解放军飞机专集之高教-9

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导读:  2003年12月13日,绰号为“山鹰”的高级教练机高教-9在贵州省安顺市成功首飞,而两年后由中国和俄罗斯联合研制的L-15型高级教练机也将在南昌首飞。   如此一来,在未来10年内中国空军、海军航空兵将面对两种思想迥异的高级教练机。军方的选择很显然成为大多数人的兴趣所在,而这两种飞机基本并行发展但是技术档次却不一样这一事实也为很多人所不解。   那么,究竟这种局面是意味着无序混乱还是有序竞争呢?让我们从多个角度来分析这两种飞机。   中国空军换代.训练体制改变   长期以

2003年12月13日,绰号为“山鹰”的高级教练机高教-9在贵州省安顺市成功首飞,而两年后由中国和俄罗斯联合研制的L-15型高级教练机也将在南昌首飞。




如此一来,在未来10年内中国空军、海军航空兵将面对两种思想迥异的高级教练机。军方的选择很显然成为大多数人的兴趣所在,而这两种飞机基本并行发展但是技术档次却不一样这一事实也为很多人所不解。


那么,究竟这种局面是意味着无序混乱还是有序竞争呢?让我们从多个角度来分析这两种飞机。


中国空军换代.训练体制改变


长期以来,中国空军/海军航空兵的训练基本遵循“三路四级”的道路。当飞行学员被选中来到航校后,他们要在这儿接受两种级别的教练机的训练:初级教练机和中级教练机。对所有的飞行员来说,都是飞行的基础,这种结构简单又坚固可靠的飞机已经服役了很多年,而且看来非常胜任。接下来,年轻的飞行员们将选择未来的方向,主要分为歼击机、强击机、运轰机三个大方向。歼击机飞行员将在飞机上进行中级训练,主要为上、飞机做准备;强击机飞行员上;运轰机的飞行员则在(运7改型)上进行训练。


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从航校毕业后,飞行员们将在训练基地度过一段日子,作为正式分配到部队前的过渡。在这儿他们要进行高级教练机的训练,以歼击机、强击机为例,歼击机飞行员将登上歼教-7飞机进行训练,为飞行歼-7各型、歼-8各型做准备;强击机飞行员则登上训练,为飞行强-5飞机作最后的准备。在训练基地的训练结束后,飞行员们就被分配到各作战部队,开始担任作战任务,成为真正的飞行员了。


由于我国空军/海军航空兵(大陆地区)长期以来一直以歼-7、歼-8、强-5飞机为主要作战力量,因此上述这种训练方式也一直得以保留,即使是当20世纪90年代初空军开始少量引进苏-27飞机后,训练问题也并未凸显出来,因为飞机数量少,这些飞行员只能从有经验的飞行员中挑取,不存在新飞行员直接上三代战斗机的情况。但是从2000年开始,中国空军在装备上的更新换代开始进入实质性阶段,中国分批引进了相当数量的、战斗机,与此同时还在积极准备自行设计、生产苏-27和新型轻型战斗机,预计在2005年到2010年期间中国空军将迎来一个换装的高潮。


除此之外,空军还将面临大量二代战斗机退役的局面,大量早期生产的歼-7飞机和强-5飞机机体寿命都将接近使用年限。根据这些情况,可以预计到2010年左右,中国空军将形成以苏-27/30和国产三代新歼-为主干、部分系列为补充的空战力量。而强-5飞机可能不会有后继机型,对地攻击任务可以由战斗机、歼-轰7空军型和新型廉价多用途战斗机(比如等)来协作完成。


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面对以三代机为主的空军,现有的训练机型就显得力不从心了。从初级教练机到三代战斗机之间的技术跨越太大,现有的教练机飞行性能与三代战斗机的性能差异过大,基本不能或很难完成训练上的过渡,在这种背景下,航空兵对于对具备第三代战斗机性能特点的教练机的需求就日益明显了。此外,从发展的角度看,目前我军的四级训练体制也并不符合未来部队的使用需求。由于三代战斗机都将装备一定比例的同型双座飞机(比如苏-27对应苏-27UB、新歼-对应双座型新歼-等),而有些型号本身就是双座型(比如和苏-30),这样飞行员在进入作战部队后依然可以得到双座机的训练,因此,未来采用“航校初级-航校/训练基地中级-作战部队高级”这样的三级训练体制将会在成本上更有优势,训练周期也能相应缩短,但这对中/高级教练机的要求比较高。


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事实上随着2003年空军开始实行新训练大纲,作战部队将会把更多的精力放在战术训练上,基本飞行技能的训练将主要靠航校和训练基地完成,空军再也不能忍受将宝贵的飞行时数都消耗在起降、航线这些基础科目上了。因此,未来的教练机应该具备与战斗机类似的机动性能和航电布置,否则飞行员到了部队后将要花大量时间在熟悉战斗机上。


呼啸的山鹰:高教-9


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作为中国新一代教练机的先行者,贵航高教-9“山鹰”的出现多少引来了关注的目光。或许是因为贵航多年来一直陷于沉寂,人们对其的认识已经逐渐模糊,因此当贵航突然推出一款新型飞机时,大多数人仅仅是怀着一种疑问:这飞机行么?确实,贵航在中国航空史上并不是什么举足轻重的角色,既没有沈飞的老大哥地位,也不像成飞那样创造了歼-7的辉煌并且被新歼-的神秘所笼罩。贵航留给人们的印象仅限于歼教-7飞机,而这种飞机也从来都不是明星。


从实际使用上看,歼教-7并不能说是个很成功的飞机,由于要将歼-7改为双座,因此在气动上要做很多改动。这些改动并不是很出色,飞行员反映“歼教-7比歼-7还难飞。”确实,如果用教练机的标准衡量,歼教-7并不是一种好飞机,它仅仅是一架双座的、能训练飞行员的飞机而已,而教练机强调的良好的起降性能、操纵特性它都没有;但要作为双座型战斗机来看,歼教-7显然又差了一些,机动性不如歼-7不说,各方面指标数字都有下降,而电子设备方面也没有加强。


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那么,高教-9将会是怎样的情况呢?


首先我们必须肯定贵航在对待市场上的敏感。空军需要新一代教练机,贵航在这一点上确实是抓住了。那么,高教-9具体是怎样迎合用户的需求的呢?从贵航的宣传资料看,高教-9飞机被定位为高级教练机,可为、“苏-27”、歼-8H/F/G等型号培训飞行员。这也就是说,高教-9飞机至少应当具备与三代机类似的飞行特性,并且拥有较为现代化的座舱布局和相关设备。


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从高教-9的实体模型和原型机看,这架飞机确实在这些方面下了不少功夫。该机采用双三角翼正常布局,座舱内安装了多个多功能显示器,在风挡侧面装有训练用模拟空中加油管。虽然外形改变很大,还是可以看出这架飞机还是建立在歼-7系列的基础上,这在某种程度上限制了飞机性能扩展的余地。


从气动上看,高教-9飞机的主要特点有两个:1.肋部两侧进气,在释放机头空间的同时也能够改善大迎角条件下的进气环境;2.双三角翼,即在原歼教-7飞机的机翼外侧增加一块,使机翼前缘具备外段和内段两个不同的后掠角。此举增大了机翼面积,减小了展弦比,最直接的好处就是减小了诱导阻力,增大了飞机的升阻比。大家熟悉的歼-7E飞机也采用了类似的技术,从而改善了低速盘旋能力并有效增加了航程。不过同歼-7E飞机不同,高教-9飞机的双三角翼要简单一些。高教-9的机翼后缘并没有前掠角,也没有采用和歼-7E类似的前缘机动襟翼而是采用了前缘固定锥形扭转技术,这一技术也应用于F-106、幻影IIING、F-15等类似机翼构型的飞机,其好处是结构简单、重量轻,能够有效减小诱导阻力、改善巡航特性,不过其气动适用范围却不如前缘机动襟翼。除此之外,高教-9的机翼沿用了歼教-7飞机的后退式襟翼,而不是歼-7E的简单襟翼,这样一来在襟翼打开时能有效增加机翼面积,进一步改善了飞机的起降性能,但是这种襟翼并不能像歼-7E那样作为机动襟翼来使用。纵观整个飞机,我们可以得出结论:高教-9在飞行性能上比较注重改善低速性能,并且兼顾了大迎角飞行性能,这两样指标将直接改善飞机的起降性能和盘旋性能。


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高教-9的座舱布局显得比较粗糙,仅仅是安装了几个多功能显示器,给人的感觉是没有经过科学的规划,不知道这些多功能显示器能显示什么,因为旁边依旧有不少传统仪表。或许这只是因为这是一架原型机,定型后的飞机可能还要改变。


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总体而言,高教-9是一个追求廉价、进度的产物。从其性能指标看,其用途目标似乎比较明显,就是尽量模拟苏-27飞机的性能(起飞速度、滑跑距离都差不多),另外也能够满足一些歼-8新型号的基本飞行、仪表飞行训练的需要。从现阶段看,高教-9用于取代、补充歼教-7是完全胜任的,但目前还没听说有客户下了订单,今后该型机的前途还不好下结论。


2001年航展展出的L-15模型


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L-15:千呼万唤不出来


同高教-9相比,L-15显然更加吸引人们的视线。当2001年北京航展上该机的模型首次露面时,几乎成为该届航展的最大明星。


L15高教机是中航二集团洪都航空工业集团公司正在研制的新一代高级教练机,是为了满足培养第三代战斗机飞行员的需要而研制的。它既能够满足第三代战斗机飞行员的训练要求而且还能兼顾第二代战斗机及其改型机的训练。


L15高教机为带边条的后掠中单翼、单垂尾、正常平尾、前三点式机身主起落架布局型式。机翼采用中等后掠角、中小展弦比的平面形状。动力装置采用两台涡轮风扇发动机;操纵系统采用电传操纵系统;采用先进的综合航空电子系统。


L15高教机从一开始设计就注重飞机的全寿命周期费用,严格控制成本价格,充分考虑效能与费用之比。


L15高教机采用高起点设计:


a、突出第三代战斗机气动布局的特点,大边条、翼身融合体布局设计,提高飞行敏捷性和大迎角高机动能力;


b.航空电子系统进行综合设计,采用双余度多路数据总线(1553B)、集中显示与控制技术;


c.机体结构按先进的设计准则设计以满足30年/10000飞行小时使用寿命;


d.座舱舱盖采用水泡形设计;


e.高可靠性、维修性设计。


L15高教机具有以下特点:


1)飞行包线宽广


2)具有第三代战斗机大攻角机动能力


3)在训练体系中与其它机种衔接良好


4)留空时间长


5)训练效费比高


6)具有第三代战斗机特征的人机界面、大视场角


7)良好的操纵品质


8)可靠性高、维护性好


9)使用寿命长


L15高教机研制2003年底进入详细设计阶段,预计2005年首飞。


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以上一段介绍资料来自洪都飞机公司的官方宣传,从中可以看出,L-15是一种全新设计的、完全针对第三代战斗机的特性而设计。从气动上看,L-15采用了大边条+翼身融合设计,进气口被置于边条下,结构特点比较类似以大迎角性能著称的F/A-18战斗机。结合电传操纵系统,可以预计该机的大迎角飞行性能将十分出色。这里要说明一下,为何三代战斗机比较强调大迎角性能呢?因为战斗机在空战机动中,会频繁的处于急剧爬升、转弯动作中,这些机动都要伴随拉杆——抬头的动作,如果飞机的大迎角性能不好,那么飞机在机动中就很容易因失速而失控,同时,大迎角性能意味着飞机在较低的速度下能够保持比较好的机头指向能力。


虽然从宣传上看L-15是一架非常出色的飞机,但是细观该机还是有令人疑惑之处,该机的发展历程也并非一帆风顺。


首先,这架飞机令人奇怪的采取了双发布局。以洪度的K-8/教练8型飞机看,洪都并非不能搞单发飞机,按照L-15的尺寸和重量看,这架飞机采用单发会更简单,重量也更轻,而且发动机并不难找。那么,为什么L-15会像强-5一样采取了双发结构呢?其实从这架飞机在航展上的横空出世看,这架飞机已经运作了多年,而航展上洪都的工作人员也透露现在最关键的在于吸取资金。这里有一个背景需要提出:洪都飞机公司隶属于中航2集团,而中国大多数军机,尤其是战斗机都由中航一集团下属单位生产,比如成飞、沈飞等。因此,中航2集团在军机的研制上可能不会像中航1集团那样能够获得足够的资金,歼-7歼-8有了一大堆改型,而强-5却一直悄无声息,或许也有这方面的因素。因此,L-15很有可能原本是一种用来取代强-5的多用途轻型战斗机,但由于在发展上缺乏相应的支持,因此推出一种国际化的高级教练机,通过吸引资金来完成飞机的设计,然后再争取军方的订货。


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其次,从2003年北京航展上可以看到,此时的L-15气动外形已经与2001年的外形有了较大改变。原来的L-15模型上边条较为突出,垂尾位置比较靠前(类似F/A-18),这都是为了保证大迎角性能的设计;而2003年航展上的宣传画中,L-15的外形则几乎在所有地方都有了改变:机翼由从前的椭圆翼尖后掠翼变成了切尖翼尖、带锯齿的梯形机翼;边条线条变得较为流畅,类似于米格-29或者/F/A-18E/F;垂尾后移并改变形状,尾喷口处取消整流罩成为喷口裸露的构造;平尾形状略有改变并且固定于尾部梁上而非直接固定在机体上;此外机头也变得比较尖锐,而非过去的钝头设计。总的来说,改进后的L-15更像是类似韩国T-50“金鹰”那样的教练机/轻型战斗机。


这些改变到并不是说L-15在任务上有了什么改变,显然洪都在2001年到2003年这段时间里并没有闲着,这架飞机在技术设计上的进步是明显的。根据2集团在新闻发布会上透露,L-15将与俄罗斯雅克飞机公司在技术上合作,这的确是个令人感兴趣的话题。雅克将在多大程度上参与L-15工程?L-15是否会和雅克-130在国际上形成竞争?这一切都有待观察。可以肯定的是,雅克的参与将加快L-15的进程,他们在雅克130飞机上积累的经验将可以直接运用于L-15,这样L-15在2005年首飞将在技术上得到保证。现在的问题在于和雅克将是怎样的合作方式,可以预见L-15将同雅克-130飞机形成竞争,那么雅克公司是否有很大热情参与这个项目呢?所以,合作很可能就是洪都出资金、雅克出技术。但是这样一来问题就成了洪都是否有足够的资金了:如果能够尽早争取到订货,那么L-15的进度将能够保证;如果资金上出现了问题,那么这种飞机很有可能会一再跳票,形成“千呼万唤出不来”的局面。


画家笔下的L-15。我们可以清晰的发现,此时的L-15与雅克-130有了“鲜明”的血缘关系。


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山鹰vs.L-15:谁执牛角?


“山鹰”高教-9已经试飞,预计其定型试飞的周期将不会太长;L-15则在今年年底进入详细设计阶段,2005年将会首飞。如果进展顺利,这两种飞机都将能赶上中国空军/海军航空兵的大换装。那么,最终谁能成为军方的选择呢?


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从技术上说,L-15显然要高出一筹。高教-9仅仅是具备了第三代战斗机的一些性能特点,总体而言仍处于第二代飞机的技术标准。就训练而言,高教-9可能有几个不足之处。首先,高教-9飞机的大迎角性能不如L-15。由于高教-9基本沿用了歼教-7的机体,气动外形上也没有采用一些适合大迎角飞行的措施,加上没有安装电传操纵系统,因此高教-9的迎角限制将不会比歼-7高多少,而第三代战斗机的限制迎角一般为30度左右,这样一来高教-9在这方面就无法很好的模仿三代战斗机。其次,在操纵敏捷性、机动性方面高教-9不如L-15。L-15飞机采用了边条翼、翼身融合、电传操纵等技术,气动布局比较合理,因此具备比较好的敏捷性和机动性;而高教-9基本为细长体正常布局,相比歼-7飞机,双三角翼能够改善起降性能和盘旋性能,但依然距离第三代战斗机的飞行品质有较大差距。但由于高教-9继承了歼-7系列的一些特点,因此高教-9在加速性能和高速区域性能上将好于L-15。再次,从使用寿命、日常维护方面L-15也好于高教-9。由于L-15是全新设计,因此可以采用一些最新的设计观念,例如模块化设计、维修舱预留等技术,以次来达到维修方便的目的。而高教-9沿用歼教-7的机体,在这些方面落后较多。此外,高教-9目前安装的是涡喷-13发动机,而L-15将采用进口发动机。涡喷13的大修间隔和使用寿命都较短,由于教练机的使用频率高,这会使飞机的全寿命成本大大增加。


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目前,中航二集团已经购买了少量俄罗斯“联盟”公司的DV-2加力式涡扇发动机,用于L-15的研制工作。


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如果从长远方面考虑,这两种飞机都具备改装成多用途战斗机的潜力。高教-9飞机本身就与歼击机有这千丝万缕的联系,其高速性能和较大的推重比使其较容易具备空战能力和部分对地攻击能力;而L-15的身份本来就很可疑,就洪都而言,强-5的辉煌难以忘怀,使L-15成为一架出色的攻击机也在情理之中。相比而言,L-15的性能特点更适合于对地攻击,在空战方面则不具备能量优势,当然,新一代战斗机的性能非常出色,让教练机去充当战斗机是不现实的,就这一点而言,L-15成为作战飞机的市场前景比高教-9要明朗得多。


事实上从教练机的角度看,高教-9仅有的优势就在于价格。贵航的观点很明确,就是要压缩成本,因此在材料、电子上都是能省则省,这对于手头并不富裕的中国空军来说也确实具备吸引力。另外,毕竟高教-9比L-15早出来,时间上的优势也能让高教-9抢得一个先机。最后还有一个技术外的因素,那就是贵航公司多年来无新品打市场,如果高教-9发展不成功,则可能会被永远的挤出航空市场;而洪都公司在军品方面除了K-8等飞机外,还有不少导弹的项目在手。从衡量全局方面考虑,定购部分高教-9也是给贵航一个发展的机会。从军方的使用需求看,如果不考虑外购教练机,那么L-15自然是未来最适合的选择。但L-15的发展还受到多方面因素制约,因此军方在最后选择L-15前很有可能会订购一批高教-9,以缓解即将到来的训练资源危机;当L-15飞机成熟后,高教-9作为过渡产品的使命也将完成,到那个时候,如果高教-9能够借此契机发展出别的切合市场需求的衍生型号,那么未来很可能出现两种飞机并行存在、互补互助的局面。2005年8月25日,L15高教机综合航电系统试验顺利完成,它是L15高教机首飞前的关键性试验。该系统综合化程度高、规模大、要求高,这在洪都航空工业(集团)公司科研史上是第一次。负责试验的洪都集团飞机设计所经过35天精心调试和测试,于8月25日如期完成了第一次航电系统动态试验任务,综合航电系统试验的完成意义十分重大,它直接关系到L15电子系统的总装调试。高教机综合航电系统试验,是由十几个子系统的航空电子设备组成,共30多个试验项目,它将系统构建成一个有机网络,并通过试验检测,优化航电系统的操作控制界面,确保飞机在出动时全过程向飞行员提供安全、可靠、高效的交流任务。 7月20日,L15航电系统零部件的试验正式开始,36个日日夜夜,它的每一项试验都凝聚着科研人员的心血。8月25日,L15高教机综合航电系统试验完成,随即全部试验合格的航电系统零部件(含飞行仪器仪表)从试验现场转到飞机总装厂安装到L15高教机上。


2005年9月22日上午,中航二集团在北京召开新闻发布会,对外通报L-15高级教练机的进展情况。L-15在立项之初就引起了各界的广泛关注,8月14日L-15初装下架让人们充满了期待。在飞机的制造过程中,空军、海军的相关人员多次前往参观。据在新闻发布会上透露,L-15的基本型定价不超过1500万美元。从这一点可以看出,L-15对应其他高级教练机而言在价格上要便宜20%左右。除满足国内的需求外,主要面向传统国际市场,但也要拓展新的市场。L-15将在年内进行首飞,首飞选用斯洛伐克生产的无加力发动机。具体时间要等待02架静力试验机完成静力加载67%的试验后进行,初步预计在11月份进行。L-15采用三轴四余度无机械备份操作系统,这是我国第一种采用四余度电传系统的飞机。洪都飞机公司的主要宣传口号就是:高技术、低成本、高可靠性。


在新闻发布会后,笔者又通L-15的总师张弘进行了进一步的交谈。在交谈过程中,张弘介绍到:L-15的在设计采用了人性化设计,比如在驾驶舱内安装了空调系统等。L-15在研制之初就可以同时兼容两种发动机,分别是斯洛伐克和乌克兰生产的。如果列装中国军队,将采用乌克兰发动机的中国版(站长注释:这就是乌克兰AI225系列涡扇发动机的中国仿制生产版本——涡扇-11)。但考虑到中国航空发动机工业的现状,估计飞机的性能可能会大幅度的下降。K-8就是一个鲜活的例子,换装国产发动机后造成推力不足。L-15采用了先进的指尖拱形边条翼,这种边条翼可以提升较大的涡升力。主机身隔框采用钛合金制造,以保证飞机10000小时/30年的寿命。而三轴四余度无机械备份操作系统的软件,则为国内完成。虽然我们在关键技术和气动外形上和雅克设计局进行非常好的合作,但飞机是我们自己独立完成设计的。但由于我国的气动外形和风洞方面的限制,L-15的1:10模型仍在俄罗斯中央空气与流体力学研究院里的2.7米超声速风洞中进行试验。由于我国在玻璃成形技术上的突破,给L-15的前座舱提供了16度的下视角。机舱玻璃可以承受4千克的飞鸟以500千米时速的撞击。起落架经过强化设计,可以承受飞行学员的粗暴降落。L-15主要用于高级战术训练,可以和我国现役的最新作战飞机很好的衔接。同时使得训练时间减少2/3,并完成我军训练体制从三机二级向二机二级体制转变。


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