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主题:【文摘】雄文推荐--银翼,中国空军训练作战体系探讨(上) -- 大葱一根

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家园 银翼,中国空军训练作战体系探讨(中2)

◆K-8的出口之路

  可以说K-8的起点很高,对于中国航空而言是一个全新的尝试。从性能上看,这种飞机不再是基于高速战斗机的改型,而是主要针对低速飞行并且拥有优良的操作性能来设计,这意味着飞机将采用全新的气动设计;从使用上看,这种飞机是专职教练机,并且从一开始就要兼顾国际市场,这样飞机设计的着眼点将以训练为基准,同时要考虑符合国外用户的使用习惯,采用一些国际通用的设计方法和国际标准的设备……

对于洪都公司而言,这确实是一个挑战。在没有原准机的情况下,总设计师石屏带领设计人员开始了紧张的设计工作,很多研究都是开创性的,在研制过程中思想的碰撞也很激烈。

应该承认,K-8的工程进度是相当快的。

1989年1月开始制造原型机,采用美国加雷特TFE731-2A涡轮风扇喷气发动机,共制造5架原型机(3架试飞,2架用于静力试验);

1990年11月26日和1991年10月001与003号原型机先后首飞;

随后15架预生产型开工,并在1992年7月成功首飞;

1994年9月,K-8正式向巴基斯坦空军交付,首批交付的是6架预生产型;

到1996年底,洪都公司共向用户交付了21架飞机。

后来由于美国给巴空军的T-37进行了延寿,因此其购买了第一批K-8很久以后才开始继续购买。交付巴基斯坦的飞机通常先由中国飞行员直接飞抵新疆某边境机场,经过中,巴双方的试飞员经过一系列高原试飞后便飞向巴基斯坦。

除去中国和巴基斯坦,缅甸、赞比亚,纳米比亚、斯里兰卡、埃及等多个国家也先后购买了K-8,尤其是埃及,与中国于1999年12月27日签署了引进K-8生产线并生产80架K-8E飞机的合同,为中国航空工业出口数量最多、金额最大的一笔合同,价值达3.45亿美元。2000年6月5日,针对埃及要求研制的K-8E在南昌成功首飞,洪都公司先后向埃及方面发送了47个集装箱和12个车皮的硬件和软件。2001年6月25日,K-8E埃及生产线取得重大进展,067号飞机总装下线,065、066号飞机首飞。

  K-8属于轻型喷气教练机,采用两侧进气、单发、下单翼串列双座布局。机身采用梁式半硬壳结构,三点起落架布局,主要采用铝合金材料,垂尾部分采用了一些复合材料。飞机为常规机械操纵,副翼有助力,后退开缝襟翼,减速板在机身中下部,液压操纵。飞机有挂点,可携带一定量的武器弹药。

同国际上一些典型的同级别教练机相比,K-8在技术上并没有特别之处,那么,究竟是什么使得K-8在国际市场上能够脱颖而出占得一席之地呢?我们可以通过K-8E在埃及的竞标过程来分析K-8的技术特点。参加埃及竞标的飞机主要有K-8E、L-139和S.211三种机型。其中L-139是L-59教练机的基础上改进的一种机型,主要改装了美国发动机和一些电子设备,其性能同L-59类似。

埃及军方对此次竞标要求很高,由于埃及方面希望借此机会培养自己的航空工业,因此提出很多较为苛刻的要求。除了飞机的性能、价格等因素外,埃及方面要求输出完整的生产线,并要求工装技术百分之百微机设计,全机制造采用微机管理。1999年3月,三家飞机厂商聚首开罗,进行最后的竞争。L-139在首轮评估后便被淘汰,剩下的仅有K-8E和S.211飞机。经过详细的对比后,K-8E的飞行性能较好,价格较便宜;而S.211的加工工艺较好,全机采用60%的复合材料,重量也较轻。最终,意大利人无法准时交付飞机生产线而败北,K-8E夺得了竞标的最后胜利。

  L-139其实更加类似一架轻型战斗机,它的体形最大,很多数据也更接近战斗机的标准(比如起飞/降落滑跑距离、过载、重量等),因此在性能上和通常的初、中级教练机有较大差距,这或许是它被首先淘汰出局的原因。

K-8和S.211的性能数据很接近,K-8比S.211大一些,气动布局则非常类似。两种飞机均采用了两侧进气、串列双座、单发正常布局,外观上主要的不同是K-8采用下单翼而S.211采用上单翼。K-8更大些,翼展比S.211长1米多,机长长出2米多,空重则重1吨有余。对这两种用途接近、思想类似的飞机而言,S.211在结构设计上看来是比较成功的,制造工艺水平较高,成功的控制了飞机重量。

  从基本飞行性能上比较,K-8与S.211可算各有千秋。K-8在海平面的最大速度要比S.211大得多,续航时间也比S.211长不少,但是K-8的最大航程比S.211少200多千米,这可能是由于K-8发动机推力比较强劲,而处于巡航状态时S.211的发动机可以工作在较为省油的状态,而且能保持较高的速度。不过如果从实用的角度看,K-8的性能更适合完成一些特技动作或者完成一些突防任务。在其他的一些数据上,两者相差不是很大。

  特别值得一提的是,在大多数同样类型的教练机中,K-8是少数能够完成"尾冲"动作的机种之一。"尾冲"机动最早由苏-27、"米格"-29在航展中表演成名,其过程是飞机先大角度爬升,同时发动机推力不增大,当飞机到达顶点时速度减为0,然后自由向后下方滑降,机头逐渐转向至下降方向,然后飞机推力增大增速至改出机动。这个机动对飞机本身的要求较高,主要有两个方面:一,飞机的大迎角性能必须很好,因为飞机在接近顶点的过程中速度逐渐降低,而迎角越来越大,已经处于失速状态,如果飞机的大迎角性能不佳,则飞机很有可能过早失去状态而进入螺旋;二,飞机的安定性能要好(此处的安定性能与飞机的静安定度不同)。因为若安定性能不好,则飞机速度为0后接下来的动作不可预料,因为此时飞机机翼已经没有升力,也没有任何舵效,基本只受到重力的影响,若飞机设计的好则可以按照预定的姿态下降,从而使飞行员能够操纵飞机改出失速状态。

从尾冲机动可以看出,K-8的大迎角性能和低速性能都是非常出众的。从设计上看,K-8在设计之初就考虑到了大迎角性能,据石屏介绍,当初在机翼选型时,曾经考虑过较为保守的设计和翼根前缘修型的改良型机翼。后者风险较大,加工也要复杂一些,但能够增大失速迎角,最终石屏从性能考虑还是坚持采用较为冒险的方案,现在看来,当初的冒险是完全值得的。

◆K-8走入中国空军

  中国空军也采购了相当数量的K-8,同出口型不同,中国的K-8没用采用美国加雷特TFE731-2A涡轮风扇喷气发动机,而是在早期采用了乌克兰AI-222-25型涡扇发动机,后来采用了自行设计的涡扇-11。此外在弹射座椅、座舱设备等方面也有所不同。自用型K-8基本是两个方向同时进行:机体和发动机同时研制。1986年,南方航空动力公司开始对AI-222-25进行测绘仿制,新型号发动机命名为涡扇-11(WS-11)。1992年8月涡扇-11开始研制,1995年点火,1998年10月26日首次装上K-8并首飞。2001年10月涡扇-11开始小批量交付,经过一段曲折的使用、试验历程后,涡扇-l1于2002年3月正式定型。使用涡扇-11的教练-8编号又统一变更为练-11(L-11)。

  国内自用型教练-8于1994年12月首飞,1997月12月教练-8完成技术鉴定,1998年6月首批交付8架。试飞教练-8的是中国空军试飞员史同洲,与涡扇-11的定型试飞员同为一人。有意思的是在两次定型试飞中,史同洲均遇到因发动机停车而被迫迫降的事故,看来练-11的发展历程还是颇为坎坷的。目前在中国空军的练-11主要装备于各航校和一些训练基地,基本取代了歼教-5。

  除了飞行性能,练-11的其他设计特点也值得介绍一下。练-11设计之初就瞄准西方先进标准,采用了一些在中国首创的新思维和新标准。练-11前后舱高度差较大,采用整体风挡,这样就改变了过去中国喷气教练机座舱视野不佳、后舱飞行员视野更差的状况,后舱飞行员可以清楚的观察前舱飞行员的动作(并且在着陆时能帮助后舱飞行员观察)。作为军用机,其维护性和出勤率也是非常重要的,早期的飞机在设计时遵循前苏联的风格,对此方面考虑不多,维护较为繁琐,也影响飞机出勤率。而练-11设计时采用了大量的外维修口盖设计(共计134个,58%为快卸口盖),发动机采用腹部顶装设计,可在50分钟内完成装卸。根据飞行员在航展上的观察,练-11的出勤率最高,而俄罗斯的一些飞机则有时因为机务问题不能准时起飞。

  许多飞过练-11的飞行员对该机评价很高,普遍认为是中国空军有史以来驾驶最舒适的飞机,从而说明其人机工程设计非常优秀。练-11也是装备的教练机里飞行航时最长的,这样能保证在一个架次内,有更长时间进行飞行训练。其它型号的教练机一个起降可能只训练-个科目,而练-11一次可进行多个科目的训练。长航时的优势正是由于练-11采用了耗油率较低的涡扇发动机的缘故,它也是中国空军第一种装备涡扇发动机的教练机。

  飞行员在赞誉练-11的同时也指出了一些问题,其中让飞行员最为不放心的就是穿盖座椅弹射系统,这个问题不是弹射救生系统的主要部件,而是不起眼的座舱玻璃。弹射救生的方式分抛盖式和穿盖式,抛盖式是在座椅火箭点火之前很短时间内,击发座舱盖的爆炸式螺栓,然后抛掉座舱盖弹射,弹射座椅火箭再点火,飞行员弹离飞机。这种方式比较安全,但是它结构相对复杂,系统可靠性稍低,反应时间较长。如果当飞机姿态快速变化时很可能当座椅弹射时飞行姿态已发生了大幅变化,飞行员弹出舱时很可能姿态已变得不理想。另外一种就是穿盖式,这种方式不必抛掉飞机的座舱盖,弹射时座椅直接穿过舱盖玻璃将飞行员弹出座舱。这种弹射方式的弹射座椅靠枕上方都有一对金属突出物,俗称"冲角",用来提前顶破舱盖玻璃,以免玻璃伤及飞行员。

除了使用"冲角"外,一些使用穿盖弹射的舱盖玻璃上附加了爆破拴,用来规则玻璃破碎的形状,像英国的"鹞"式战斗机、"隼"式教练机的座舱盖顶部有一条曲折"线条",这就是舱盖爆破拴,它能保证飞行员"穿"出来的时候舱盖玻璃已经被预破成几个大碎块,经过座椅"顶撞"后玻璃能够基本保持有规则的破碎,不会有突出的玻璃碴伤及飞行员。而练-11的穿盖式弹射系统只有"冲角",没有舱盖爆破拴,这样弹射时突出的玻璃碴很容易伤及飞行员,在后来发生的事故中也确有类似情况发生。在总结了经验教训后,中国自主研发的新一代歼击机中虽然也采用穿盖式弹射,但在其舱盖上安装一条直线形的爆破索,解决了这个安全隐患。

  再有一个问题就是练-11自身的先天不足了,平直机翼在高速性能不如歼教-5那样的后掠翼飞机,所以一些高速飞行的训练科目对练-11而言有点勉为其难。还有问题那就绝对不是练-11的错了,练-11的设计和技术是以第三代机为基准的,一些飞过练-11的飞行员再上歼教-6、歼教-7等飞机有些感觉不适应。因为这些飞机的操作特性、飞行品质与练-11有很大的差距,总归这是两代飞机的差距,不适应是避免不了的。相信随着空军第三代飞机的逐步换代,这种感觉也会渐渐消失。

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