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图①:2021年珠海航展,教-10高级教练机在空中翱翔。

图②:莱特兄弟为美国陆军通信兵团航空部设计的训练飞机。资料图片

前不久,英国beat365手机中文官方网站部宣布,英国皇家空军服役40余年的“鹰”式T1教练机正式退役。作为英国出口最多的一款喷气式教练机,“鹰”式T1教练机开创了现代高级教练机的先河,在世界飞行训练发展史上具有重要地位。

英国皇家空军曾表示,“鹰”式T1教练机将至少服役至2027年。由于预算削减、经费紧张,且设备陈旧,难以应对日益复杂的飞行训练,英国beat365手机中文官方网站部不得不提前令其退役。近年来,类似情况在多国上演,MB-326、T-2、F-5F等多款“明星”教练机面临淘汰,一场退役潮悄然掀开。

纵观世界教练机发展,随着第五代战机成为各国主力战机、仿真训练技术快速发展,飞行训练模式已然发生改变。各国纷纷提出高级教练机研发计划,“飞得更快、功能更多、成本更低”,成为下一代教练机的研发目标。未来高级教练机将如何发展,正在成为航空界的热议话题。

加速飞翔:跟随战机跨越音速

教练机,不比战斗机“锋芒毕露”,也不似轰炸机“暗藏雷霆”。

然而,无论是哪种战机的飞行员,都必须先驾驶教练机进行飞行训练,才能真正具有飞上蓝天的资格和能力。这一机种的特殊性和重要性,由此可见。

1909年,一架双座莱特A型飞机,揭开了世界教练机发展史的序幕。

这架飞机由大名鼎鼎的莱特兄弟为美国陆军通信兵团航空部设计,用于训练飞行学员。第一次世界大战前夕,世界首型教练机“阿弗罗”504-K正式诞生。各国空军纷纷组建专门的航空学校,教练机的研发和应用也渐渐迈入正轨。

在培训飞行学员过程中,飞行院校逐步形成了初级、中级、高级三个训练阶段,衍生出对于配备教练机的不同需求。作为飞行学员培养的最后一个“台阶”,高级教练机的设计研制,一直紧跟战机发展的步伐。

20世纪40年代,战机实现超音速飞行。设计师们犹豫再三:该不该让高级教练机也具备超音速飞行能力?毕竟,教练机飞行时间长,一旦进入超音速状态,飞行成本将会呈几何级增长。

以机身设计为例,教练机的飞行速度超过音速后,会遭遇气动焦点后移、高频率振动、空气压力升高等问题,对机身强度和刚度产生巨大考验,进而导致设计制造成本增加。

然而一开始,亚音速教练机模拟超音速战机飞行的效果并不理想。因为在超音速下飞行时,战机处于完全不同的飞行状态,亚音速教练机很难模拟。为了弥补短板,1991年,俄罗斯开始设计研发新一代双发涡扇高级教练机。通过巧妙的气动设计和全权限电传飞控等先进技术,亚音速教练机在训练中能够部分模拟超音速战机的操纵特性。该机型一经推出,便收获多国订单。

那么,研发高性能亚音速教练机就可以一劳永逸吗?

答案是否定的。五代机的出现,向高级教练机的设计研制提出新的挑战。

由于五代机普遍未设计同类型双座版教练机,飞行学员将面临独自进入新机型训练的困境。为了更好适应飞行训练任务,超音速教练机成了最佳选择。

2018年,美国空军确定采购T-7A超音速高级教练机,替换老旧的T-38高级教练机,作为F-22和F-35等先进战机的训练平台。2020年,欧洲航空工业巨头空客公司发布超音速喷气式教练机AFJT项目,计划进军教练机市场。超音速,已然成为世界军事强国新一代教练机的标配。

超音速教练机的功能不仅仅是简单的飞行训练,它还具备改装为作战飞机的潜力。列装更多超音速高级教练机来维持空军编制,可进一步减少主力先进战机的数量、飞行时长和过载次数,有效控制飞行训练成本。为此,越来越多国家将超音速教练机写进研制计划。

能力升级:既要飞得快,还要功能强

2018年9月27日,美国beat365手机中文官方网站部宣布由美国波音公司与瑞典萨博公司合作的波音T-X教练机中标,将新教练机型号命名为T-7A“红鹰”高级教练机。

自F-22项目投入使用、F-35项目开始启动后,这项招标计划断断续续持续了15年才落下帷幕。究其原因,是过去10多年高保真模拟器技术迅速发展,一种“同型教练机不再是作战部队必备”的观念甚嚣尘上——如果飞行员的改装训练可以在模拟器上完成,那么飞行教官同乘的空中改装训练,将不再是必需。

受这种观念的影响,美国空军对于新一代教练机该具备哪些功能,迟迟无法下定决心。驾驶杆采用侧杆还是中杆?是否应配置电传飞控?教练机要完成什么训练课目?这一系列疑问困扰着世界各国空军。

2021年11月,第17届迪拜国际航空展举办,世界主流军用教练机供应商齐聚一堂,携最新成果参加活动。从这些先进教练机中,我们可以窥得下一代教练机的3项能力:

一是出色的人机交互——打造数字化座舱。

随着空战主体由四代机向五代机位移,作战样式也正在从侧重“单打独斗”向侧重“协同作战”转变。教练机如果不能实现网络化作战教学,将无法满足未来的训练需求。

如何让教练机接入协同作战这张“大网”?设计人员把五代机的玻璃座舱和彩色多功能显示器搬进教练机,将空地数据链系统植入其中。瑞士皮拉图斯PC-7教练机的最新改型便装备了先进航电系统,可实现合成视景、编队导航、任务规划等训练内容。

二是虚拟的战术训练——加载嵌入式训练系统。

教练机需要严格控制成本,造价不菲的训练弹和雷达装置却造成不小的军费负担。数据显示,美军T-45教练机项目总成本高达67亿美元,已逼近主力战机的采购金额。

如何为训练经费“做减法”?嵌入式训练系统是最佳选择。基于此技术,教练机可以虚拟雷达和数据链用于教学,不需要武器和靶场,也能进行逼真的攻防训练。意大利的新型M-346教练机配备嵌入式训练系统,可多机协同开展对抗训练,并随时对攻击精度、战术效果进行评分。

三是定向的飞行模拟——植入可编程飞控。

每型战机都有自己独特的“气质”。要想缩短学员从教练机到战斗机的适应时间,教练机必须能够模拟各类战机的飞行特点。

俄罗斯雅科夫列夫设计局将“模拟飞控”的想法应用至雅克-130教练机。采用可编程飞控,可以通过参数设置模拟现役和未来即将服役的战机特性,甚至摇身一变成为“假想敌机”,最大程度还原真实战斗操控。近年来,雅克-130教练机远销越南、阿尔及利亚等多个国家,成为他们培养先进战机飞行员的利器。

成本之问:“多面手”成为市场宠儿

一款先进战机的飞行成本是多少?

F-35战机给出答案:每小时超3万美元,整机全寿命费用高达29亿美元。

而高级教练机每小时的飞行成本仅2000多美元,大约是普通三代机飞行成本的七分之一、五代机飞行成本的十几分之一。如果将战机上的训练时间转移至高级教练机,会省去一大笔费用。此外,执行目标机、编队僚机、假想敌等任务时,都可以由成本更低的高级教练机完成。

如此高性价比的训练方式,即使是军费充裕的美国也难抵诱惑。2021年10月,美国空军向工业部门征询先进战术教练机的意见,希望教练机能应对初始战术训练、“假想敌”训练,并担任当前及未来前线战机的战术补充力量。

为了减少支出,美军要求新一代T-7A“红鹰”高级教练机具备完成空中加油、大过载飞行、空空截击等高级课目的能力,搭配五代机开展训练,在节约战机寿命和经费的同时,缓解飞机小时数与飞行员小时数之间的矛盾。

对军费有限的国家来说,教练机更要“一机多用”。这些国家空军的任务往往以反恐、空中警戒、反走私、反叛乱为主。而加装了传感器、电子战设备和武器的轻型多用途版本教练机,既能进行飞行训练,又能执行任务,实用性大大增强。

2011年,印度尼西亚空军批量采购T-50高级教练机。这款被称为“缩小版F-16”的高级教练机兼具轻型战机的功能,可以在训练飞行员的同时担负作战值班任务。

此举引起东南亚数国效仿,马来西亚、泰国、新加坡均购入具备攻击能力的高级教练机。对于许多中小国家来讲,一方面,beat365手机中文官方网站压力较小,“战机+高教机”的组合可以较好完成防空任务;另一方面,高级教练机可以为下一代战机储备飞行人才,扩充飞行员后备力量,可谓一举两得。

未来几年,高级教练机预计会同时瞄准训练和作战两个领域,在同型号中延伸出基于嵌入式训练系统的纯教练版本,和无限逼近战斗机的轻型多用途版本,主动适应时代变化而发展。这些创新之举,是否更加符合国际市场的期待,还需进一步观察。

责任编辑:徐占虎
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