从外军新一代教练机发展谈教-8飞机的改进

空军第十三飞行学院 石怀林，武卫兵

教练机的发展与部队编制体制改革和航空武器装备发展密切相关。20世纪80年代末至90年代初，随着世界新军事变革的深入发展，部队编制体制改革与航空武器装备更新速度加快，有力地促进了教练机发展的步伐。一些新研制的教练机以及通过改进、改型性能获得很大提升的教练机纷纷精彩亮相，其中高教机的发展尤为引人注目。

1 外军新一代高教机发展的基本特点

在世界各国飞行训练体制中，高教机具有承上启下、承前启后的作用，其性能如何，对培养高素质的飞行学员举足轻重。因此，发展性能先进、价格适宜的新一代高教机一直为外军所青睐。

1．1 高教机的“代”

长期以来，为了区分战斗机的技术性能特点与出现的年代顺序，人们对战斗机采用了划“代”的方法。但对教练机如何进行划代，目前尚未有权威认定。由于座舱内航空电子设备水平在一定程度上基本可反映该机的水平，据此，有人认为，可以根据教练机座舱环境布局以及航空电子设备及其显示和控制系统水平，高教机一般可划分为三代。

1．1．1 第一代高教机

主要采用无线电导航系统、大气数据计算机、姿态航向参考系统、光学瞄准具和机电仪表等传统的航空电子设备。如美国的T-38A和捷克的L-39等。

1．1．2 第二代高教机

主要采用平视显示器和下视多功能显示器等电子显示器以及火控计算机或任务计算机，构成平视显示器武器瞄准系统，具有电子化、数字化、综合化的雏形。如法、德联合研制的“阿尔发喷气”E和捷克的L-59等。

1．1．3 第三代高教机

主要采用先进的平视显示器、2-3个多功能显示器（甚至彩色液晶多功能显示器）、惯性导航系统（甚至嵌入GPS/激光陀螺惯性导航系统）、“双杆操纵”和任务计算机，并且由MIL-STD-1553总线连成一个数字式——综合航空电子系统，实现了电子化、数字化、综合化甚至开放式结构。如美国的T-45C和捷克的L-159。

高教机从第一代发展到第三代，其航空电子设备的发展主要经历了由机电到电子、由模拟到数字、由分立到综合、由封闭式结构到开放式结构的发展过程。

1．2 对新一代高教机发展的基本要求

本文将新研制的（俄罗斯的雅克-130、韩国的T/A-50“金鹰”等）或者通过对原有高教机进行改进改型后 （美国的T-45C等）具有三代以上水平的高教机，统称之为新一代高教机。目前，对新一代高教机发展的要求主要表现在以下两个方面：

1．2．1 经济适宜性要好

从经济方面来讲，在飞行院校训练阶段，高教机的价格及其训练使用费用最高。因此，根据本国作战飞机装备的具体情况，合理选择技术性能以降低费用，使之具有经济适宜的价格，是新一代高教机发展需重点考虑的问题之一。

1．2．2 战术技术要佳

从战术技术方面来讲，高教机处于飞行院校初级训练阶段和航空兵训练基地训练阶段之间，主要用于提高飞行驾驶技术，并进行复杂气象、机载武器和基本战术等专门训练。因此，外军普遍要求它能够与其前面的初级教练机以及在其之后使用的教练机之间进行很好地衔接。

在飞行性能上，要使飞行学员能够很好地体验近、跨音速飞行操稳性，具有良好的机动性和通用性，能模拟各种型号战斗机和攻击机的战术动作、起降和飞行品质以及武器的操控；在座舱布局、机载设备、操纵特性和武器投射控制等方面要与先进战斗机接近，尽可能采用先进座舱和显示系统。这样，飞行学员从飞行学院毕业后，只要在部队战斗机的同型教练机上进行短期带教，就能够独立承担战斗值班任务。

此外，由于高教机主要用于飞行学员训练，因此，还需要具有比较高的安全性和可靠性。

1．3 外军新一代高教机发展的基本特点

概括起来，其基本特点主要有以下几个方面。

1．3．1 一机多用

从设计之初就将一机多用、一机多型或模块式设计作为满足不同用户需求的重要技术指标，是新一代高教机的一个显著特点。俄罗斯的雅克-130、韩国的T/A-50“金鹰”、法、德两国合作研制的“阿尔法喷气”、意大利的MB.339以及捷克的L-159等，就是平时可作为高教机，战时可作为攻击机或近距空中支援飞机使用的新一代高教机。

1．3．2 飞行操纵控制系统性能好

新一代高教机普遍采用数字电传飞行控制系统，可通过调整程序来模拟不同作战飞机的飞行性能和操纵品质。如雅克-130就采用了四余度电传操纵系统，最大飞行迎角高达35度。T/A-50则采用了三余度数字式电传操纵系统，升降副翼、全动平尾和方向舵均由电传系统控制。

一般情况下新一代高教机并不专门研制新的发动机，而是普遍选用现有成熟的发动机加以改进使用。如雅克-130的动力装置就使用了2台L-59教练机使用的DV-2发动机的改型——RD-35涡扇发动机，并采用全权限数字式发动机控制系统（FADEC）对其进行控制。

1．3．3 座舱布局与新型作战飞机相仿

从座舱布局来看，新一代高教机普遍采用“玻璃座舱”，亦有资料称之为“数字座舱”。

所谓“玻璃座舱”，是指飞机仪表板主要由各种显示器的玻璃显示面板组成的座舱，传统飞行仪表在“玻璃座舱”中只起备份和应急作用。由于“玻璃座舱”可以使飞行员更加合理地分配注意力，大大减轻了飞行员的工作强度，现在已成为新型作战飞机与新一代高教机的发展方向。如T-50与雅克-130均采用了类似于F-16C/D的“一平二下”的座舱布局。T-50的前舱仪表板正中上方为平显，仪表板的左、右方各有一多功能显示器，仪表板中央则为传统机电式飞行仪表。雅克-130的前舱仪表板正中上方为平显，仪表板左、右各有一个彩色液晶多功能显示器，传统机电飞行仪表则在仪表板的中下方。而美空军现在高教机训练阶段使用的T-38C，是1961年装备部队使用的T-38A的改型，其也采用了“一平一下”的座舱布局。在仪表板正中上方是平显，作为主飞行显示器显示飞行、导航和武器瞄准信息。仪表板中央则为下视多功能显示器，该显示器也能够用传统的“T”型飞行仪表显示方式显示全部飞行和导航信息。有资料指出，T-38C的这种座舱布局可以在传统座舱与“玻璃座舱”之间起到承上启下的作用。而美海军现正在使用的T-45C，是20世纪90年代初装备部队的T-45A的改型，也采用了“一平二下”的“玻璃座舱”布局。

1．3．4 机载设备尤其是航空电子设备性能先进

新一代教练机的“新”，在很大程度上体现在机载设备上。机载设备尤其是航空电子设备和新型作战飞机的发展水平相适应，是外军发展新一代教练机的重要指导思想。就航空电子设备而言，要在训练中起到初教机和现代战斗机之间承前启后的桥梁作用，高教机通常需要在兼有初教机的基本飞行航空电子设备的基础上安装现代战斗机使用的主要任务航空电子设备。为此，新一代高教机普遍采用了已经在现代战斗机上大量使用的先进数字式综合航空电子系统，以满足飞行学员高教飞行、导航驾驶技术以及空空和空地作战及其战术训练的需要：包括MILSTD-1553B多路传输数据总线系统结构、任务计算机、电子显示器、GPS/惯性导航系统以及战斗机/攻击机相应的任务航空电子设备。其中电子显示器的发展最快、最迅速，有的甚至还采用了头盔显示器。为了使飞行操控更加贴近新一代作战飞机，新一代高教机普遍安装了 “手不离杆操纵”（Hand on Throttle and Stick HOTAS）系统。飞行控制、空中导航、空地航炮/火箭弹/炸弹、空空航炮/导弹工作状态等，都可以通过手不离驾驶杆与油门杆来进行操控。L-159的HOTAS就采用中央驾驶杆和左侧油门杆的方式。

1．3．5 机载武器与瞄准系统能较好地适应飞行学员飞行训练需要

为满足飞行学员信息化条件下空空/地作战训练需要，新一代高教机普遍装备先进机载火控系统、外挂物管理系统以及航炮、航箭、炸弹、空空/地导弹等机载武器。如英国宇航公司研制的“鹰”100装备有导航和武器瞄准系统，该系统通过MIL-STD-1553B数据总线可以将包括平视显示器/武器瞄准计算机、前/后座舱多功能显示器、HOTAS、惯性平台、前视红外探测器、激光测距器、外挂管理系统和数据传送系统等有机连接起来，形成一个具有较强攻击能力的瞄准攻击系统。雅克-130亦可通过MIL-STD-1553B数据总线将任务数据输入系统、武器瞄准计算机/武器控制系统、活动目标/制导指令/武器准备/战术情况仿真系统、箔条弹/曳光弹投放器、雷达警告接收机和有源电子对抗等连接起来，使用航炮、航箭、炸弹、红外空空导弹等武器，开展空战训练、对地面目标攻击训练，以及使用电子对抗设备进行抗有源干扰和无源干扰训练等。

2 关于教-8飞机改进的基本构想

教-8是我国自制研制的一种高教机，20世纪90年代装备部队。由于教-8具有座舱人机环境好、机载设备性能有所提高、机载武器种类较多、飞机续航时间较长等显著特点，对提高飞行训练效率发挥了十分重要的作用。但是与外军新一代教练机相比，还存在一些较为明显的不足。

2．1 教-8飞机存在的主要不足

概括来讲，教-8主要存在以下几个方面的不足：

2．1．1 不能进行超音速飞行

教-8是一种亚音速高教机，安装有涡扇-11或ΛИ-25ТЛК发动机，其最大飞行速度在800km/h以内，难以很好地满足高教机应当使飞行学员能够体验近、跨音速飞行操稳性的技术要求。

2．1．2 机载设备与新机差距较大

教-8虽然安装有无线电导航系统、大气数据计算机、姿态航向系统和机电仪表等传统的航空电子设备，但如果从“代”的角度来讲，它只能属第一代高教机，座舱布局与机载设备性能远不能达到与新机尽可能接近的要求。

2．1．3 机载武器缺少制导弹药、机载火控系统性能较为落后

教-8机载武器主要是传统的航炮、航箭和普通航空炸弹，未安装空空导弹、空地导弹或精确制导炸弹。机载火控系统使用的是传统的光学瞄准具。该瞄准具虽经过改进，性能较其他光学瞄准具有所提高，可以采用航炮前置、航炮热点、航炮对地、航箭对地以及轰炸等5种方式进行瞄准攻击，但从本质上来讲，它也还是属第一代高教机的范畴。

2．2 关于教-8飞机改进的基本构想

教-8改进是一项系统工程，必须统筹考虑。

2．2．1 经济可行

任何一种飞机的改进和改型，经济性都是首先需要考虑的问题。教-8最大飞行速度小，不利于飞行学员体验近、跨音速飞机操控特性，若能增加其最大飞行速度当然最为理想。但是从经济方面考虑，若要增加教-8的飞行速度，就需要更换推力更大的发动机，并对机体外形进行改进。这样，改进所需的费用就会很大，时间很长。参照新一代高教机发展的成功经验，我们认为，现阶段，可不必对教-8的发动机及机体进行改进，但可以考虑采用多余度电传操纵系统和全权限数字式发动机控制系统等，对飞机飞行品质进行更好的控制。

2．2．2 着重对座舱环境布局及机载设备进行改进

机载设备尤其是航空电子设备性能日益先进，是当前新机发展的一个显著特色。对于新机来讲，它的座舱环境、机载设备尤其是航空电子设备与第三代高教机基本相当或者有过之。这样，一方面，由于诸多航空高技术的使用，使得飞机的操纵变得相对简单、容易起来；另一方面，机载设备的使用则由于设备性能的提升而日益复杂。如美空军表示，如何提高F-16等飞机新飞行员管理和使用飞机各种机载设备的能力，已成为他们训练中的难点。日本航空自卫队F-15战斗机飞行员也表示，要有效熟练掌握F-15等飞机机载设备的使用“非几年时间不可”。我军飞行员对此也有类似看法。他们认为，改装新一代战机对于飞行员来讲，“最难适应的不是飞机，而是座舱设备的使用”。由此使得现在人们普遍认为，为适应新机训练和作战需要，高教机就决不能仅仅满足“用于训练飞机的操纵，还要用于训练现代设备的使用。”

教-8由于它的座舱环境、机载设备尤其是航空电子设备基本属第一代高教机的水平，与新机差距较大，很难适应培养新型作战飞机飞行员的需要。因此，对教-8机载设备尤其是航空电子设备进行改进，提高教-8座舱环境与机载设备与新机的相近度，不仅必要，而且可行。如美空军的T-38C，通过改装采用了“一平一下”的座舱布局与一些先进的机载设备，较好地满足了适应新型作战飞机训练的需要。美海军现在使用的T-45C，也是在T-45A的基础上采用新型数字座舱，从而成为促进“美国海军飞行学员训练进入21世纪的主要依靠”。

怎样改进教-8座舱环境布局与机载设备尤其是航空电子设备？可采用以下两种不同方案。

1）通过改进升级到二代高教机

这是一种经济适宜、便于实施操作的方式。其中，重点将教-8现使用的光学瞄准系统，升级为平视显示/武器瞄准系统，并对其他机载设备进行适应升级，使教-8初步具有电子化、数字化、综合化的雏形。这样做的好处是，飞机整体座舱环境改动不大，经济上易于承受。同时，由于平显使用广泛，即使是在新机中，也是作为主飞行显示器显示飞行、导航和武器瞄准等信息的，因此，即使只改装平视显示/武器瞄准系统，教-8也可以使飞行学员能够较早的熟悉新机的部分功能。此外，通过对教-8飞行操纵系统进行相应改进，采用“手不离杆”系统，能够进一步改进飞机的操控性，使飞行学员可以更为全面的熟悉新机的作战使用功能。

2）通过改进升级为三代高教机

通过这种改造升级，将教-8的机载设备尤其是航空电子设备直接升级改造为平视显示/武器瞄准系统与综合航电系统，将座舱改造为“一平二下”布局，使教-8的座舱环境布局及机载设备具有第三代高教机水平。此外，通过安装威胁告警、有源和无源干扰等多种电子对抗装置，以及采用数字电传飞行控制系统、改装“手不离杆”系统等，使教-8完全电子化、数字化、综合化，这样，将能够更好地使飞行学员通过教-8，尽早开展新机飞行控制、武器装备使用以及空中作战战术训练。这种方法的缺点是耗资较多。

2．2．3 适当增挂机载精确制导武器

教-8本身在设计之初，就具有攻击机的功能，但其现在仅装备23-2G航炮、57-2航箭以及普通炸弹，攻击能力较弱，难以适应信息化条件下空中作战的需要。新机机载武器主要以精确制导弹药为主，数量多、种类齐全，使用复杂。而我军新机飞行员常常是在改装新机时才接触精确制导弹药的使用，接触时间晚，以致对精确制导武器的使用能力弱，成为制约飞行员能力素质提高的重难点问题。如有的飞行员武器系统操作不熟，在执行某空对地导弹重大检验任务靶试中，在系统工作正常的情况下，未能正确选择规定的攻击目标；有的在宽窄视场使用的基本操作上出现错误，在末段无目的锁定地面并大幅度操作捕控指令手柄；还有的尽管事先经过地面模拟器训练，并参加了多个架次、多个进入的带飞试验，但还是在搜索目标时出现了不应有的左右大幅度搜索动作，并无意识地将导引头抬头向上，致使导弹脱靶。显然，给教-8适当装挂精确制导弹药，让飞行学员在高教机训练阶段即接触精确制导武器的使用，将有助于飞行员更早接触新机武器系统使用训练，促进新机飞行员武器使用能力提高。

教-8增挂机载精确制导武器，不应盲目追求种类和数量，而是应当着眼需要和可能。由于教-8发动机推力小，挂载能力弱，因此，在其上增挂精确制导武器应以 “小型”为主。精确制导炸弹应不大于250kg，空空导弹尽可能选用中距弹与近距弹,或两者兼顾，而空地导弹往往体积大、重量重，若飞机装挂能力不够，可先不予考虑。