從T-X項目看未來教練機發展趨勢

溫智翔，黃 輝，張方成

（航空工業洪都，江西 南昌 330024）

訓練研究

從T-X項目看未來教練機發展趨勢

溫智翔，黃 輝，張方成

（航空工業洪都，江西 南昌 330024）

討論了教練機發展的歷史進程，分析了教練機的兩個核心要素——能力和成本兩者的矛盾對教練機發展的影響，以及下一代教練機應具備的能力和特點，并對未來教練機的發展趨勢進行了展望。

教練機；T-X項目；發展趨勢

0 引 言

教練機作為飛行員訓練體系的核心部分，是部隊戰斗力快速生成的保障。在和平年代，教練機往往是保有量最大、出勤最多的飛機。但因對教練機的定位不清、要求不明，再加上政治、經濟和歷史等原因，目前教練機從能力和成本上都已不能滿足先進戰斗機飛行員訓練的要求。近日，美國公布了T-X項目工程與發展階段（EMD）招標書，詳細描述了對其下一代教練機及相關系統的要求，這些要求反映了未來教練機的發展趨勢。

1 教練機及其發展進程

教練機是訓練駕駛員的飛機，其他空勤人員如領航員、報務員、隨機工程師等的空中訓練，一般不需要專門的教練機，可以在相應的轟炸機、運輸機上進行。教練機一般有兩個串列式座位，后座要高于前座，分別乘座教員和學員，前艙與后艙有相同的儀表板、操縱臺和操縱機構。教員和學員的操縱機構是聯動的，后艙的教員能隨時監控前艙學員的操縱動作并及時糾正錯誤。

在飛機出現的早期，飛機的性能不高、構造簡單，駕駛和操縱也相對容易，因而沒有專門的教練機。到了20世紀20年代末,由于飛機性能不斷提高，構造日益復雜，駕駛飛機的難度增加，開始出現專門的教練機。第二次世界大戰后，飛機進入噴氣時代，早期的活塞式教練機無論是性能、系統和操縱都與噴氣式戰斗機有了較大差別，于是催生了噴氣教練機，這些噴氣教練機大多是當時服役的殲擊機的改型。后來，隨著戰斗機水平的提高，個別改型教練機已經難以滿足高級訓練的要求，就出現了專門的噴氣式教練機。

2 主要矛盾和解決辦法

在噴氣教練機時代的早期，學員通過初級教練機和中/高級教練機的訓練后，經前線戰機的雙座教練型訓練就能駕馭前線戰機。但隨著前線戰機的水平越來越高，現有高級教練機與雙座戰斗教練機的差距越來越大（F22和F35等五代機甚至沒有雙座教練型）。學員完成高級訓練后，技能水平并不足以駕馭前線戰機。以美軍為例，T-38C高級教練機作為一款與F-5戰斗機同源的二代機，無法完成學員高級訓練階段18個訓練任務中的12個，包括高過載訓練、高級空對空技能訓練、高級座艙/空勤資源管理任務訓練（如使用現代化傳感器進行數據融合）等，導致學員從T-38C畢業后技術水平與前線戰機的要求仍有巨大差距。

普遍的辦法是讓學員在雙座戰斗教練機上“補課”。例如，美國學員經T-6A和T-38C的訓練后，必須在F-16D上訓練才能改裝前線戰機，如圖1所示。

為保證足夠的飛行員數量，部隊每年都要訓練很多學員，這些學員使用F-16D這樣的飛機訓練，產生了巨大的運行成本，使空軍不堪重負。另外，老舊的T-38C和F-16D面臨大量退役，也使空軍難以為繼。然而，即使是F-16D這樣的雙座戰斗教練機與五代機也有不小的差距，美軍評估后認為,在F-16D上的補課（稱為F16 B Course橋梁課程）效率低下，已于2014年終止。

3 未來教練機的目標和能力要求

各國為縮小教練機與戰斗機的代差、提高訓練效益、降低訓練成本，紛紛研發三代機平臺的新一代高級教練機，目前已有俄羅斯雅克130、意大利M346、中國L15和韓國T-50等機型進入部隊服役。美國正在開發T-X教練機項目，旨在替代老舊的T-38C和F-16D，建立T-6A到T-X再到前線戰機的訓練體制，如圖2所示。

科技發展到今天，戰斗機的作戰模式較過去發生了天翻地覆的變化。先進戰斗機早已不是單純的武器投射平臺，而是空地一體網絡戰的一環。作為訓練先進戰斗機飛行員的高級教練機，如果不能實現網絡化，將無法滿足未來的訓練需求。圖3展現了未來網絡化教練機的訓練設想。整個訓練系統通過UHF/VHF電臺、空空/空地數據鏈、導航輔助系統、以太網、GPS信號和TCAS、SIF和ADS-B等將教練機、陸基訓練系統、地面支持站、塔臺、衛星和靶場等連在一起，實現空地一體網絡化訓練。

此外，持續進步的計算機、網絡和數字化技術使地面訓練設備（各類模擬器和其他設施）獲得了質的飛越。飛行員不僅可以在地面進行包括正常程序、應急程序、儀表、導航、編隊等基本技術訓練，而且可以進行雷達、武器、數據鏈等過去只能在飛機上進行的作戰任務訓練。大量訓練任務得以從飛機卸載到地面，大幅度提高了訓練效能。

另一大突破是嵌入式訓練，即通過計算機仿真和數據鏈技術實現虛擬雷達、武器、電子對抗等功能，并能生成虛擬的作戰環境，從而實現虛擬作戰任務訓練。具有嵌入式訓練能力的教練機可以舍棄本身就能力有限的真實作戰系統（雷達、武器、電子對抗等），一方面節約大量采購和維護成本，另一方面省去訓練消耗的武器彈藥。美國的“聯合紅旗”2005軍演共飛行24000架次，其中就有6000～7000個虛擬架次。該演習作為2005年美國國防部舉行的最大規模的演習，僅使用了161架飛機，花費不到2100萬美元，費用之低令人咋舌。

4 對未來教練機發展趨勢的思考

從能力上說，再好的教練機也比不上戰斗機，而戰斗機高昂的費用是無法接受的。能力和費用這對矛盾造就了教練機生存的空間，也確定了教練機的核心價值——在滿足能力要求的前提下盡可能省錢，兼具能力和低成本的教練機將大有可為。

除了向學員傳授技能的“傳授型”訓練外，作戰部隊的飛行員為了保持狀態，還要進行大量的“保持型”訓練，以及摸索新戰法的“研究型”訓練、適應新環境的“適應型”訓練，這些訓練通常都是直接在部隊，用前線戰斗機進行的，這同樣會帶來巨大的運行成本。另外，為節約作戰飛機的使用壽命，必須限制戰機的飛行小時，這就產生了飛機小時數與飛行員小時數的矛盾。假設某型飛機每年只允許飛100小時，中隊有12架該飛機，那么總飛行小時為1200小時；但該中隊有20名須每年飛行100小時的飛行員，共需要2000小時，這就產生了800飛行小時的缺口。實際上，部隊進行的訓練也并不都是一定要用戰斗機才能完成的，比如作為目標機、編隊僚機、假想敵等，都可以用成本更加低廉的教練機來完成。上述矛盾在美軍五代機部隊非常突出，以致于他們使用T-38C教練機來與F-22配合訓練，即節約了F22的壽命和經費，又緩解了飛機小時數與飛行員小時數的矛盾。

綜上所述，新一代教練機將縮小與先進戰斗機的差距，形成跨度更加合理的新訓練體制。從趨勢上看，新一代教練機將是大迎角高機動平臺，具有網絡化和嵌入式訓練能力的綜合訓練系統。隨著科技水平的不斷發展，賦予教練機更多能力（如作戰能力）所帶來的成本增加將越來越小，教練機也將以更多角色（低成本攻擊機、伴隨訓練機等）為部隊提供經濟高效的服務。F-35將統一西方（除俄羅斯等）的戰斗/攻擊機和艦載機，標志著未來的發展趨勢是一機多型發展。未來教練機也應該跨界，一個平臺，多種配置，扮演不同角色，完成各種任務。如，教練版本通過數據鏈和嵌入式訓練系統進行空地一體網絡化訓練，掌握飛機和各種系統的使用技術；伴隨訓練版本增加通過飛控和變穩技術模擬目標戰機的能力，幫助飛行員保持狀態；作戰版本增加真實的作戰設備和系統，執行低強度作戰任務。

5 結語

教練機的發展史，就是能力與成本這對矛盾的發展史。與緊跟高新技術、快速更新換代的戰斗機相比，教練機的換代通常滯后很多。因此注定了能力和成本的矛盾將繼續“拉大-縮小”的循環。也許在不久的將來，人工智能、虛擬現實、動基座模擬器等技術將足夠成熟并被運用到訓練領域，飛行員在綜合了這些技術的地面訓練設備上就可實現視距內格斗類的任務訓練，且只需進行很少的真實飛行就能掌握和保持作戰能力，使能力與成本這對矛盾徹底消失。

[1]李隨意，鄧建華.“紅旗”軍演之21世紀的美國空軍戰力[M].中國市場出版社.2012.

[2]世界飛機手冊.航空工業出版社[M].2000.

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

>>>作者簡介

溫智翔，男，1983年9月出生，2005年畢業于南京航空航天大學，工程師，現從事飛行試驗和飛行訓練工作。

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）