从T-X项目看未来教练机发展趋势

温智翔，黄 辉，张方成

（航空工业洪都，江西 南昌 330024）

训练研究

从T-X项目看未来教练机发展趋势

温智翔，黄 辉，张方成

（航空工业洪都，江西 南昌 330024）

讨论了教练机发展的历史进程，分析了教练机的两个核心要素——能力和成本两者的矛盾对教练机发展的影响，以及下一代教练机应具备的能力和特点，并对未来教练机的发展趋势进行了展望。

教练机；T-X项目；发展趋势

0 引 言

教练机作为飞行员训练体系的核心部分，是部队战斗力快速生成的保障。在和平年代，教练机往往是保有量最大、出勤最多的飞机。但因对教练机的定位不清、要求不明，再加上政治、经济和历史等原因，目前教练机从能力和成本上都已不能满足先进战斗机飞行员训练的要求。近日，美国公布了T-X项目工程与发展阶段（EMD）招标书，详细描述了对其下一代教练机及相关系统的要求，这些要求反映了未来教练机的发展趋势。

1 教练机及其发展进程

教练机是训练驾驶员的飞机，其他空勤人员如领航员、报务员、随机工程师等的空中训练，一般不需要专门的教练机，可以在相应的轰炸机、运输机上进行。教练机一般有两个串列式座位，后座要高于前座，分别乘座教员和学员，前舱与后舱有相同的仪表板、操纵台和操纵机构。教员和学员的操纵机构是联动的，后舱的教员能随时监控前舱学员的操纵动作并及时纠正错误。

在飞机出现的早期，飞机的性能不高、构造简单，驾驶和操纵也相对容易，因而没有专门的教练机。到了20世纪20年代末,由于飞机性能不断提高，构造日益复杂，驾驶飞机的难度增加，开始出现专门的教练机。第二次世界大战后，飞机进入喷气时代，早期的活塞式教练机无论是性能、系统和操纵都与喷气式战斗机有了较大差别，于是催生了喷气教练机，这些喷气教练机大多是当时服役的歼击机的改型。后来，随着战斗机水平的提高，个别改型教练机已经难以满足高级训练的要求，就出现了专门的喷气式教练机。

2 主要矛盾和解决办法

在喷气教练机时代的早期，学员通过初级教练机和中/高级教练机的训练后，经前线战机的双座教练型训练就能驾驭前线战机。但随着前线战机的水平越来越高，现有高级教练机与双座战斗教练机的差距越来越大（F22和F35等五代机甚至没有双座教练型）。学员完成高级训练后，技能水平并不足以驾驭前线战机。以美军为例，T-38C高级教练机作为一款与F-5战斗机同源的二代机，无法完成学员高级训练阶段18个训练任务中的12个，包括高过载训练、高级空对空技能训练、高级座舱/空勤资源管理任务训练（如使用现代化传感器进行数据融合）等，导致学员从T-38C毕业后技术水平与前线战机的要求仍有巨大差距。

普遍的办法是让学员在双座战斗教练机上“补课”。例如，美国学员经T-6A和T-38C的训练后，必须在F-16D上训练才能改装前线战机，如图1所示。

为保证足够的飞行员数量，部队每年都要训练很多学员，这些学员使用F-16D这样的飞机训练，产生了巨大的运行成本，使空军不堪重负。另外，老旧的T-38C和F-16D面临大量退役，也使空军难以为继。然而，即使是F-16D这样的双座战斗教练机与五代机也有不小的差距，美军评估后认为,在F-16D上的补课（称为F16 B Course桥梁课程）效率低下，已于2014年终止。

3 未来教练机的目标和能力要求

各国为缩小教练机与战斗机的代差、提高训练效益、降低训练成本，纷纷研发三代机平台的新一代高级教练机，目前已有俄罗斯雅克130、意大利M346、中国L15和韩国T-50等机型进入部队服役。美国正在开发T-X教练机项目，旨在替代老旧的T-38C和F-16D，建立T-6A到T-X再到前线战机的训练体制，如图2所示。

科技发展到今天，战斗机的作战模式较过去发生了天翻地覆的变化。先进战斗机早已不是单纯的武器投射平台，而是空地一体网络战的一环。作为训练先进战斗机飞行员的高级教练机，如果不能实现网络化，将无法满足未来的训练需求。图3展现了未来网络化教练机的训练设想。整个训练系统通过UHF/VHF电台、空空/空地数据链、导航辅助系统、以太网、GPS信号和TCAS、SIF和ADS-B等将教练机、陆基训练系统、地面支持站、塔台、卫星和靶场等连在一起，实现空地一体网络化训练。

此外，持续进步的计算机、网络和数字化技术使地面训练设备（各类模拟器和其他设施）获得了质的飞越。飞行员不仅可以在地面进行包括正常程序、应急程序、仪表、导航、编队等基本技术训练，而且可以进行雷达、武器、数据链等过去只能在飞机上进行的作战任务训练。大量训练任务得以从飞机卸载到地面，大幅度提高了训练效能。

另一大突破是嵌入式训练，即通过计算机仿真和数据链技术实现虚拟雷达、武器、电子对抗等功能，并能生成虚拟的作战环境，从而实现虚拟作战任务训练。具有嵌入式训练能力的教练机可以舍弃本身就能力有限的真实作战系统（雷达、武器、电子对抗等），一方面节约大量采购和维护成本，另一方面省去训练消耗的武器弹药。美国的“联合红旗”2005军演共飞行24000架次，其中就有6000～7000个虚拟架次。该演习作为2005年美国国防部举行的最大规模的演习，仅使用了161架飞机，花费不到2100万美元，费用之低令人咋舌。

4 对未来教练机发展趋势的思考

从能力上说，再好的教练机也比不上战斗机，而战斗机高昂的费用是无法接受的。能力和费用这对矛盾造就了教练机生存的空间，也确定了教练机的核心价值——在满足能力要求的前提下尽可能省钱，兼具能力和低成本的教练机将大有可为。

除了向学员传授技能的“传授型”训练外，作战部队的飞行员为了保持状态，还要进行大量的“保持型”训练，以及摸索新战法的“研究型”训练、适应新环境的“适应型”训练，这些训练通常都是直接在部队，用前线战斗机进行的，这同样会带来巨大的运行成本。另外，为节约作战飞机的使用寿命，必须限制战机的飞行小时，这就产生了飞机小时数与飞行员小时数的矛盾。假设某型飞机每年只允许飞100小时，中队有12架该飞机，那么总飞行小时为1200小时；但该中队有20名须每年飞行100小时的飞行员，共需要2000小时，这就产生了800飞行小时的缺口。实际上，部队进行的训练也并不都是一定要用战斗机才能完成的，比如作为目标机、编队僚机、假想敌等，都可以用成本更加低廉的教练机来完成。上述矛盾在美军五代机部队非常突出，以致于他们使用T-38C教练机来与F-22配合训练，即节约了F22的寿命和经费，又缓解了飞机小时数与飞行员小时数的矛盾。

综上所述，新一代教练机将缩小与先进战斗机的差距，形成跨度更加合理的新训练体制。从趋势上看，新一代教练机将是大迎角高机动平台，具有网络化和嵌入式训练能力的综合训练系统。随着科技水平的不断发展，赋予教练机更多能力（如作战能力）所带来的成本增加将越来越小，教练机也将以更多角色（低成本攻击机、伴随训练机等）为部队提供经济高效的服务。F-35将统一西方（除俄罗斯等）的战斗/攻击机和舰载机，标志着未来的发展趋势是一机多型发展。未来教练机也应该跨界，一个平台，多种配置，扮演不同角色，完成各种任务。如，教练版本通过数据链和嵌入式训练系统进行空地一体网络化训练，掌握飞机和各种系统的使用技术；伴随训练版本增加通过飞控和变稳技术模拟目标战机的能力，帮助飞行员保持状态；作战版本增加真实的作战设备和系统，执行低强度作战任务。

5 结语

教练机的发展史，就是能力与成本这对矛盾的发展史。与紧跟高新技术、快速更新换代的战斗机相比，教练机的换代通常滞后很多。因此注定了能力和成本的矛盾将继续“拉大-缩小”的循环。也许在不久的将来，人工智能、虚拟现实、动基座模拟器等技术将足够成熟并被运用到训练领域，飞行员在综合了这些技术的地面训练设备上就可实现视距内格斗类的任务训练，且只需进行很少的真实飞行就能掌握和保持作战能力，使能力与成本这对矛盾彻底消失。

[1]李随意，邓建华.“红旗”军演之21世纪的美国空军战力[M].中国市场出版社.2012.

[2]世界飞机手册.航空工业出版社[M].2000.

[3]ADVANCED PILOT TRAINING(APT T-X) CONCEPT OF OPERATIONS[M].USAF Director of Plans,Programs and Requirements(AETC).2016.

>>>作者简介

温智翔，男，1983年9月出生，2005年毕业于南京航空航天大学，工程师，现从事飞行试验和飞行训练工作。

Development Trend of Future Trainer Aircraft from the Point of T-X Project

Wen Zhixiang,Huang Hui,Zhang Fangcheng
(AVIC-Hongdu,Nanchang,Jiangxi,330024)

This article makes a discussion on the historical development of trainer aircraft.It analyzes the contradiction effect between two core elements--capability and cost to the trainer aircraft,as well as the capability and characteristics which should be equipped by next generation trainer aircraft.Last,it provides expectation to the development trend of future trainer aircraft.

Trainer;T-X project;Development trend

2017-05-28）