揭秘猎鹰:05架因发动机问题没有超音速能力

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导读:揭秘猎鹰:05架因发动机问题没有超音速能力


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名为L15“猎鹰”的国产高级教练机的第5架原型机6月8日在南昌进行了成功首飞。


在6月15日举行的法国巴黎航展上,L15“猎鹰”作为中国航空工业的代表作在中国展台的最显着位置展出。另外,中国航空工业代表团在巴黎航展上还将采取包括模拟机人机互动、模型静态展示等多种手段,着力宣传L15“猎鹰”。此外,“猎鹰”还将以实机参加今年11月在阿联酋迪拜的国际航展,并在展会上进行飞行表演。这对于一向很少在国际大展中展出实机的中国航空工业来说,可算得上是相当破例了。




不过,有分析就指出,L15“猎鹰”是完全按照超音速高级教练机设计的,但是由于发动机AI-222K-25F研制进度落后于L15,使得L15“猎鹰”还不具备超音速能力。


国际在线文章说,一提起“猎鹰”,国内军迷都不陌生,因为L15从研制伊始就高调地出现在媒体的镁光灯下。一个在研制中的飞机型号得到如此高调的宣传,这在中国军机制造史上除了中航工业成都飞机工业公司制造的歼10“猛龙”和FC-1“枭龙战斗机外,恐无人能出其右!


首先因为,这架超音速高级教练机最初是国防科工委以“外贸机型”立项研制的。作为外贸机,该机的使命就是走向世界打市场,所以国家在宣传报道方面就少了好多主战机型的禁忌。L15的身份决定了它必然成为公众瞩目的焦点。


该机的研制方洪都航空工业集团(中航工业集团的子公司),从一开始就对L15进行了大量宣传。从2002年的珠海航展开始,L15的模型就成为各个大小航展中国航空工业展台上必到的角色。


而2006年,L15第一架原型机的首飞,更是掀起了一个高潮。此后,航空工业一直将L15列为重点宣传对象,该机的后续每一架原型机上天,都邀请了包括央视在内的中央级媒体前往报道。


第二,该机的研制方“洪都航空”号称国内A股军工版块的一面旗帜。洪都是国内生产军用教练机的专业户,该集团生产的K8中级教练机海外销售情况良好,而洪都航空很想利用L15再续K8的辉煌,把L15作为吸引投资者眼球的“明星”。作为一家上市公司,洪都对L15的着力宣传,就不难理解了。同时由于洪都在A股上市的原因,L15“猎鹰”除了被国内广大军迷关注以外,也成了各大证券分析机构的分析师们所津津乐道的话题。


第三,L15“猎鹰”的先进设计理念还有漂亮外形,是深得军迷喜爱的重要因素。法国飞机设计大师达索有句名言“好看的飞机一定是好飞机。”飞机的外形和它的设计理念以及性能是紧密相关的。在平素看惯了机身如“飞行铅笔”一般细长的歼8等传统国产战机之后,外形前卫的L15一出现,就让广大国内军迷有了“久旱逢甘霖”的感觉。


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猎鹰05架试飞


“猎鹰”与现代化空军


儿子还是自家的好,即便从感情因素上讲,中国军迷也应该是国机的忠实拥趸,没有人比中国军迷更盼望一架性能优良外形前卫的国机横空出世。那么,“猎鹰”这款寄托了中国航空工业和普通军迷无限希望的高级教练机,能否如愿走向世界?如果“猎鹰”能够进入空军的战斗序列,将会带来哪些改变呢?


笔者一直认为,没有最好的飞机,只有最适合的飞机。“猎鹰”能否进入解放军空军服役,要看它是否能够满足军方的需要。


在空军中,高级教练机主要承担两方面的任务:其一、把刚刚学会驾驶飞机的飞行学员进一步训练成能够作战的“战斗员”。高级教练机必须兼具一定的作战能力,可以为飞行学员提供比如拦截、空中格斗、对地攻击等战术科目的训练。其二、在战斗部队中为飞行员提供伴随式训练。


航空界有句行话,叫“飞行,不飞不行。”由于飞行员必须持续不断地飞行才能保持飞行技术。所以即便在没有作战任务的时候,作战部队飞行员也要不停地进行各种简单或复杂科目的训练飞行。而第三代、第四代战斗机的飞行和维护成本都很高,为了降低成本并且使战斗机始终保持很好的应战状态。许多国家的空军,在战斗机部队中按一定比例配备高级教练机,尽量让飞行员使用高教机完成一些训练科目,以节省主战飞机宝贵的飞行小时数。


这样一来,空军对高教机的要求就远远超出了一般“驾驶培训”的范畴。空军希望,高教机一方面要有类似战斗机那样的性能,另一方面要价格便宜,结实耐用。这就是近年来世界各飞机制造商研制高教机时所面对的态势。

“猎鹰”对训练体制的改变


根据飞机生产方洪都集团在各次活动中的报道,L15猎鹰的最大特点如下:第一、超音速,而且飞机机动性能和飞行操纵感觉同第三代战斗机类似,使飞行员在L15上训练完后能直接上第三代战斗机。第二、一机多用,具备作战能力。既可以在大国空军中做高教机,伴随式教练机,也可以作为一些花不起大钱的发展中国家的主战机型。其作战性能应付一些低强度的边界冲突和反恐平暴任务也算足够。


先说L15做教练机使用。目前,空军的战斗机飞行员训练体制分成三级。一个飞行学员从招飞入伍到加入战斗部队,要经历飞行学院、训练基地和作战部队三级训练(在飞行学院还将经历预校和航校两个阶段)。在这三个阶段里,一个飞行学员成长成战斗机飞行员至少要飞到3种机型。


在航校先飞初教6螺旋桨初级教练机,这等于是完成从普通人到飞行员的变化。初教6飞下来,只能说是初步掌握了开飞机的技能,离具备作战能力还差得远。在初教6的训练完成后,飞行学员将接受中级教练机的训练,目前的中级教练机是教练-8型“雄鹰”(和初教6、L15同为洪都的产品,洪都可以说是生产教练机的专业户。)


在教练-8型中级教练机上,飞行学员要完成从低速螺旋桨飞机到高速喷气式飞机的过渡,还要进行各种战术科目的训练。而教练-8作为中级教练机也有它的优势,那就是起飞降落的速度慢。这让飞惯了慢速螺旋桨教练机的学员,能够比较迅速地适应喷气机的驾驶。


在教练-8上完成训练的学员,就可以从飞行学院毕业,进入训练基地,驾驶超音速战斗教练机,学习高速战斗机的飞行技术和战斗技能。但目前的战斗教练机的最大飞行速度和起降速度,都比教练-8要大得多。在亚音速的教练-8上毕业的学员,要一下跨越到超音速的战斗教练机,难度较大。


另一方面,现有的战斗教练机是基于二代战机设计制造的,它的航空电子设备、火控系统、飞行控制系统都和歼10、歼11等第三代战斗机有很大的差距。新飞行员在训练基地出来后,无法直接驾驭第三代战机。还需要在二代战机部队飞行一段时间,待成为老资格飞行员后,才有接收选拔驾驶第三代战斗机的机会。这种情形,必然影响到部队迅速换装三代战机,形成新的战斗力。


如果能有一种教练机,它的飞行速度和起降速度衔接教练-8与三代战斗机,最大飞行速度达到超音速,并且其航电武器火控系统与三代机一致,它就可以使飞行学院毕业的飞行员,在掌握高速战机驾驶技能的同时,也获得操纵三代战机复杂航电系统的经验,让新的飞行员也可以直上三代战斗机。这对空军实力的快速提升,大有裨益。这就是研制L15“猎鹰”的第一个目的。


另外,作战部队为了实现以老带新和对飞行员进行日常飞行技术保持,都按照比例配备一定数量的与三代战斗机同型的双座战斗教练机。这些双座的三代战机,本身具备与单座机相同的作战能力,而且价格昂贵、维护使用费用高昂。用这些双座三代战机对飞行员进行日常训练显得很不划算。


如果能以一种价格低廉、使用成本也较低,但性能接近第三代战机的教练机来进行飞行员的日常训练,则显得很实惠。这是L15“猎鹰”研制的第二个目的。

甘蔗何以两头甜?


俗话说,甘蔗没有两头甜。各国空军都在为如何获得高性价比的飞机而挠头。高性能的飞机,价格都比较昂贵。而价格低廉的飞机,性能又差强人意。而L15“猎鹰”所标榜的,正是高性能加低价格。


超音、三代机类似的机动飞行性能、三代机标准的航电设备、起降速度衔接中教机、使用维护费用低廉;L15几乎把优点全都占全了。


首先,由于L15的起飞重量和外形尺寸较小,所以配装较小推力的发动机就可以使其获得较快的速度和不错的机动性。同时,小型发动机也使得该机的燃油消耗量比真正的战斗机要小许多。可以说,“身轻如燕”是决定了L15使用成本低廉的第一个因素。


L15“猎鹰”是完全按照超音速高级教练机设计的。其超音的动力来源,是两台带加力的涡轮风扇发动机。该机选定的发动机是,乌克兰伊夫琴科-进步设计局的AI-222K-25F,最大加力推力为41.16千牛。该发动机是AI-222K的加力版本,是专门为配装L15而研制的。该发动机的不加力版本,是著名的AI-222K,装备于捷克L39,中国教练8等主流喷气教练机上。可以说是一种,比较可靠的教练机用小推力发动机。


但由于AI-222K-25F发动机研制进度落后于L15,因此导致L15的01架原型机没有加力发动机可用,装了两台乌克兰扎波罗日“进步”机械制造设计局设计,斯洛伐克生产的DV-2X涡扇发动机。因此,01架的L15不具备超音速能力。


后来计划在L15的03架原型机上采用带加力的AI-222K-25F,但还是因为发动机研制进度拖期,03架L15虽然将后机身加长,做好了装用AI-222K-25F的准备,但无奈仍然装备不加力发动机,仍然不具备超音速能力。


对此,飞机研制方索性来了个将计就计。把原本完全按照超音速设计的L15,分成了AJT(高级教练)和LIFT(战斗入门训练)两种版本。AJT(高级教练)版本的发动机不带加力的,将作为高级训练和部分战斗科目训练用;而LIFT(战斗入门训练)版本,将配备带加力的发动机,具备超音速飞行能力,可作为轻型作战飞机“一机多用”,也可对飞行员进行战术科目的训练。

目前,01、03、05架L15都是AJT(高级教练)版本的飞机。相信随着AI-222K-25F发动机的最终交付,军迷将会看到L15“猎鹰”LIFT(战斗入门训练)版本的一飞冲天。


第二,L15采用了第三代战斗机设计中经典的中等后掠角梯形机翼、翼身融合加前机身拱形边条设计。这一设计的优点是飞机大迎角飞行性能好,飞机盘旋性能好(无论持续盘旋性能如何,因为那还取决于发动机的强劲推力,但首先暂态盘旋性能好是无疑的。),这一点在08年11月的珠海航展飞行表演中,就已经得到了广大军迷和观察家的认可。


可以说,优异的气动外形设计,是L15获得和“第三代战机相类似”的飞行性能的关键,我个人认为其决定意义不亚于对发动机型号的选择。因为抛开国际政治因素不论,目前市面上可供选择的发动机有多种,L15作为一种主打外销的机型,选择进口发动机也不是不可以。国产K8中级教练机在国际市场上的成功,一个重要的因素就是装备了性能优异的美制发动机,可见教练机所受到的技术封锁,没有战斗机那样的主战机型严重,教练机的出口活动中,商业性更强一些。


但要设计出优异的飞机气动外形,是别人想帮也帮不上的,L15“猎鹰”的问世,也从一个侧面反映出中国航空工业对先进战机气动外形的设计能力进入到了一个相当成熟的阶段。


第三,国内自主研发的、先进的电传操纵系统。L15之所以能够成为第三乃至第四代战斗机的高教机,一个重要的因素就是其操控性和敏捷性,接近第三代战机。要做到这一点,非采用由电脑控制的电传操纵系统不可。由于有了飞控电脑的参与控制,设计师在设计飞机的时候,可以大大放宽对飞机稳定性的要求。


众所周知,任何运动物体,无论是汽车,还是飞机、轮船,一般都需要设计成具有运动稳定性的,这样物体才可以按照既定的方向和状态运行,即便受到气流的扰动,也会很快回复到原状态。就像小汽车的前轮具有自动回中功能一样(这就是车辆稳定性的体现,飞机也类似)。理论上讲,不稳定的物体,是很难驾驭甚至驾驭不了的。就好比一辆小车的前轮和方向盘如果不具备自动回中功能,驾驶这样的车以100公里的时速在高速路上宾士,谁有这个胆量?


可第三代战机为了追求瞬间改变飞行状态的敏捷性,偏偏要设计成不稳定的,说白了就好比是一辆前轮不会自动回中的小轿车,很不稳定,但很敏捷。凭人力是无法驾御这样的飞机的,所以才有了飞控电脑和电传操纵系统的用武之地。


电脑可以帮助飞行员补偿飞机固有的稳定性不足,随时抑制飞机的不稳定现象。而当飞行员要做出快速的机动时,电脑控制的飞机则可以做出比老式二代战机更快的反应。


有了电脑的辅助,飞行员还可以作到无顾虑地驾驶飞机,驾驶传统飞机中所极力避免的比如迎角过大和超出过载限制等问题,在驾驶L15这样的第三代电传飞机时都不会出现,因为即便飞行员作出有可能使飞机陷入麻烦的粗猛操作,电脑也会自动将这些操作指令处理掉,而不会“不假思考”地一味服从。


L15所具有的国内自主开发的电传操纵系统,也可以说是中国航空工业紧密追踪世界航空技术前沿的成果。早在上个世纪90年代,中国就试飞了“变稳1”(BW-1)等初步具备电传操纵技术的试验机。近年来我国在飞机先进气动布局、飞行控制技术和航空电子技术取得了飞跃式的发展,这一成果可以说是厚积薄发,歼10“猛龙”、FC-1“枭龙”、L15“猎鹰”的集中问世,正印证了这一点。


可以说,L15“猎鹰”的成功不是个案,而是整个中国航空工业经过几十年积累后,上台阶的一个缩影。由于依托了中国航空工业这个大平台,L15的研制者得以分享到全行业的各种资源,可以说无形中分摊了很多成本。因此,中国推出一款价格低廉而性能优良的高教机,就不奇怪了。


最后需要指出的是,L15虽然号称性能和操纵感觉与第三代机接近,但接近永远是接近,与达到是不一样的。虽然超音,但仅1.4的最大飞行马赫数在作战中是无法与真正的三代机想匹敌的。小机体、小发动机的搭配,也无法使L15具备歼10、歼11那样的持续机动能力,如果假设把双方放在一起格斗,L15也许在第一圈盘旋中能够幸存,但绝撑不过3分钟。小巧的机体同样也限制了燃油和武器的装载,这决定了L15在作战效能上,与三代战机无法同日而语。


“像三代战斗机”和“是三代战斗机”,永远不是同一个概念。

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