从美空军最新教练机T-7A“红隼”看当代飞行员训练技术的发展

苏 斌

（江西中航科发，江西 南昌，330018）

0 前 言

2018 年9 月27 日，美国防部宣布由美国波音飞机公司与瑞典萨博公司合作的波音T-X 教练机中标。 长达15 年的美空军高级教练机招标过程划上了句号，并给出新教练机的型号为:T-7A，RedHawk，“红隼”。

美空军在T-7A 项目中共计划采购351 架教练机，46 套飞行模拟器及其他相关的地面设备，项目中标价格为92 亿美元，折合640 多亿人民币，美空军还可以依此价格采购多达475 架T-7A 教练机以及120套飞行模拟器。

这次美空军招标， 项目的预算价格是181 亿美金，通过招标降低到92 亿美金，折合每架教练机采购价格约2，000 多万美元。

波音飞机公司这么舍得“下血本”是由于其位于美国圣路易斯市的F-18 战斗机工厂缺少订单，面临关门的危险。 这个工厂是美国老牌的战斗机厂，生产过F-4，F-15，F-18 等著名战斗机，也是波音公司硕果仅存的战斗机生产线， 如果波音这个项目落败，可能就不再具有生产快速喷气飞机的能力。

这个教练机项目有一个颇具时代特色的变化，即飞行训练模拟器在美空军教练机采购中， 占比非常高;第一采购批次:每7.65 架飞机配套一台模拟器;第二采购批次，每4 架飞机配套一台模拟器。

1 漫长的招标过程

自F-22 项目投入使用、F-35 项目开始启动后，美国空军教育训练司令部(AETC)，从2003 年开始启动替代T-38 教练机的后继教练机计划。

众所周知，F-22 与F-35 两型引领世界战斗机五代机潮流，都取消了同型教练型飞机。在此之前，美军通常的做法是，开发单座战斗机时并行开发A/B 两型，前者为战斗型，后者为教练型;按3:1 的比例配属作战部队(operational squadron)，其他各国也都采用这个方法来采购和配置战斗机。

随着高保真(high fidelity)模拟器技术的发展，有一种观念甚嚣尘上，认为同型教练机不再是作战部队的必需。 飞行员的改装训练可以在模拟器上完成，且由飞行教官同乘的改装训练不再是必需。

在这种气氛笼罩下，美空军新一代教练机应该是什么样，换而言之，招标要提出什么要求，就是一个大的难题。 例如:是侧杆还是中杆？ 要不要上电传飞控?教练机应该能完成什么样的训练科目，教练机飞行包线应该达到什么程度？

T-7A“红隼”与 P-51“野马”同框

T-7A 具备空对地的攻击能力

2 T-X 项目的招标要求

在上述情况下，美空军新的教练机不仅是空军航校的高级喷气教练机，而且还要兼顾五代主流战斗机F-35 与F-22 的改装需要。

教练机必须满足七项基本训练的要求:基本飞机控制;飞行技术;编队，仪表和导航;高级空对空作战;高级空对地作战，高级机组和座舱资源管理。

要完成五项高级训练科目: 持续大过载飞行，空中加油，夜视仪使用，空空截击，数据链作战等。

美空军非常重视空中加油科目，美空军将T-7A 的加油训练能力，下载到模拟器中进行训练。

编队飞行训练，对飞行员精准飞行控制的有效训练方式。

3 参加招标的飞机方案

第二次世界大战后，各国空军的一种通常做法是，将前一代战斗机降低配置，将其改造成一款新的教练机。

构型特点：单发，带加力；串列双座，高度差明显；双垂尾；大边条翼，上单翼等；波音飞机公司对美空军构型上的“口味”理解的不错，说是Cleansheetdesign，其实，还是有明显的F-18、JAS39 的痕迹，从起落架设计就能看出来像哪个飞机。

座舱特点：侧杆，将显示集成到一个大屏幕，保留前端计算机，HUD，后座没有HUD 重复器，整体布局要简洁的多，而且使用了触摸屏。

韩国人比较精明，早早利用了这个“门道”，以F-16 战斗机为平台，换装推力小一点、但经济性更好的F-404 发动机;将机腹进气改成两侧翼下进气，这样前机身可以宽敞一些;同时去掉一些不必要的航电和火控设备……总的来说是降低成本， 研制了T/A-50教练攻击机。 但是，韩国本身的市场太小了，T-50 系列在南韩销售了142 架，在全世界销售了200 多架。

另外一个 “下手” 早的是意大利的M-346 教练机，这个飞机原来是意大利和俄罗斯的雅克设计局合作的，但是，后来“分道扬镳”了。 在意大利叫M-346，在俄罗斯叫雅克-130。 这个飞机比较“牛”，是全新设计，但是具备五代战斗机训练的全部要素，两台涡喷发动机提供大推力，小翼载提供了高机动性。 该机是这一代教练机的“课代表”。

美空军原计划是从2017 年就开始替换T-38 教练机，但是，由于招标上举棋不定，现在要最早等到2023 年才开始装备部队， 2034 年完成装备。

波音T-X 评标方案双机编队起飞，飞机带着研制样机用的空速管

波音飞机公司发布的T-7A“红隼”宣传画

举棋不定的原因除了高仿真模拟器带来的不确定性，还有就是来投标的人实在太多，造成美空军高级教练机的换装计划一拖再拖。

波音飞机公司方案

从构型来看， 该机更像F-18 前机身+JAS-39 双垂尾的后机身

洛克希德·马丁/韩国KAI

T-50A，F-16 战斗机的后机身， 前机身经过全新设计，更换了发动机， 2002 年首飞，是强有力的竞争者。

莱昂那多：T-100，其实就是M-346，为了投美空军的标而给的新名字，装美国发动机， 2004 年首飞，已经有六个国家在使用，机动性是其优势，是三个最后入围的飞机最小巧的一个型号。

诺斯洛普/英国BAe 系统/Hawk 128，包括美海军，一共有二十个国家使用， 1974 年首飞，前后生产了1，000 多架，单价200 万英镑左右。虽然很经典，但平台过于老旧，而且不能超音速。 其实从训练角度来说，超音速并不重要，但体现其高亚音速的加速能力，“挑口”的美空军，应该看不上这个飞机，没有入围。

Textron AirLand 联合体的 Scorpion 飞机

这个飞机没有入围，只是在讨论其投标的可能性，但是从构型上有点特色。

Stavatti Javelin，这是一个私人娱乐的喷气飞机，只是在2005 年首飞了一下，就停了下来，想参加T-X 教练机竞标，但没有实际性的介入。

Sierra Nevada Corporation/土耳其航空工业，2019年才出来木质样机，没有进入实质性招标，估计今后这个项目能不能在土耳其存活也是问题。

4 美军飞行员的成长路径，pipeline

这张图表展现了美空军和海军飞行员培养的路径，pipeline:T-7A“红隼”将替代现在 T-38“禽爪”的位置， 培养 A-10，F-15，F-16，F-22，F-35，B-2，KC-135，KC-46，C-17，无人机等飞机的飞行员。

5 波音公司T-7A 教练机的模拟器

美空军教练机T-7A“红隼”项目中的模拟器配备比率非常高， 接近每四架教练机就配备一台模拟器，并且配置到每个空军训练基地;模拟器与飞机可以开展组网编队训练，这个对于新飞行员的训练强度与安全非常有意义，是模拟器技术上的最新进步。 没有使用运动平台，而只是使用了震动座椅。

波音公司现在已开始生产首批T-7A 地面训练系统， 即飞行模拟器， 这是为该公司在2023 年首次交付做准备。

波音公司首批交付的合同为8.13 亿美元， 将交付5 架T-7A 教练机和7 台飞行模拟器。

美空军计划在2024 年末开始提供初始作战能力， 届时T-7A 飞机第一个中队及其相关的模拟器都可供训练。预计2034 年将具备全部作战训练能力。

波音公司组装了两台武器系统模拟器和一台作战飞行模拟器。这些模拟器将包含在首批模拟器中，预计在2023 年交付给德克萨斯州圣安东尼奥-伦道夫联合军事基地。

高保真模拟器包括8K 本色投影仪， 其图像清晰度是高清视频的16 倍， 并且机组人员工作站配备了可以模拟飞行感觉的运动座椅。

最新的模拟器照片，将T-7A“红隼”的构型特点表现的更清楚，侧杆，大型触摸屏来简化座舱设计，与F-35 的风格更雷同。

地面模拟器能够连接到飞行中的T-7A 教练机，这意味着进行虚拟培训的飞行员可以与在T-7A “红隼”飞机上实时飞行的飞行员编队飞行。 由于模拟器是使用开放式体系结构主干构建的， 因此可以很容易用新的软件应用程序修改它。

T-7A“红隼”的模拟训练系统可以说是世界上最先进的，是现有游戏规则的改变者。 该系统100%集成了飞行员的真实体验， 提供“真实感”模拟。波音与美国空军密切合作， 并期待测试和部署这些设备。

6 当代飞行员训练技术的发展

培养飞行员，尤其是战斗机飞行员是非常昂贵的过程。 花在一名战斗机飞行员身上的培训和训练费用，与其体重的黄金等价，这是行业内的共识。如果缩短飞行员的培训周期，减少淘汰率，降低飞行培训和训练的事故率都是具体的手段和方法。

初级教练机的培训能力上延，培训后，直接上战斗机， 瑞士皮拉图斯飞机公司的PC-21 走的就是这条路线。 这种方法对于许多小国家很实用，如果战斗机本身就数量不多，几十架之类，这是最好的办法。

PC-21 不仅将速度包线上行，而且可以将目标战斗机的座舱构型下行到PC-21，以减少飞行员改装时的训练内容。

瑞士皮拉图斯飞机公司的PC-21 教练机， 涡轴螺旋桨，2002 年7 月1 日首飞，现在有十个国家的军队使用，共生产了 211 架。

PC-21 座舱是典型的四代机风格，平显，下显，中杆，弹射座椅……

高级教练机的包线扩展， 尤其是低速包线的扩展，可以将大国空军的传统低，中，高三级训练体制缩减成低，高二级训练体制，从而大大的缩短飞行员的培训周期。

瑞士皮拉图斯所宣传的飞行员训练方案，初级模拟器加上PC-21 教练机， 一种机型涵盖三个阶段的训练。

在降低飞行事故率上的努力，主要是在模拟器上完成， 高仿真模拟器更真实的表现飞机的飞行特性，用飞行模拟器上的训练提高飞行员的飞行熟练程度。程序和特情模拟器， 让飞行员能更熟悉流程和特情，在美海军的航空母舰上都有专门的弹射模拟器，以训练飞行时弹射的生存率。 训练没有什么大的诀窍:系统的完成训练，而且熟练程度要靠反复的练习才能达成目标。

7 T-38 教练机的传奇故事

该飞机的计划起步于1952 年，公司内部编号N-156，但真正动手干已经是1954 年，参加与F-100 战斗机为对手的美空军的教练机招标， 并于1956 年中标。 这个飞机非常的成功， 应该生产和销售了1，146架，生产时间是从1961 年到1972 年，单价折合现在的600 万美金左右，全世界一共有6 个国家和地区在使用。

到2020 年，已经足足使用了五十年，而且美空军还有500 架飞机在使用，为美空军培养了超过5 万名飞行员，不得不佩服美国飞机的质量了。

T-38 的气动外形设计优良，飞控系统安全可靠，保持着美空军超音速飞机最好安全纪录。 T-38 教练机的事故率为1.2/100，000 飞行小时。

T-38 还有一个 “兄弟”——F-5FreedomFighter，自由战斗机，是由教练机升格的战斗机，这是绝无仅有的。 F-5 战斗机，美空军少量采购，其他的仅供出口，各型号共生产了两千多架，价格200 多万美金一架，第一用户是南越，有将近20 个国家都购买了。