仔细看中国的L-15

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导读:北京航展在京召开L-15高级教练机研制新闻发布会。至11月底,从洪都公司的得到的消息表明01号L-15原型机已经于11月完成了燃油试验、静力试验、操纵试验、综合航电试验、全机共振试验等多项试验,并进行了多次地面滑行试验,即将于12月进行首飞。在这架漂亮的喷气机即将展翅之际,我们来回顾L-15飞机的研制历程并对其前景背景作一些展望和分析。L-15“飞狮”概况            L-15飞机最早于2001年北京航展露面。最初的L-15飞机为上单翼、双发单垂尾正常布局,给人的最初印象就是新潮、漂亮。中

北京航展在京召开L-15高级教练机研制新闻发布会。至11月底,从洪都公司的得到的消息表明01号L-15原型机已经于11月完成了燃油试验、静力试验、操纵试验、综合航电试验、全机共振试验等多项试验,并进行了多次地面滑行试验,即将于12月进行首飞。在这架漂亮的喷气机即将展翅之际,我们来回顾L-15飞机的研制历程并对其前景背景作一些展望和分析。L-15“飞狮”概况




L-15飞机最早于2001年北京航展露面。最初的L-15飞机为上单翼、双发单垂尾正常布局,给人的最初印象就是新潮、漂亮。中国研制的飞机在气动外形上一般落后于航空技术发达国家,而L-15采用了翼身融合、大边条等技术,看上去显得流畅而有特点。L-15飞机的指标比较高,作为一架教练机而言,采取带加力的双发方案和1.4M的最高速度,确实显得有些不同寻常。2001年亮相北京航展的L-15模型,这是L-15的第一次曝光。



到了2003年北京航展的时候,L-15飞机再次亮相。这时的L-15外形有了较大的改变,但性能数据基本未变,依然是突出大迎角性能、短距起降性能和具备超音速飞行能力。同01年的模型相比,新L-15飞机在机翼、机头、垂尾、进气道等部位均有所改进。老L-15的机头类似于K-8,为圆钝的机头整流罩,垂尾前置以保证大迎角时依然有方向控制能力,机翼为简单的带前缘襟翼的后掠翼;而新L-15则采用了类似YAK-130、MAKO等飞机的尖机鼻、棱锥形机头(此种外形设计始于F-22战斗机,对隐性和提高升阻比有好处),正常布置的垂尾和带前缘襟翼、锯齿、翼尖挂弹的新机翼。根据中航2集团和洪都公司的工作人员介绍,此时的L-15外形应当是比较接近于实际飞机的最终外形,这也是2年来不断修改设计的成果。L-15飞机将采用2台带加力的斯洛伐克DV-2或者乌克兰AI-222涡轮风扇发动机。当年年底L-15飞机进入详细设计阶段。次年珠海航展上洪都公司展出了L-15飞机的1:1样机模型,此时该机已经进入到原型机制造阶段,同时洪都公司和中航2集团宣布将该机命名为“飞狮”。2005年北京航展上我们得到确切消息,L-15飞机将于今年内首飞。用于首飞的01号机已经于9月30日总装完毕,安装2台无加力的DV-2发动机,01号机不具备超音速飞行的能力;03号原型机为全状态飞机,将安装2台带加力的DV-2发动机,实现超音速飞行。同时,用于静力试验(主要用于检测飞机的强度,不用于飞行)的02号机也正在组装,并将在01号机首飞前完成60%的静力试验。总体评价




总体而言,洪都公司对L-15飞机的定位是:低成本、高技术的多用途平台。这看上去似乎有些矛盾,但实际上这正是国际先进战斗机的发展趋势,即低成本并不意味着低技术。




1、买得起的高技术




美国空军从发展F-16战斗机开始就秉承了这一原则,F-16战斗机采用了电传操纵、翼身融合+边条技术、高推重比发动机等一系列先进技术,其气动设计的技术层面比高档战斗机F-15更加优秀。但是F-16确实是一种廉价而又高效的战斗机,它不但成为美国空军在战后装备最多的轻型战斗机,而且在国际市场上击败了性能不错的F-20“虎鲨”成为新一代的军援出口战斗机。美国的F-16体现的是廉价、高效与先进技术三者的统一,L-15也是根据这一原则来设计的。



一架技术先进、设计优良的飞机将会更加强-调设计的合理性和良好的维护性,例如L-15飞机采用整体铸造的机身框架,虽然因为工艺复杂而增加了生产成本,但对比普通的焊接、铆接工艺生产出来的框架,其重量更轻、强-度更大、发生故障的几率更低,这不但提高了飞机的性能,也降低了因对其维护而产生的费用。从这个角度看,采购价便宜的飞机其使用费用并不一定也便宜,而一架全寿命费用低廉的廉价飞机可能会具备相当先进的技术。同样,对比F/A-22和F-35战斗机,我们也可以发现,F-35在很多技术上甚至优于F/A-22,但是它的成本要低得多,并因此而将成为新一代的F-16。随着技术的发展,战斗机的成本越来越高,“能否买得起”越来越成为决定一架飞机命运的主要因素,当然,这里的买得起还要包括用得起。在这种趋势下,“按成本设计”逐渐成为一种被认可的飞机设计方法。L-15正是一架“按全寿命费用设计”的高技术廉价飞机。根据洪都公司的介绍,L-15飞机的结构寿命长达10000飞行小时,这在国产已知歼-、强-类飞机中绝无仅有,在教练机中也属首创;L-15飞机在设计过程中在结构上采取了高标准的原则,结构设计采用先进的损伤容限和优化设计,保证了飞机的安全性和战场生存能力;在加工上也采取了一系列先进技术,例如先进的钣金成型、大型部件整体成型、在某些部位采取钛合金整体框架等。这样虽然提高了飞机的生产成本,但从整个寿命的使用来看,L-15飞机将是维护费用低廉、寿命较长的飞机。因此,大家不必惊讶于L-15飞机1500万美元的价格,该机的设计总师张弘在谈论到中国空军未来的选择时曾经说:“我们相信空军会挑选效费比最高的飞机。”言下之意,L-15的省钱是体现在使用中的。L-15最后确定的宣传外形。



在这里我们需要强-调一个概念:全寿命使用费用。通常来说,一架战斗机的采购价格只是在其几十年的使用寿命中所花费所有费用中的一小部分,更多的费用产生于使用中的维护、修理等工作。过去中国由于技术限制,在设计飞机的时候很少考虑以后的成本,只是考虑“将其造出来”。




2、多用途平台




L-15飞机具备一些超乎寻常的性能和功能,例如M1.4的最高速度、高达1.2的最大推重比、三轴四余度电传操纵系统、开放式数据总线综合航电系统等。这曾经让很多人感到不解。即便是一些战斗机也不具备这些能力(例如新研制的“枭龙”战斗机就不具备如此先进的电传操纵系统),而L-15作为一架教练机,为何在功能上如此奢侈呢?这无疑会增加生产成本和研制周期,对于尽快开创市场并无益处。




04年珠海航展期间就有人提出了一种架设:如果L-15放弃超音速性能而采用无加力的发动机、甚至采用单发方案,那么对于降低结构复杂性、减少成本和保证进度都有明显的好处,为何要把一架教练机搞得那么复杂呢?不过当时洪都方面对此并未做出清晰的回答,根据张弘总设计师的描述,L-15飞机从一开始就决定采取双发超音速方案,这一点我们从2001年L-15首次亮相时公开的技术指标也能印证。因此形成了一个疑问:是洪都自己确定了这个方案还是潜在客户提出的要求?后者的可能性并不大:第一,这架飞机还未获得国外订单;第二,按照惯例,中国军方敲定的项目是无需在航展上大肆宣传的。那么,前者的可能性就大大增加了。问题在于:洪都为什么要这么做?




合理的推测是:L-15飞机将是一种涵盖高级教练机、轻型战斗机、轻型攻击机等多机种的多用途平台,考虑到其双发的布局,甚至可以当作航空母舰上的舰载教练机/攻击机使用。




事实上在洪都公司的新闻发布会中也强-调了“平台”的概念。在这里我们需要强-调一下洪都公司的背景:洪都公司一直是中国教练机和攻击机的主要生产基地,教练机产品包括初教-5、初教-6、K-8、教-8(K-8飞机的中国自用型);攻击机有著名的强-5各型。目前在初级教练机方面初教-6基本可以满足要求,教练8飞机则无法满足中国海空军现装备第三代战斗机的换装训练要求(随着第三代战斗机的不断服役,这一需求愈加凸显),而大量强-5飞机则开始进入寿命的最后阶段。




高级教练机的需求毫无疑问是最明显最迫切的需求




L-15飞机设备先进,数字式电传系统使其具备了较为完整的模拟第三代战斗机飞行特性的能力(如起降性能、操纵感觉等,并可通过变稳技术模拟不同型号的三代战斗机),其良好的座舱设备甚至使飞机能够满足第四代战斗机的训练改装要求。由于现代空战更多会在超音速范围内进行,因此超音速飞行的训练也逐渐成为高级教练机的性能需求之一,这或许也是L-15坚持超音速性能的原因之一。从另一个角度看,韩国的T-50和欧洲的MAKO都有可能成为L-15在国际上的竞争对手,而这两种飞机都是超音速飞机,因此L-15飞机具备超音速性能也是商业竞争的需要。韩国T-50“金雕”高级教练机,与我国L-15属于同类型同档次的产品。也是未来的竞争对手。



强-5退役后留下的空白则可能是洪都公司的另一个目的




从现代爆发的一些战争看,虽然强-击机作为一个独立机种而存在的必要性在降低,但是对地攻击的重要性却在增加。现代联合作战对近距离空中支援、战场遮断等战术空袭的需求增加,最明显的例子就是伊拉克战争中,正是得益于高效的空中支援,美国地面部队才能够实施成功的“不接触作战”。从美国来看这种任务由空军所有具备对地攻击能力的飞机来担任,主角则是A-10攻击机F-16战斗机(需要指出的是美国空军现在更多地将F-16作为攻击机来使用,因为F-15足以保证他们的制空权)。而中国空军(和海军航空兵)显然不具备这种实力,大部分第三代战斗机将主要用于空中作战和对重要目标的精确打击。此时强-5飞机退役留下的空白就显得急需填补了。我国数量众多的强-5面临技术落后和后继无人的窘境,这可能也是L-15的一个设计任务。



强-5飞机是一种低空性能优秀、突防能力突出的攻击机,其特点是能超音速飞行。L-15在保留了强-5大部分特点的同时,性能远比强-5更出色,用于取代强-5问题不大。




第三种可能性就是轻型战斗机




我们可以从展出的模型上看到,L-15飞机可在翼尖携带PL-8型格斗空空导弹。我们知道PL-8导弹的重量大于PL-5、响尾蛇、魔术等常见的空空导弹,L-15能在翼尖挟带PL-8,足见其机翼强度够大,负载能力也不容小视。假设将L-15飞机改成单座构型,那么经过减重减阻的L-15飞机配以良好的气动外形和高达1.2的最大推重比,可能会具备较好的近距离空战性能,这对于一些小国来说颇具诱惑力。当然,L-15飞机的气动特点不适合超音速飞行,因此在超视距空战和全空域争夺制空权的战斗中并无优势,这也不是它所强调的。




需要指出的是,轻型战斗机和攻击机实际上可在一个机体上实现,二者是一回事,仅在电子设备上要求有所不同。




此外,还有更多的侦察机、舰载教练机等方案,是值得我们可以发挥想象力去想象的。但对洪都而言,我们可以认为现在最关键问题的在于:L-15首先要成为一种成功的教练机,否则一切想象都是空想。




洪都精神能否创造“飞狮”辉煌?




在中国军机的研制方面,洪都公司是个值得书写一笔的企业。洪都公司地处江西南昌,其历史可以追溯到民国时期中国最早的一批航空企业。新中国成立后在南昌旧飞机工厂的基础上成立了洪都飞机公司(或者叫南昌飞机厂),隶属于七机部(主管航空航天)。此后洪都先后制造了初教-5、初教-6等教练机以及上游、海鹰系列反舰导弹,初步成为我国教练机和反舰导弹的生产基地。




值得称赞的是,多年来洪都公司秉承一种强调独立自主的洪都精神,在中国航空史上不断刻下性格鲜明的痕迹:独立研制完成了世界上最轻最小的喷气式战斗机歼-12,在文革中顶住压力最终搞出了强-5,在可能缺乏空军订货的情况下瞄准国际市场,成功推出K-8系列教练机,成为国际舞台上中国航空的象征……洪都公司在种种不利的情况下设计了K-8高级教练机,并获得了巨大成功。而L-15是否可以再创辉煌呢?



当我们把目光投向L-15,会发现洪都再次面临一场赌局:市场前景不明朗、大胆采用了前卫的方案、原型机上天后后继飞机还需要技术攻关……




那么,洪都公司在多种场合所宣称的“洪都精神”是否能促成L-15明天的辉煌呢?抛去精神因素,我们可以从市场和技术两个角度着眼来看看L-15的定位。




从洪都公司得知,L-15计划最早始于1998年。从这个时间来看,洪都公司可谓“早有所图”。我们有充足的理由相信洪都公司对国内用户(海空军、各航校)和国际用户(巴基斯坦、埃及、斯里兰卡等K-8飞机用户)有充分的了解,那么从98年至今洪都公司应该已经完成了全面的市场调研和预测工作,想必双发、超音速的技术方案就应该出自潜在的市场需求。面对国内大量三代战机服役而配套教练飞机不足的问题,成飞更早的推出了高教-9。但是高教-9技术基础依然是二代的歼-7战斗机,恐怕不能胜任这一重任。L-15则完全立足于三代战机的特点,所以优势更大。



从用户的角度看,中国海空军已经迎来三代作战飞机的换装高潮。以歼-10、歼-11飞机为主要代表的新一代作战飞机,其特点是飞行性能好,采用了数字电传技术。但目前我军所用的教练机体系(初教-6、歼教-6/歼教-7)无法为这些三代机提供合适的飞行员,飞行员必须在三代战斗机的双座型上消耗大量的飞行时数以完成最后的训练,这是一种浪费的做法。先期试飞的贵航高教-9飞机从性能上也无法全部满足三代飞机的培训要求,因此,在不久的将来装备一种廉价的、能够满足航院-部队训练基地培训三代机飞行员的高级教练机已是势在必行,这是国内需求;国际上来看,目前K-8的用户还没有换飞机的需求,但在可预计的时间内,早期的K-8都将要准备挑选换代机种,而这个时间应该是L-15能够实现大批量生产的时间;此外,虽然现在战斗机市场基本为美、俄所垄断,但大多数国家将会更需要一些廉价的、可执行多种任务的轻型战斗机,这些是国外需求。我们可以看到,L-15飞机具备相当的灵活性和技术的前瞻性以满足来自国内外的需求。如果我们能把“洪都精神”理解为一种远见的话,那么洪都过去的历史证明“洪都精神”确实有其合理的一面。




不出意外的话,L-15飞机将会在高教-9飞机完成了过渡使命后先肩负起中国教练机的换代任务,然后在国际上闯荡出一番天下。




既然写在首飞之前,那么,最后我们祝愿L-15“飞狮”首飞成功,日后能一飞冲天。

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