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晨枫小苑

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晨枫  

西西河水浪打浪,一浪打到网易上。我本是喜欢纸上谈兵的一介草民,在西西河那边开了一个小铺子,这是海外华人的一个精神家园。我是一个一坐下来就不动窝的懒人,但架不住友人的邀请,到网易也开了一个茶摊。阿庆嫂是怎么说来着:来的都是客。希望您能喜欢我这小号。来来来,先握一个手! 当然,主有主规,客有客道。请勿随地吐痰,喧哗扰众,或者乱贴小广告。不欢迎指桑骂槐,更不准恶语伤人。

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教练9会成为中国第一代舰载教练机吗?  

2010-12-19 02:19:15|  分类: 鹰击长空 |  标签: |举报 |字号 订阅

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万里海疆是中国的蓝色国门,海洋对和平崛起的中国至关重要。进入21世纪以来,中国即将建造航母的传闻紧锣密鼓地一波接一波地传来,中国军政高层也在多种场合阐述航母的必要性,中国航母是箭在弦上、指日待发了。

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航母上现代海上力量的中坚,这是美国的“林肯”号(左)和法国的“戴高乐”号(右)在阿拉伯海航行

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瓦良格在大连不断吸引人们的注意,现在瓦良格越来越成形了,中国航母是指日可待了

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在浩淼的大洋上,巨无霸航母也只是一张漂浮的邮票,对飞行员的起飞着陆技术要求很高

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舰载战斗机飞行员的资历是按舰上起落次数算的,这是“华盛顿”号上第5舰载航空联队指挥官麦克·怀特上校的第1000次在航母上作拦阻索降落

航母的威力在于搭载的舰载飞机,而舰载飞行员就是舰载飞机战斗力的关键。在浩淼的大洋上,10万吨的航母也好像一张漂浮的邮票一样,要在这弹丸之地上安 全、迅速地起飞、降落,是对舰载飞行员技艺的极大考验。空军飞行员的资历是以飞行小时计算的,舰载飞行员的资历则是以航母上起飞、着陆次数计算的。舰载飞 行员的训练当然就具有特殊的重要性。

世界上主要海军国家中,只有美国、法国、俄罗斯拥有常规的大甲板航母,除了巴西的“圣保罗”号(前法国“福煦”号)外,其他所有国家海军都是只能使用垂直 短距起落飞机的小型航母,舰载飞行员训练具有很不相同的要求。俄罗斯海军只有一艘“库兹涅佐夫”号航母,搭载的苏-33中队飞行员从有经验的飞行员中抽 调,用改装的苏-25UTG在岸上模拟设施训练后,直接上舰。法国海军也只有一艘“戴高乐”号航母,也是采用类似的方法,在岸上训练后直接上舰,没有专用 的舰载教练机。只有美国海军,在缩减规模后依然拥有11艘大甲板航母,曾有专门指定一艘航母作为训练用的做法,也是唯一拥有大量专用的舰载教练机的国家。

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美国海军使用T-45“苍鹰”作航母训练

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俄罗斯海军使用苏-25UTG先作陆地训练,然后直接上苏-33上舰

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苏-25UTG也可以用作航母训练

中国海军一旦开始装备航母,在一开始将采用俄法模式,从有经验的飞行员中选拔,在陆地上模拟训练,然后跳过舰载教练机阶段,直接上舰。但以后将长期采用这 一模式,还是走美国海军的训练路线呢?这取决于两个问题:1、中国是不是有合适的舰载教练机,2、中国舰载飞行员的训练体制。

尽管教练机也用于训练民航飞行员,但一般仍把教练机划入战术飞机,但教练机是战术飞机中比价异类的。和强调终极性能的战斗机不同,教练机强调结构皮实、操 控平和、出动率高、采购和使用费用低。作为舰载教练机,不光需要和舰载战斗机同等的航母上起飞、着陆的性能,还需要具有特别优秀的低空低速操控和前方视界 (包括学员和教员),以利于新学员的飞行训练,但另一方面也不必太过拘泥于主要用于基本飞行技能的初级、中级教练需求,舰载飞行员新学员也都已经过了这些 阶段了。这也就是说,舰载教练机只需要从高级教练机(简称高教)中考虑。

高教可以用来训练复杂气象飞行和简单的战术动作,也容易在适当扩充机载系统能力后具有一定的作战能力,作为对地攻击飞机甚至简易战斗机使用。但是,现代战 术飞机的成本在很大程度上已经不再是来自于机体的发动机,而是来自于机载系统。在世界市场上充斥着二手先进战术飞机的情况下,炮灰级战术飞机的战场生存力 很成问题,但战场上对地攻击飞机和战斗机在设计中也是有严格的成本控制问题,教练机要达到同等的能力,不会因为叫教练机而不是战斗机就魔术般地解决了成本 问题。如何抵抗性能升级的诱惑而导致成本攀升和丧失作为教练机的成本优势,这对世界各国都是一个考验,韩国T-50“金鹰”在出口市场上屡屡碰壁,欧洲 MAKO到现在还只在纸上谈兵,原因都和这有关。过度强调作战能力对高教是一个滑溜溜的斜坡,一踩上去就身不由己了。

高教的另一个困扰就是超声速能力问题。超声速教练机在技术上不成问题,问题在于超声速能力对于教练机的重要性和带来的采购和使用成本是否值得。超声速可以 从两条途径来获得,一是降低跨声速阻力,这必然带来低空低速性能的损失;二是增大发动机推力,这必然带来采购和使用费用的攀升。另一方面,声障早已不是障 碍,现代飞控技术使超声速飞行也不再需要特别的飞行技巧。除了美国空军还在使用T-38,北约国家空军和美国海军早已放弃超声速教练机的概念,在高亚声速 高教和超声速同型双座战斗教练机之间,没有专用的超声速高教。

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40多年后,T-38依然是美国空军的主力高教,原因无他,是因为还能用,而不是因为T-38有多先进

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当前世界上最成功的高教之一要数英国“凖”式,这是高亚音速的

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M346代表新一代的高教,依然是高亚音速的

高教的一个特殊情况是同型双座战斗教练机,这是单座战斗机的双座型,后座具有和前座相同的操纵系统,供教官使用。如果机载系统不缩水的话,可以具有和单座 战斗机同等的作战性能。同型双座战斗教练机的优点是可以当作战斗机使用,缺点是采购、使用成本和战斗机一样高昂。一般不作为普通高教使用,而是用作飞行员 换型训练、高级战术训练、离开飞行岗位的飞行员再熟悉训练等高级训练任务。

多年来,中国的高教主要是歼教-6和歼教-7。歼教-6已经太老旧,歼教-7是现役高教的主力。这是中国从歼-7战斗机发展而来的双座同型教练机,用于飞 行员换型训练是适合的,但作为高教存在很多不足,尤其是起飞着陆速度太快和教官前方视界不良。教练机本来就是用来训练新飞行员的,起飞、着陆速度太快和训 练要求背道而驰,后座教官前方视界不良则严重影响飞行安全。

进入21世纪后,中国航空工业推出了两种新型高教,昌飞的L-15和贵飞的教练-9。L-15的设计先进,采用大边条、翼身融合体、电传飞控、双涡扇发动 机,但由于种种原因,进展较慢,至今尚未获得确认的订货。教练-9以歼教-7为基础,保留了歼-7后期的中后机身、双三角翼和新型的涡喷-13发动机,但 大胆修改前机身,采用两侧进气和阶梯式前后座舱,使起飞着陆性能大幅改善,接近苏-27SK的的水平,后座前向视界也达到国外同类水平,适合于训练第三代 战斗机飞行员的要求。教练-9还采用先进座舱和航电,成为采用成熟技术、控制研发风险、达到较高性能的多快好省的典范。中国空军已经开始采购教练-9,并 可能将部分状态较好的歼教-7升级改造到教练-9的标准,用于飞行员训练。中国海航和空军在一般装备上通常保持一致,教练-9将可能是未来十年里中国空海 军最重要的高教。

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歼教6、歼教7所代表的中国高教已经远远不适合时代的需要

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L-15和教练-9代表了新一代中国高教

由于教练-9的优秀的性能价格比,有分析文章将其作为中国第一代舰载教练机的最优候选,这就值得商榷了。

教练-9采用单台涡喷13型涡喷发动机,相对于双发来说,结构简单,重量轻,耗油低,但是可靠性低,推力不足,无法训练单发着陆项目,也难以训练单发停车 后空中启动项目。但这些缺点不少致命的。美国空军在90年代就对单发的F-16和双发的F-15作过失事记录分析,结论是如果发动机的可靠性足够,单发和 双发由于发动机故障而造成失事的机率没有原则性的差别。美国海军根据这一结论,接受了单发的F-35C作为下一代舰载战斗机。美国海军的舰载教练机TA- 4和T-45也是单发的。涡喷13的技术成熟,知根知底,在国产发动机中属于较可靠的,所以教练-9的单发不是多大的缺点。

教练-9具有有限的作战能力,这也不是问题。中国航母数量在很长一段时间里都将相当有限,不会指望用教练-9或者任何舰载教练机去打仗。教练-9具有超声 速能力,但舰载教练机的重点不在超声速,而在于起飞、着陆,教练-9,这个能力有了不多,没了不少。美国T-45、TA-4和俄罗斯苏-25UTG就是高 亚声速的。

舰载教练机最重要的使命就是舰上起飞、着陆的训练。航母上的起飞、着陆的最大特点就是跑道短小。在相同技术条件下,战斗机的重量越大,作战能力越强。为了 在最短的跑道上能够起降最重的飞机,如果不计垂直起飞的话,世界上有两种主要的航母起飞方式,一是用弹射助推装置帮助飞机在起飞阶段获得额外的推力,以在 给定的起飞距离上达到最大的起飞速度;另一个就是用向上倾斜的跳板,使飞机能获得额外的迎角,增加升力,同样达到在给定距离升空的作用。这两种起飞方式各 有优缺点,这里不加赘述。但这两种起飞方式都有别于岸基飞机,需要特殊训练,但教练-9的歼教-7血统对于舰上起飞、着陆训练却可能是致命的。

歼教-7的前身歼-7来源于苏联的米格-21,这是20世纪50年代为了追求高空高速性能而研制的轻型战斗机。由于动力不足,只有最大限度减阻,所以低空 低速性能不好,起飞、着陆性能更加糟糕。歼教-7继承了这个缺点,起飞、着陆性能成为最显著的短板。教练-9采用升力更大的双三角翼,在一定程度上弥补了 歼教-7的这个缺点,但很难根本解决这个基本气动带来的本质问题。教练-9能够接近苏-27SK的起飞、着陆性能,但苏-27SK的起飞、着陆性能和上舰 要求还有很大的差距,否则苏-33的气动设计也不需要大动干戈了。

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教练-9改用两侧进气,克服了歼教7的很多天然不足

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还采用了双三角翼,大大提高了机动性和起落性,但无法掩盖基本设计还是50年代技术的尴尬

为了适应滑跃起飞和拦阻索着陆的额外载荷,起落架必须特别加强;还必须增装着陆钩,机体上的相关框架和主起落架安装点所在的机翼结构也都需要特别加强。这 些措施都将增加教练-9的重量,进一步恶化起飞、着陆性能。为了较大程度地提高教练-9本来就不足的起飞、着陆性能,并补偿上舰改装带来的增重,机翼需要 加大翼展以提高升力,必要的时候还应该可以考虑将双三角翼的内侧改成F-5E那样小边条,进一步增加升力。但增加了翼展后,为了减少航母上停放是的占地, 就需要考虑折叠机翼,将进一步增加复杂性和重量。双腹鳍也需要缩小并外移,以减少起飞、着陆时的迎角限制,便于舰上起飞时的及早拉起和高下沉率着陆。但减 小腹鳍面积会影响米格-21为基础的后机身气动特性,对飞机的方向稳定性带来影响,尤其是大迎角状态,对航母上的起飞、着陆时的飞行控制带来额外的困难。

航母上起飞、着陆状态下的飞行控制需要额外的精确度,起飞时需要精确拉起,着陆时更需要精确对准接地点,保证着陆钩可靠地挂上拦阻索。教练-9的全机械飞控不足以达到这样的要求,需要至少采用FC-1“枭龙”那样的纵向电传、横向机械的混合飞控,甚至全电传飞控。

为了提高推重比以改善舰上起飞、着陆性能,教练-9在设计的时候就对采用RD93或者国产中推有所考虑。采用这样的中等推力涡扇发动机不仅提高推力,还降低油耗,不过具体实施起来,还需要相当规模的工程设计和测试,相比于现有的教练-9,是一次大改了。

这样为上舰而大规模改装教练-9之后,教练-9的成熟、廉价的优点就很可疑了。更大的问题是,教练-9的歼教-7出身在本质上限制了气动性能的大幅度提 高,作为一架全新的教练机,需要考虑的不仅是未来10年的使用,而是未来30-40年甚至更长的使用。教练-9作为中国空海军未来10年内填补急切需要的 高教是很不错的选择,但要基本技术开始于20世纪50年代的教练-9担当未来30-40年甚至更久的重任,那是要求太高了。有分析文章指出,教练-9在技 术水平和性能上至少不亚于美国空军依然在大量使用的T-38C,因此足以担当中国空海军的高教重任。这实际上是不当比较。美国空军继续使用T-38C,不 是因为性能有多先进,而是仍有大量现有机群尚堪使用,处于经济性而没有迫切换型的压力。如果现有T-38C机体寿命到期,需要用全新飞机替代,美国空军是 不会新造T-38C接替的。同样道理,有人用美国空军还在用波音707/C-135作为加油机、预警机作为例子,证明运-10依然具有足够的先进性。事实 是,美国空军的KC-135机队已经老旧不堪,几次试图换型,都是在KC-10、KC-767、KC-45(A-330为基础)之间打转转,重开KC- 135生产线从来就没有提上议事日程过,也是一样的道理。

教练-9具有和中国空海军现有歼-7机队在机载系统和发动机上共享现有地勤支援体系的优点,但这延续不了多久,中国空海军的歼-7机队也已经步入黄昏了,继续装备10年是可能的,但不可能继续装备30-40年。

另一个必须考虑的问题是中国航母的固定翼飞机起飞方式问题。由于航母上永远缺乏足够长的跑道,起飞只有减载或者增推才能实现。减载要损失战斗力和航程,增 推则受到发动机技术的限制,并且最终依然回到减载上来,因为增加推力后,飞机本来可以拥有更大的起飞重量。滑跃起飞具有入门门槛低的优点,不需要顾虑设 计、制造和使用都很复杂的弹射助推系统问题。但弹射起飞具有起飞重量大的优点,对提高舰载飞机战斗力具有不可忽视的意义。另外,平直的前甲板可以在降落作 业中用于临时停放刚回收的飞机,加速降落-起飞循环的周转。滑跃起飞是解决航母有无问题的很好的切入点,但发展潜力受到限制;弹射起飞刚好相反。中国购进 的“瓦良格”号是按滑跃起飞设计的,但中国对弹射起飞的研究一直没有松懈,并在比蒸汽弹射更加先进的电磁弹射方面的有关技术上小有心得。电磁弹射具有可以 调节助推力的优点,适合于弹射不同重量的飞机,还可在降落飞机时回收部分电能,节能而且提高出动率。电磁弹射还可以避开蒸汽弹射只能用于平直甲板的问题, 和滑跃甲板结合使用,容许在同一平台上按照技术成熟程度逐步改装更大推力的电磁弹射助推系统,从滑跃向弹射过渡,逐步释放舰载飞机起飞重量的潜力,在电磁 弹射系统故障的时候,还可保留降级到滑跃起飞的能力,提高使用可靠性和灵活性。对于舰载教练机来说,这就要求同时具有滑跃起飞和弹射起飞的能力,对起落架 加强的要求更高了,进一步吞噬教练-9那样本来就不富裕的增重空间。

随着大迎角、全电传、静态不稳定等先进技术日益普及,高教也需要有所反映,大边条、翼身融合体、低翼载中等后掠机翼等气动特点和复合材料的结构特点也是一 样。对教练-9全面升级以包含这些新技术,还不如重起炉灶全面重新设计。不难看出,由于基本技术的局限和未来发展的需要,教练-9并非中国第一代舰载教练 机的最优选择。L-15在技术上比教练-9先进得多,发展潜力也大得多。FC-1双座如果上马,则是另一个比教练-9更有潜力的选择。但两者都有两个很大 的问题:一是成本较高,二是难以在近期内交付使用。这本来就是教练-9得以挤进夹缝的原因。但即使不考虑这两个问题,L-15和FC-1双座也未必就是中 国第一代舰载教练机的最优选择,因为舰载教练机不仅是一个教练机本身的技术问题,还和中国海军的体制问题有重大关系。

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由于中国国情,中国海航保留岸基战斗机力量还将持续很长时间,这是舰载飞行员的现成预训基地

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在只有有限平台的情况下,中国航母没有大量搭载教练机的空间,最可能采取和俄罗斯海军同样的做法,跳过舰载教练机的阶段

现代战争中,掌握天空对于制胜的重要性越来越高。航母是海军在海上制空的必要平台,远程飞机只能解决到达性问题,但不可能解决及时性的问题,只有航母才能 兼顾两者。这是中国为什么要拥有航母的基本原因。美国海军拥有世界上最为强大的航母力量,美国海军舰载飞行员的训练体制自然值得借鉴。除了岸基巡逻机、运 输机和其他辅助飞机外,美国海军航空兵主要作战飞机都是舰载的,至少包括战斗机和攻击机的战术飞机全部是舰载的。除了训练、休整和科研等特殊任务外,美国 海军没有岸基战斗机或攻击机中队。这决定了美国海军战斗机飞行员可以等同于舰载飞行员,所有战斗机飞行员都需要具有舰载资格,或者说舰载飞行员训练需要包 括从基本飞行技术到战术训练的全部内容。与这样的训练要求相对应,美国海军有专用舰载教练机的需求。在历史上,美国海军上曾指定一艘退居二线的航母作为训 练专用的航母。在最后一艘常规动力航母“小鹰”号退役之后,美国海军已经不再指定一艘航母作为专用训练航母,而是在各航母之间轮换。

当今世界上不太平的地方很多,但和平与发展依然是世界大势的基本面。世界大战在相当长的一段时间里打不起来,但突发的局部冲突还是可能的。中国的基本国策 依然是以经济建设为主,而不是走高速扩军、全面备战的道路,在未来很长时间里也不会这样做。另一方面,航母的设计、建造周期长,采购、使用成本高,在缺乏 相当的使用经验之前大规模建造和部署很不慎重。这一切决定了中国在很长时间内将只有数量十分有限的航母可供使用,在未来10年内只有一到两艘可供实战使用 的航母将一点也不奇怪,而这点好钢必须使用在刀刃上。中国万里海疆的安全压力很重,航母还有部署、休整、维修周期,这决定了中国海军十分有限的航母甲板全 部用于作战部署还嫌不够,更本没有舰载教练机的空间。

当然,作战压力不等于中国海军可以忽略舰载飞行员训练的要求,从某种意义上说,在第二次世界大战太平洋战场上,美国海军不仅在飞机数量上压倒日本,更在取 之不尽用之不竭的高质量飞行员上压倒日本,中国海军对这样的历史经验自然不会忽视。然而,中国海军航空兵独特的体制将极大地影响中国海军舰载飞行员的训 练。

中国海军拥有一支相当大规模的岸基航空兵,不仅包括巡逻机、运输机等辅助飞机,更是包括了战斗机、攻击机等战术飞机,承担海岸防空、近岸舰队防空和海上攻 击任务。由于中国独特的国情,这样的体制还将长期保持下去,至少在短期内看不到根本性改变的前景。这决定了中国海军将在很长一段时间内,具有岸基战斗机飞 行员数量大大超过舰载飞行员数量这样一个特别的情况。换句话说,中国海军有条件从一个较大的岸基飞行员群体中挑选有经验的、有潜力的舰载飞行员学员,他们 不需要从基本飞行技术和一般战术训练开始,对他们加以强化的陆地模拟训练后,可以直接上舰,通过同型双座战斗教练机掌握舰上起飞、着陆技巧。这样可以跳过 舰载教练机的环节,并且跳过舰载教练机和舰载战斗机的性能间隙。另一方面,同型战斗教练机可以作为全功能作战飞机使用,不挤占航母上的有效战斗力。

当然,从长远来说,中国海军或许会完成岸基为主向舰载为主的转型,将需要适当的舰载教练机,但这将是很久以后的事情了,大大超过教练-9的“保鲜期”。

由于基本技术的局限,教练-9并不适合作为中国第一代舰载教练机。教练-9最大的优势在于可以较低的成本迅速部署,但在未来10年内,中国海军对舰载教练机并没有迫切的需求。
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