(shí)踐成功完成。石飛院試驗(yàn)的新模式，是將基礎(chǔ)階段訓(xùn)練任務(wù)向初教6和教10合理調(diào)整，以減少改裝一種教練機(jī)型，在減少低層次訓(xùn)練的同時(shí)，增加教10訓(xùn)練時(shí)間，更高效地利用新一代高教機(jī)打牢戰(zhàn)術(shù)基礎(chǔ)，進(jìn)一步減少戰(zhàn)斗機(jī)改裝訓(xùn)練消耗，提高訓(xùn)練效益，在保證教學(xué)內(nèi)容完整、學(xué)員水平過關(guān)、成才率與原模式基本相當(dāng)?shù)那疤嵯?，?shí)現(xiàn)了飛行訓(xùn)練時(shí)間減少近三分之一、成才周期縮短一年的效果。

3 教10高適應(yīng)特性分析

我國空軍成功實(shí)現(xiàn)飛行學(xué)員培養(yǎng)“兩機(jī)制”新模式，是基于新一代高級教練機(jī)的高適應(yīng)性。對于新學(xué)員，改裝一型教練裝備，首先是掌握新裝備起降飛行，如起降性能跨度太大導(dǎo)致新學(xué)員無法適應(yīng)，將大幅提高改裝淘汰率。教10飛機(jī)采用大拱形邊條翼身融合氣動(dòng)布局，同時(shí)通過對機(jī)翼洗流的特性開展充分的技術(shù)研究，設(shè)計(jì)了合適的平尾形狀和位置，大幅提高中等迎角下平尾效率，使得飛機(jī)具有很大的起降迎角范圍，大幅拓展了飛機(jī)起降速度范圍。教10著陸速度最小不到220km/h（殲教-7最小著陸速度為285km/h），向后可以順暢銜接三四代戰(zhàn)斗機(jī)，向前也使初教6畢業(yè)學(xué)員能夠適應(yīng)（初教6著陸速度為120km/h左右），這也是新模式得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。

教10作為新一代高級教練機(jī)，采用高升阻比氣動(dòng)外形，具有優(yōu)秀的低空低速飛行性能，能覆蓋基礎(chǔ)教練機(jī)——教8的大部分訓(xùn)練內(nèi)容；采用數(shù)字式電傳飛控系統(tǒng)并開發(fā)了基于飛行教學(xué)的控制律，減少了操縱復(fù)雜性，新學(xué)員上手較快；創(chuàng)新了基于速度和迎角的防偏離防尾旋控制策略，并在國內(nèi)首次完成全面的大迎角特性和防偏離防尾旋功能鑒定試飛，邊界保護(hù)完備。新學(xué)員跨級改裝高教機(jī)可以充分保障飛行安全，降低飛行員心理壓力，增強(qiáng)飛行信心，是新模式得以實(shí)現(xiàn)的保障。

教10起降性能范圍大，前后銜接順暢，能跨級前接初教6；低空低速特性好，能覆蓋教8大部分訓(xùn)練內(nèi)容；操縱特性好，新學(xué)員上手快；邊界保護(hù)完備，新學(xué)員跨級改裝心理壓力小。在院校使用中，教10的高適應(yīng)特點(diǎn)均得到教員和學(xué)員的肯定，對于跨級改裝飛行非常自信，認(rèn)為新模式可行。

4 新模式尚存在的問題分析

4.1 新模式問題分析

新一代高教機(jī)相比老舊高教機(jī)，機(jī)動(dòng)性能、低空低速性能更好，拉進(jìn)了與初級、基礎(chǔ)教練機(jī)的跨度，但初教6已經(jīng)服役半個(gè)多世紀(jì)，在機(jī)動(dòng)性能、高速性能和系統(tǒng)功能方面銜接教10跨度太大，沒有教8噴氣基礎(chǔ)教練機(jī)過渡，飛行員需要在教10飛機(jī)上適應(yīng)更多架次，相對減少了戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練比例。另外，當(dāng)前石飛院配裝的教10飛機(jī)為基本型，戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練功能較弱，會(huì)導(dǎo)致畢業(yè)學(xué)員戰(zhàn)術(shù)能力不足。畢業(yè)學(xué)員進(jìn)入部隊(duì)后，雖然改裝速度相比以往明顯加快，但在戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練課目上，仍需進(jìn)行補(bǔ)課，不能充分發(fā)揮訓(xùn)練效益。

4.2 當(dāng)前體系改進(jìn)建議

1）改進(jìn)初教6，拓展訓(xùn)練內(nèi)容，提高銜接性

針對初教6銜接教10跨度較大問題，動(dòng)力系統(tǒng)方面，當(dāng)前活塞發(fā)動(dòng)機(jī)已很難升級，可以通過提升座艙配置來提升銜接性，如將部分儀表換裝為多功能顯示器，可下載更多導(dǎo)航訓(xùn)練課目，提升訓(xùn)練效能，同時(shí)建議改善座艙舒適性，提高學(xué)員學(xué)習(xí)興趣。

2）改進(jìn)教8，調(diào)整訓(xùn)練模式，縮短培訓(xùn)周期

初教6飛機(jī)已服役半個(gè)多世紀(jì)，平臺潛力有限，改進(jìn)空間不大，但教8改進(jìn)潛力較大，可以考慮升級教8，加裝平顯和多功能顯示器，改善座艙環(huán)境，可用以提前養(yǎng)成先進(jìn)座艙環(huán)境注意力分配習(xí)慣，承擔(dān)部分戰(zhàn)術(shù)基礎(chǔ)訓(xùn)練任務(wù)，提高訓(xùn)練效率。同時(shí)應(yīng)合理調(diào)整訓(xùn)練內(nèi)容，壓縮初教6和教8訓(xùn)練時(shí)間，減少飛行員培訓(xùn)周期，提高訓(xùn)練效益。

3）充分發(fā)揮模擬器作用，增加教10戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練內(nèi)容

在初教6直上教10新模式中，教10模擬器發(fā)揮了關(guān)鍵作用，學(xué)員在模擬器上進(jìn)行了大量模擬訓(xùn)練，在熟悉座艙，熟悉飛機(jī)飛行特點(diǎn)后，有效降低了初教6畢業(yè)學(xué)員改裝教10的難度，建議進(jìn)一步優(yōu)化升級模擬器，同時(shí)多配置用于座艙程序訓(xùn)練和戰(zhàn)術(shù)協(xié)同訓(xùn)練的簡配模擬器并實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，更充分的發(fā)揮模擬器作用。對于教10飛機(jī)，建議盡快完成基本型升級工作，同時(shí)加快交付教10飛機(jī)升級狀態(tài)，充分重視嵌入式訓(xùn)練系統(tǒng)，加強(qiáng)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練，進(jìn)一步提升畢業(yè)學(xué)員訓(xùn)練質(zhì)量。

5 結(jié)語

1）“兩機(jī)制”教練裝備體系需要至少一型教練裝備具備高適應(yīng)特性；

2）教10起降性能范圍大、低空低速特性好、操縱特性優(yōu)、邊界保護(hù)完備，能跨級前接初教6，覆蓋教8大部分訓(xùn)練內(nèi)容，同時(shí)易于新學(xué)員上手，減小跨級改裝心理壓力，具有突出的高適應(yīng)性；

3）初教6與教10銜接跨度仍較大，建議改進(jìn)初教6，或改進(jìn)教8但縮短初教6和教8培訓(xùn)周期，同時(shí)應(yīng)充分發(fā)揮教10模擬器效能，重視嵌入式訓(xùn)練系統(tǒng)在戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練方面的作用，進(jìn)一步提高訓(xùn)練質(zhì)量和訓(xùn)練效益。