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主题:【原创】中国的新型高级教练机问题 -- 晨枫

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家园 【原创】中国的新型高级教练机问题

教练机是培养飞行员的专用飞机。教练机分初级、中级和高级三大类,满足飞行学员循序渐进的训练要求。其中,高级教练机大多具有优良的特技飞行性能,还具有基本的武器和战术训练能力。除了传统的三级教练机外,大多数战斗机还有同型的双座战斗教练机,不仅用于飞行员的换型训练,也作为作战飞机使用。多年来,中国空军一直依赖早已落后的歼教-7作为高教的主力,这实际上是同型双座战斗教练机的简化版,而歼教-7的原型歼-7的操控以暴烈著称,并不完全适合作为高教使用。随着歼-10、歼-11等第三代作战飞机的大批服役,中国空军的教练机急需与时俱进。

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歼教-7是从歼-7发展而来的双座高教,但早已落后于时代

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雅克-130代表了现代高教的以教为主一专多能的方向

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T-50“金鹰”则代表了“适合于作教练机的低成本战斗机”的方向

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洪都L-15也是和T-50一样的思路,与其说是洪都在潜心先进高教,不如说是在向中等性能战斗机冲击

现代高级教练机在朝两个方向发展,一是以俄罗斯的雅克-130及其意大利盗版马基M-346为代表,继续强调高教以教为主的特点,兼具作战性能;另一个是以韩国T-50和十年怀胎但就是不能分娩的欧洲MAKO为代表,极大地强调相当优秀的作战性能,同时兼具教练机的功能。两条技术路线的斗争还没有分晓,但中国的未来高教也在某种程度上卷进了这场斗争,其中洪都L-15走的也是后一条技术路线。

L-15最大的问题在于片面追求多用途和作战性能,牺牲了教练机的根本:低价、皮实。和T-50、MAKO一样,L-15也具有超音速能力,这是作为低档战斗机必须具备的能力,但作为教练机则不必。随着航空技术的进步,超音速飞行对飞行员来说不再是“跳龙门”,而只是“走西口”。美国空军依然在使用T-38超音速教练机,但这是“历史遗留产物”,美国空军只是在对现成飞机物尽其用,并不是训练要求上的必须。美国海军不用T-38,而是用T-45,这是英国“鹰隼”式教练机的舰载版,不具备超音速能力,从侧面反映了美国的实际要求。中国的歼-7来自于俄罗斯的米格-21,以操控暴烈著称,需要专门的同型双座教练机不奇怪,但歼-7操控的最大挑战是起飞着陆,而不是超音速飞行,依然并不需要配备超音速飞行训练专用的教练机。

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美国空军在继续使用超音速的T-38,这主要是在物尽其用,而不是对超音速飞行训练有特别的要求

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美国海军使用T-45,就根本没有超音速能力

中国空军的初级教练机是老当益壮的洪都初教-6,现在正在研制更新一代的洪都初教-7,将在未来几十年内满足中国空军的初教要求。在中教方面,洪都JL-8(外销型号为K-8)已经成为世界上最畅销的中教,中国空军也开始大量装备。另一方面,世界空军强国的训练体制正在从三级向两级过渡,一种做法是用先进涡桨教练机将初教和中教合并,如巴西EMB-314“托卡诺”、瑞士皮拉图斯PC-7/9,另一种做法是将高教和中教合并,如英国“鹰隼”,雅克-130和M-346也是走的这条路。但中国的问题有点特殊。

同样来自洪都的JL-8是一架优秀的中教,性能优良,成本低廉,使用简单,具有良好的使用和升级前景。如果中国空军还没有大量装备JL-8,直接采用L-15是合理的。但大量新近装备的JL-8还有很长的使用寿命,现在再大量装备L-15,就有点叠床架屋了。

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两级训练可以合并初教中教,像美国的T-6A(原型为瑞士的PC-7)

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也可以像英国“鹰隼”一样,高教中教合并

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但要是中国用JL-8把中教高教合并,这将是一个创举

贵州的JL-9已经得到中国空军的采用,但JL-9也不是没有问题的。JL-9是以研制歼教-7起家的贵州的最低技术风险路线的产物,采用歼教-7的后机身,歼-7E的双三角翼和涡喷13发动机,但配合全新设计的前机身,不仅通过两侧进气解放了机头的空间,可以用于雷达和火控系统,也降低了前座高度,配合适当抬高的后座,极大地改善了后座教官的前向视界。由于采用了锥形的机头,前座虽然有所降低,但前向视界实际上也比歼教-7有很大的改善。JL-9在基本性能上能够满足中国空军第三代作战飞机的训练要求,在技术上大量采用歼-7的现成系统,便于融入现有技术保障体系,便于迅速形成教练能力。

但JL-9基本技术的老旧也是一个不容回避的事实。歼教-7的前身米格-21是苏联在20世纪50年代研制的战斗机,强调简单、容易批量生产,适应早打、大打的苏联军事思想,但对使用经济性和寿命没有多少考虑。涡喷13发动机的前身图曼斯基R11发动机是不计代价追求高空高速的结果,用最简单的技术达到最高的性能。对于时刻准备大战恶战,这是合适的技术路线。对于追求经济性、耐久性和可维护性的教练机来说,这就不合适了。

米格-21的三角翼采用60度的大后掠角,这也是和两倍音速、两万米升限的截击机要求相连的,但对于高教强调中空、中速和机动性的要求并不符合。中国在生产、使用和改进从米格-21发展而来的歼-7的几十年中,对米格-21在气动上的缺陷了如指掌,在90年代为歼-7E研制了双三角翼,极大地改善了原来简单三角翼的中低空、中低速机动性能,同时加装的前缘机动襟翼更使歼-7E的机动性如虎添翼。但不容讳言的是,这种挖潜改造的路子是不能和70-80年代后兴起的翼身融合体、大边条这样的先进气动技术相提并论的,模仿采用这样先进技术的现代战斗机飞行性能也是一件勉为其难的事。

JL-9采用成熟的液压飞控,飞机采用静态稳定的设计,这从最大限度地降低技术风险的角度来说,也是妥善的做法,但同样有技术寿命的问题。现代高教大量采用变稳电传飞控,不仅可以模仿多种战斗机的操控特性,教官还可以再训练飞行中导入不同的稳定性设定,既便于初学者入门,也便于教授或评估高年级学员的高级飞行动作,但液压飞控和静态稳定的设计无法做到这些。

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JL-9采用了锥形机头,串列双座高低错落,前向视界较好,但中机身以后明显是歼-7的底子,这既使贵州迅速抢占新高教阵地,也最终会成为瓶颈

JL-9的这些技术不足都是可以改的,但都改完了,老骨架也没剩多少了,技术成熟、成本低廉、使用简单的特点将荡然无存。

JL-9已经得到中国空军的订货,在航校里收到好评,现在据说海航也订了货。一方面JL-9比歼教-7有显著的提高;另一方面,JL-9大量采用歼-7的技术,和现有的技术保障体系匹配,不需要使用方做大幅度调整。这两个特点使JL-9特别适合于现阶段中国空军飞行员的训练要求,但这个适合是有时效的,忽略了这一点会造成极大的长远问题,尤其不能忘记的是现在开始装备的新型高教应该有30-40年的使用寿命,很难想象30-40年后基本技术已经近100年的高教依然适应中国空军的飞行员训练需要。

JL-9在现在受到使用单位的好评,但任何一架新设计的高教都会比歼教-7有很大的进步,JL-9自然不例外。但中国空军正在换装的转折点,10年之后,一线中队里很难再有大量歼-7时代的作战飞机当道,航校从保障到训练也必须与时俱进,那时JL-9的“成熟技术”就会变成彻底的过时技术,反而成为保障的负担,JL-9的技术瓶颈成为显著的问题。

JL-9大量采用歼-7的基本技术和设计规范,JL-9也继承了米格-21不耐用的传统。在苏联时代。战斗机的设计寿命很少超过2000-3000小时,米格-29增加到4000小时,苏-27则是前所未有的5000小时。相比之下,教练机因为出动率很高,需要10,000小时甚至更高的寿命。JL-9较短的寿命或许带来初始成本较低的好处,但在30-40年的使用寿命里早夭,需要新机替换,总成本实际上并不低。苏联时代的战斗机也是一样,在早打大打的指导思想下,同时受到技术和财力的限制,战斗机的“技术保鲜期”很短,只得不断更新换代,最后把曾经的超级大国弄破了产。

JL-9作为近期内填补空隙的高教是很合适的,但作为中国空军的未来30-40年的教练机未必合适。那合适的远期高教是什么呢?

JL-8具备优秀中教的所有品质,具有升级成入门高教的潜力,可以承担部分高教的任务。如果中国用初教-7和JL-8走中国特色的两级训练体制,中国还是需要一种“真正”的高教,这可以用FC-1双座型。

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FC-1虽然以低成本为准则,但采用了大边条、翼身融合体、DSI进气口、电传飞控等先进技术,技术水平非JL-9可比

FC-1“枭龙”是中巴合作的先进轻型战斗机。FC-1现在只有单座型,但按照现代战斗机研发的惯例,同时应巴基斯坦空军的要求,FC-1推出双座型只是时间问题。FC-1的基本技术和与歼-7一脉相承的JL-9不可以道里计,其翼身融合体、大边条、涡扇发动机和电传飞控具有相当先进的水平,DSI进气口更是美国F-35之后的世界第二。FC-1是作为低成本战斗机设计的,所以作战性能只是系统选配的问题,同时具有低成本的优点。FC-1双座型不仅可以作为换型训练的战斗教练机,还可以承担部分高教的任务。

FC-1是中国出口战斗机的主力。FC-1具有接近于F-16的性能,但成本要低很多,而且没有西方军售的种种政治限制,适合很多不太富裕但政治独立的国家使用。但FC-1至今没有在中国空军列装,对FC-1的出口前景带来不小的阴影。然而中国空军不可能单纯为了出口促销而列装大批FC-1,在已经拥有重型的歼-11和中型的歼-10之后,轻型的FC-1在中国空军中的地位需要斟酌。但在强-5即将大批退役的今天,中国空军需要一型轻小、便宜的对地攻击平台,承担一般的空中火力支援任务,性能优秀但成本高昂的歼-11、歼-10更适合专注于争夺制空权或对地面硬目标的攻击。对于以对地攻击为主的FC-1来说,双座更加有利于分担危险的低空飞行和要求专注的敌情观察和武器系统操纵任务。FC-1已经有保证的批量有利于降低成本,如果为高教而设计简装但容易升级的版本将进一步降低成本,用FC-1双座进行战术和武器系统训练,比任何教练机更加逼真,因为FC-1本来就是战斗机。

FC-1现在采用俄罗斯的RD93涡扇发动机,技术水平和性能大大优于JL-9的涡喷。中国正在研制的先进中推将有进一步提高,使FC-1在很长时间里保持先进。FC-1已经采用电传飞控,为高教需要而改进为可变稳定性具有良好的软硬件基础。中国空军大量列装FC-1将有助于把FC-1推向更多的国家,美国的F-5战斗机号称是“出口专用”,但美国空军大量列装的T-38实际上就是F-5的简装教练机版。

L-15已经试飞了,FC-1双座型还在研发中;L-15在气动和航电设计水平上至少和FC-1相当,机体还特地加强,以保证至少10,000小时的飞行时间。那FC-1有什么比L-15优越的地方呢?FC-1具有更大的用户面和保有量,有利于规模效应,这是最大的优越性。其次,FC-1是单发,L-15是双发。虽然小双发的耗油不比大单发高,重量也相差不多,双发的维修工作量肯定比单发要大,热端部件的检修和更换不因为发动机较小而减少。更重要的是,FC-1是战斗机出身,对于作战的设计考虑和教练机升级过来的L-15有本质的差别。那L-15作为教练机的成本优势呢?据谣传,两者的成本实际上相当。L-15追求高性能和大量采用新技术使得单价已经超过一亿人民币,而FC-1的外销价传说是1500万美元,两者的差价可以忽略,这还没有算进中国空军大量采购后规模效益的因素。

由初教-7、JL-8和FC-1双座组成的初级、高级和战术/武器训练体系或许是中国空军最合理的组合。有意思的是,已经采用JL-8/K-8的国家中,大多没有专用的高教,飞行学员直接从K-8升级到同型双座战斗教练机,从侧面说明了这样体制的可行性和经济性。

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