國(guó)外教練直升機(jī)的發(fā)展及對(duì)我國(guó)教練直升機(jī)發(fā)展的啟示

李汶軒

（中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所，江西景德鎮(zhèn) 333000）

0.引言

隨著裝備技術(shù)的快速發(fā)展，新一代直升機(jī)裝備陸續(xù)服役，以美軍陸航、俄羅斯空天軍為代表的直升機(jī)作戰(zhàn)編隊(duì)規(guī)模急速擴(kuò)充，新一代直升機(jī)裝備的發(fā)展對(duì)飛行員現(xiàn)代化訓(xùn)練裝備及高等級(jí)模擬器的研發(fā)與采購(gòu)提出了迫切的需求。

以教練直升機(jī)及直升機(jī)模擬訓(xùn)練裝備為主體的直升機(jī)訓(xùn)練裝備體系是實(shí)施飛行員培訓(xùn)的主要裝備平臺(tái)。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)外直升機(jī)教練機(jī)裝備的發(fā)展略顯緩慢，現(xiàn)有教練機(jī)裝備存在機(jī)型老舊、故障高發(fā)、模擬訓(xùn)練裝備產(chǎn)品等級(jí)偏低、運(yùn)營(yíng)成本過(guò)高等問(wèn)題，未能實(shí)現(xiàn)與直升機(jī)機(jī)隊(duì)主戰(zhàn)裝備的換代接軌，導(dǎo)致教練機(jī)裝備發(fā)展無(wú)法滿足現(xiàn)代化軍隊(duì)體系建設(shè)要求，在一定程度上制約了主戰(zhàn)裝備在未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)上作戰(zhàn)效能的發(fā)揮，新一代主戰(zhàn)裝備與老舊的教練裝備之間的矛盾愈加突出。

為了適應(yīng)新一代直升機(jī)主戰(zhàn)裝備的發(fā)展需要，滿足飛行員的培訓(xùn)需求，急需提升教練直升機(jī)的現(xiàn)代化水平，增加教練機(jī)的裝備規(guī)模，提升模擬訓(xùn)練裝備產(chǎn)品等級(jí)，增強(qiáng)教學(xué)訓(xùn)練質(zhì)量，美、俄、英等各國(guó)紛紛招標(biāo)采購(gòu)新一代教練直升機(jī)，以適應(yīng)未來(lái)多域戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)直升機(jī)裝備的作戰(zhàn)訓(xùn)練和保障要求，并建立起能適應(yīng)現(xiàn)代化軍事需要的教練直升機(jī)訓(xùn)練裝備體系。

1.國(guó)外教練直升機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 TH-119獲得美國(guó)教練機(jī)競(jìng)標(biāo)項(xiàng)目

如圖1所示，美軍現(xiàn)有教練直升機(jī)典型裝備主要有海軍的TH-57“海上游騎兵”，該機(jī)是由Bell公司基于Bell 206“噴氣突擊隊(duì)員”開(kāi)發(fā)的單發(fā)教練直升機(jī)。TH-57于1970年投入使用，直徑已服役近50年。隨著直升機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和更新?lián)Q代，TH-57教練機(jī)呈現(xiàn)出機(jī)型老舊、故障高發(fā)、維修困難、訓(xùn)用不一致、運(yùn)營(yíng)成本增加以及飛行員培訓(xùn)上崗時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題，嚴(yán)重制約了部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力生成。鑒于此，美國(guó)海軍決定對(duì)TH-57教練機(jī)進(jìn)行招標(biāo)更換，2017年10月份，美國(guó)海軍發(fā)布了新型TH-XX教練直升機(jī)采購(gòu)建議征詢書(shū)（RFP），并對(duì)教練直升機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、安全性、先進(jìn)性、可維護(hù)性提出了更高的要求。建議書(shū)計(jì)劃采購(gòu)130架TH-XX教練直升機(jī)以替代現(xiàn)有TH-57“海上游騎兵”教練機(jī)，合同總價(jià)值6.48億美元，該型教練直升機(jī)更換計(jì)劃的合同在2020年開(kāi)始執(zhí)行，到2023年完成TH-57整個(gè)機(jī)隊(duì)的替換。

圖1 美國(guó)海軍現(xiàn)有TH-57“海上游騎兵”教練直升機(jī)

為迎合美國(guó)海軍市場(chǎng)，響應(yīng)美國(guó)政府現(xiàn)有政策，降低采購(gòu)成本，TH-119使用單臺(tái)PT6-B發(fā)動(dòng)機(jī)并將在美國(guó)本土進(jìn)行生產(chǎn)。為方便學(xué)員學(xué)習(xí)，TH-119在航電系統(tǒng)及飛控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面有著特殊的考慮，機(jī)體采用金屬結(jié)構(gòu)，堅(jiān)固易修復(fù)，除此之外，TH-119直升機(jī)可滿足基本及高級(jí)訓(xùn)練飛行訓(xùn)練要求，是一款全方位訓(xùn)練直升機(jī)。

2020年1月13日，Leonardo TH-119擊敗Bell 407Gxi、Airbus H135贏得了海軍教練機(jī)合同，結(jié)合招標(biāo)內(nèi)容與評(píng)選結(jié)果，美國(guó)海軍教練機(jī)裝備將從原有TH-57的單一化、機(jī)械化、簡(jiǎn)易化向體系化、智能化、綜合化方向發(fā)展。

1.2 “安薩特-U”取代老舊米-2成為俄羅斯空軍新型初級(jí)教練機(jī)

2001年，“安薩特”贏得了俄羅斯空軍的訂單，俄羅斯國(guó)防部決定在其原型機(jī)的基礎(chǔ)上改型研制“安薩特-U”，作為新型初級(jí)教練直升機(jī)以取代已經(jīng)服役40多年的米-2直升機(jī)?！鞍菜_特-U”裝備了KSU-A數(shù)字電傳操控系統(tǒng)，其四軌數(shù)字集成系統(tǒng)可以在各個(gè)飛行階段控制直升機(jī)飛行，可以根據(jù)具體訓(xùn)練飛行的要求進(jìn)行調(diào)整，并能考慮到在臨界狀態(tài)下的飛行條件限制，能大大擴(kuò)展直升機(jī)的使用能力。該機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)采用全權(quán)數(shù)字電子控制系統(tǒng)（FADEC），在飛行訓(xùn)練中可以有效地模擬“單發(fā)失效”的情況，進(jìn)一步豐富飛行員的訓(xùn)練科目，提高飛行訓(xùn)練的可靠性和安全性。

按照空軍的計(jì)劃，“安薩特-U”在2010年前已成為俄羅斯空軍的新型教練直升機(jī)，截至2016年，俄軍已經(jīng)裝備了51架“安薩特-U”教練機(jī)，而后這一數(shù)量還在增加。

1.3 米-28N研發(fā)具備實(shí)戰(zhàn)能力的教練機(jī)米-28UB

美軍武裝直升機(jī)“阿帕奇”首飛成功后，為了與其相抗衡，俄羅斯軍方提出需要一種除了完成作戰(zhàn)、指揮任務(wù)，還能用于訓(xùn)練的武裝直升機(jī)。米里莫斯科直升機(jī)制造廠最終贏得競(jìng)標(biāo)并推出了具有夜戰(zhàn)能力的米-28N，如圖2所示。

圖2 米-28UB教練直升機(jī)示意圖

為了更好地培訓(xùn)米-28N的飛行員，擴(kuò)展訓(xùn)練能力并增加“臨場(chǎng)感”，從2009年開(kāi)始，俄直集團(tuán)在米-28N的基礎(chǔ)上開(kāi)展了同型教練機(jī)米-28UB的研發(fā)工作。由于米-28UB是針對(duì)性的改型，相比模擬器中的訓(xùn)練，米-28UB教練直升機(jī)可以將飛行員的培訓(xùn)時(shí)間縮短為原來(lái)的1/2至1/3。為適應(yīng)實(shí)戰(zhàn)需求，米-28UB武裝直升機(jī)還專門(mén)針對(duì)敘利亞戰(zhàn)場(chǎng)進(jìn)行了很多修改，雙重的操縱系統(tǒng)使它更適應(yīng)戰(zhàn)場(chǎng)的復(fù)雜環(huán)境。

按照俄羅斯國(guó)防部的招標(biāo)預(yù)算，俄空軍在2020年之前計(jì)劃采購(gòu)40～60架米-28UB教練型直升機(jī)，每個(gè)基地（團(tuán)）將裝備4～6架，最終裝備10個(gè)米-28空軍基地（團(tuán)）。隨著“安薩特”教練機(jī)以及米-28UB教練機(jī)陸續(xù)裝備部隊(duì)，將進(jìn)一步改變俄羅斯空天軍教練機(jī)裝備構(gòu)成，并將大大提升俄羅斯陸軍、空軍的立體作戰(zhàn)能力，完善陸軍航空裝備體系的作戰(zhàn)能力。此次教練機(jī)的更新?lián)Q代將為俄羅斯陸軍、空軍打造新型精銳陸戰(zhàn)力量，推進(jìn)俄羅斯陸軍、空軍的現(xiàn)代化進(jìn)程。

1.4 英國(guó)采用H135和H145作為新型教練直升機(jī)

2016年，空客直升機(jī)公司贏得英國(guó)國(guó)防部軍事飛行訓(xùn)練系統(tǒng)（MFTS）框架下的旋翼機(jī)訓(xùn)練合同。計(jì)劃用價(jià)值11億歐元（16億美元）的（MFTS）合同采購(gòu)包括29架H135和3架H145來(lái)替換原有的34架AS350“松鼠”HT1輕型單發(fā)直升機(jī)和15架貝爾412 HT1雙發(fā)直升機(jī)。按照合同規(guī)定，自2018年開(kāi)始，英國(guó)海、陸、空軍直升機(jī)的機(jī)組成員將采用新教練機(jī)開(kāi)展旋翼機(jī)的基礎(chǔ)培訓(xùn)和高級(jí)培訓(xùn)。全新的旋翼機(jī)訓(xùn)練組合將顯著改變英國(guó)現(xiàn)役教練機(jī)機(jī)隊(duì)構(gòu)成。國(guó)外新一輪教練機(jī)采購(gòu)情況表明，近幾年，直升機(jī)教練機(jī)的發(fā)展呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，新舊替換及技術(shù)更新已成為教練機(jī)規(guī)模數(shù)量增長(zhǎng)的主要原因。

2.國(guó)外模擬器技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著仿真應(yīng)用技術(shù)的逐步成熟，美歐直升機(jī)強(qiáng)國(guó)逐步將飛行仿真的研究拓展到除直升機(jī)設(shè)計(jì)研究之外的直升機(jī)飛行訓(xùn)練模擬器、直升機(jī)全任務(wù)訓(xùn)練模擬器等地面模擬訓(xùn)練產(chǎn)品。由此構(gòu)建的訓(xùn)練裝備體系覆蓋了不同階段、不同程度、不同科目的訓(xùn)練需求，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合未來(lái)作戰(zhàn)設(shè)想，配合美軍未來(lái)大規(guī)模作戰(zhàn)行動(dòng)（LSCO）。美國(guó)陸軍航空杰出中心（USAACE）仿真董事會(huì)（DOS）設(shè)計(jì)采用了兩項(xiàng)關(guān)鍵項(xiàng)目持續(xù)適應(yīng)旋翼機(jī)的訓(xùn)練方式，即飛行員下一步訓(xùn)練項(xiàng)目（ATN）和合成訓(xùn)練環(huán)境（STE）項(xiàng)目。模擬器技術(shù)的飛速發(fā)展與關(guān)鍵旋翼機(jī)訓(xùn)練體系的結(jié)合將從根本上改變美軍飛行員訓(xùn)練方式，并為航空指揮官在常駐機(jī)場(chǎng)綜合訓(xùn)練環(huán)境中進(jìn)行全員訓(xùn)練提供更有效的手段，提高飛行員戰(zhàn)場(chǎng)生存力，滿足未來(lái)高強(qiáng)度的作戰(zhàn)需求。

美軍在直升機(jī)模擬訓(xùn)練裝備體系上的建設(shè)一直走在世界前沿，美軍黑鷹（UH-60M）直升機(jī)的全任務(wù)工程模擬器配套任務(wù)仿真環(huán)境等仿真系統(tǒng)，除了進(jìn)行人機(jī)工效評(píng)估、飛行品質(zhì)仿真、飛行控制律設(shè)計(jì)驗(yàn)證、故障特情等飛行任務(wù)類仿真試驗(yàn)之外，還能開(kāi)展裝備級(jí)的任務(wù)效能評(píng)估仿真試驗(yàn)。美國(guó)陸軍第160特種作戰(zhàn)航空旅的戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)通過(guò)配置多型直升機(jī)模擬器、CGF計(jì)算機(jī)生成兵力模擬紅藍(lán)方、異地聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)直升機(jī)分隊(duì)?wèi)?zhàn)術(shù)模擬訓(xùn)練、指揮作業(yè)訓(xùn)練、指揮控制訓(xùn)練以及戰(zhàn)術(shù)對(duì)抗模擬訓(xùn)練功能，為戰(zhàn)術(shù)對(duì)抗提供有效的訓(xùn)練平臺(tái)，具體如圖3所示。歐洲典型代表有空直公司20世紀(jì)90年代初研制的直升機(jī)工程模擬器SPHARE系統(tǒng)和NH90直升機(jī)培訓(xùn)中心。

圖3 美國(guó)陸軍第160特種作戰(zhàn)航空旅戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)主要構(gòu)件

目前，以美國(guó)為代表的國(guó)外直升機(jī)裝備正在經(jīng)歷直升機(jī)的不斷升級(jí)換代，在此大背景下，美國(guó)海軍正在開(kāi)展新的直升機(jī)教練機(jī)更新項(xiàng)目，以更好地適應(yīng)以CH-53K為代表的未來(lái)新型的SB﹥1、V-280等新構(gòu)型旋翼機(jī)裝備的訓(xùn)練需求。

綜上所述，隨著VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在模擬器技術(shù)發(fā)展中的不斷滲透和旋翼機(jī)訓(xùn)練體系的不斷完善，美、俄等直升機(jī)裝備先進(jìn)國(guó)家已經(jīng)構(gòu)建了完備齊全的直升機(jī)教練機(jī)體系和模擬訓(xùn)練裝備體系，可有效提升飛行員訓(xùn)練水平，促進(jìn)其軍隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的快速形成。

3.國(guó)外教練機(jī)發(fā)展對(duì)教練直升機(jī)裝備發(fā)展的啟示

我國(guó)的直升機(jī)教練機(jī)正處于發(fā)展的關(guān)鍵期，直升機(jī)地位作用不斷凸顯，新一代直升機(jī)裝備的作訓(xùn)需求不斷增大。為了充分發(fā)揮直升機(jī)裝備在未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)中的作戰(zhàn)效能，培養(yǎng)飛行員對(duì)新裝備的適應(yīng)能力及對(duì)未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的感知能力，就必須在直升機(jī)教練機(jī)裝備的研制初期，充分考慮未來(lái)裝備特點(diǎn)及未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)特點(diǎn)，充分借鑒國(guó)外的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，明確現(xiàn)有能力與裝備建設(shè)需求之間的差距，結(jié)合自身的裝備發(fā)展特點(diǎn)規(guī)劃未來(lái)教練直升機(jī)的發(fā)展之路。

3.1 精簡(jiǎn)完善教練機(jī)型譜，形成體系化的發(fā)展模式

精簡(jiǎn)現(xiàn)有的教練直升機(jī)型譜，對(duì)等級(jí)偏低、機(jī)型老舊、故障頻發(fā)的教練機(jī)經(jīng)分析評(píng)估后可轉(zhuǎn)作他用，以減輕維修保障壓力并緩和訓(xùn)用不一致的矛盾。完善我軍現(xiàn)有的直升機(jī)教練機(jī)型譜，從型譜上對(duì)缺乏的教練機(jī)類型進(jìn)行判斷，從體系上實(shí)現(xiàn)我軍有人直升機(jī)教練機(jī)及戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練模擬系統(tǒng)與主戰(zhàn)裝備同步接軌，甚至是教練機(jī)裝備技術(shù)的發(fā)展可高于現(xiàn)有裝備的技術(shù)狀態(tài)，形成初教機(jī)-中教機(jī)-高教機(jī)體系化的發(fā)展規(guī)劃，使其能夠滿足不同階段、不同程度、不同科目的訓(xùn)練需求，促使部隊(duì)教練機(jī)訓(xùn)練能力快速提升。

3.2 創(chuàng)新訓(xùn)練思想，以軍事理論創(chuàng)新引導(dǎo)教練裝備發(fā)展

軍事思想創(chuàng)新是軍隊(duì)轉(zhuǎn)型建設(shè)的關(guān)鍵所在。軍事思想引導(dǎo)現(xiàn)實(shí)需求，甚至勝過(guò)了技術(shù)和武器裝備本身的進(jìn)步，它牽引著武器裝備、軍隊(duì)編成、模擬訓(xùn)練模式、作戰(zhàn)方法的發(fā)展與變革。通過(guò)創(chuàng)新軍事思想牽引武器裝備的整體發(fā)展方向、戰(zhàn)技術(shù)性能、重點(diǎn)技術(shù)和領(lǐng)域、規(guī)模與結(jié)構(gòu)。缺乏創(chuàng)新理論指導(dǎo)已成為制約我軍裝備建設(shè)的“瓶頸”[1]。反觀美國(guó)，不斷加強(qiáng)對(duì)理論創(chuàng)新和試驗(yàn)，以先進(jìn)軍事思想為技術(shù)和武器裝備發(fā)展的“導(dǎo)向器”，美軍陸航針對(duì)未來(lái)訓(xùn)練環(huán)境提出了“合成訓(xùn)練環(huán)境”(STE)概念，主要工作是優(yōu)化流程從而更快速地確定并同步訓(xùn)練環(huán)境和未來(lái)訓(xùn)練能力需求[2]。合成訓(xùn)練環(huán)境（STE）能力將在多域戰(zhàn)場(chǎng)為陸軍集體訓(xùn)練提供支持。通過(guò)使用通用標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)、地形和權(quán)威數(shù)據(jù)的共性提供規(guī)?？烧{(diào)節(jié)的環(huán)境（實(shí)兵訓(xùn)練、虛擬的、架構(gòu)式的和游戲方式），STE可解決多域訓(xùn)練的挑戰(zhàn)。STE將為陸軍提供可用的、現(xiàn)實(shí)的、復(fù)雜的訓(xùn)練環(huán)境，這些措施將會(huì)通過(guò)增加的重復(fù)訓(xùn)練提高戰(zhàn)備狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)掌握作戰(zhàn)技能的目標(biāo)。

只有通過(guò)創(chuàng)新研究適用于未來(lái)軍事斗爭(zhēng)準(zhǔn)備的超前性軍事思想，預(yù)先自主設(shè)計(jì)未來(lái)的作戰(zhàn)樣式，從中推導(dǎo)出符合我軍未來(lái)作戰(zhàn)能力需求的武器裝備發(fā)展原始輸入，即作戰(zhàn)需求，才能科學(xué)牽引教練裝備的發(fā)展，使教練裝備的發(fā)展適應(yīng)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的需求，達(dá)到打什么仗就發(fā)展什么教練裝備的目的，培養(yǎng)適應(yīng)于未來(lái)裝備的飛行員。

3.3 向多元、多維、跨域、協(xié)同訓(xùn)練環(huán)境發(fā)展

充分利用現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)積累及跨界技術(shù)產(chǎn)出，利用混合現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備、觸覺(jué)手套和人工智能等新興技術(shù)擴(kuò)大和增強(qiáng)訓(xùn)練效果的技術(shù)手段，并結(jié)合基礎(chǔ)試驗(yàn)研究成果技術(shù)對(duì)訓(xùn)練模擬設(shè)備進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和驗(yàn)證。拓展教練機(jī)訓(xùn)練模式，由基本的單機(jī)駕駛能力訓(xùn)練逐漸發(fā)展為多機(jī)聯(lián)網(wǎng)組合訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)所有飛行訓(xùn)練設(shè)備都能聯(lián)網(wǎng)并與地面訓(xùn)練系統(tǒng)協(xié)作交互。創(chuàng)建合成訓(xùn)練環(huán)境，將實(shí)兵訓(xùn)練、虛擬訓(xùn)練和軍事游戲場(chǎng)景融合在同一個(gè)仿真訓(xùn)練環(huán)境中，將實(shí)際作戰(zhàn)飛行計(jì)劃納入合成訓(xùn)練環(huán)境，并能夠在盡可能短的時(shí)間內(nèi)與真實(shí)飛機(jī)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，為陸軍當(dāng)前及未來(lái)現(xiàn)代化進(jìn)程提供全面的技術(shù)仿真環(huán)境與實(shí)戰(zhàn)模擬條件，創(chuàng)建貼近實(shí)景的模擬仿真訓(xùn)練裝備體系。

4.結(jié)語(yǔ)

面對(duì)未來(lái)快速發(fā)展的智能化技術(shù)以及未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)的復(fù)雜性，我們應(yīng)當(dāng)予以高度關(guān)注和持續(xù)的跟蹤研究，同時(shí)要根據(jù)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的發(fā)展變化牽引教練裝備的發(fā)展，進(jìn)一步完善教練機(jī)專業(yè)化訓(xùn)練能力和綜合保障體系，隨時(shí)根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)形態(tài)的變化調(diào)整教練機(jī)裝備發(fā)展的方向，精簡(jiǎn)完善教練機(jī)及模擬訓(xùn)練裝備譜系，并根據(jù)需求牽引加快推動(dòng)直升機(jī)教練裝備的標(biāo)準(zhǔn)化、體系化，注重平臺(tái)的通用性、任務(wù)能力的多樣化，打造全方位、多領(lǐng)域、通用性、低成本的教練機(jī)，以多元、多維、多域聯(lián)合訓(xùn)練保障發(fā)展及合成訓(xùn)練環(huán)境為未來(lái)引導(dǎo)，不斷創(chuàng)新軍事思想。明確現(xiàn)有能力與部隊(duì)需求之間的差距，明確未來(lái)我軍有人教練直升機(jī)、直升機(jī)模擬訓(xùn)練裝備及無(wú)人教練直升機(jī)的重點(diǎn)發(fā)展方向和關(guān)鍵技術(shù)投入。