世界军用教练机状况及我国新一代喷气教练机的发展[1]
石 屏
一、各国训练体制
教练机是训练飞行员不可缺少的装备。将新学员训练成为合格的战斗机飞行员是个循序渐进的过程，一般将这个过程划分为4个训练阶段，即筛选/初级训练阶段，中级（或称基础）训练，高级训练和转换机型的作战训练。前3个阶段的训练是在训练基地（或航校）完成。
由于各训练阶段对教练机的要求不同，各国都采用几种教练机来完成飞行训练，形成了各自的训练体制。
上述体制中仅列出取得飞行员资格的航校训练阶段，转入战斗部队必须进行转换机型和作战训练后才能获得战斗值班的资格。
筛选飞行和初级训练的任务，是使学员在心理上和生理上适应飞行，并掌握初步飞行技能，一般都是在活塞式螺旋桨教练机上进行。
基础训练（中级训练）的任务，要求学员掌握基本的驾驶技术，能完成特技、编队、仪表、夜航等全套飞行课目。
高级训练的任务，要求提高飞行技术，进行武器训练，为毕业后转换机型、掌握战斗技能做准备。
二、喷教机的发展趋势
70—80年代发展的教练机近37种，其中活塞式飞机6种，涡轮螺旋桨式12种，喷气式教练机19种，其中涡轮风扇14种，涡轮喷气5种。活塞式飞机用于筛选和初级训练，中级训练一般用喷气式教练机，近年有用涡轮螺旋桨飞机的，高级训练则全是喷气式教练机。
1948年，美国T-33“流星”喷气式教练机问世后，相继出现了T-37、“喷气校长”、“教师”等教练机，现在喷气式教练机正在更新。
各国更新教练机的目的，是减少训练机种，提高训练效率和训练质量，降低训练费用，主要是降低全寿命的使用费用。其发展趋势可归纳如下：
1.更新性能低、设备陈旧的老机型
以美国空军为例，目前训练用的主要机种是T-37、T-38喷教机。
T-37自1955年服役以来，因机上没有座舱增压设备，只能在7600米以下飞行训练；飞机载油量少，限制了导航训练；由于设备陈旧，受气象条件限制，有近15%的预定任务完不成。因此于1977年停产，美国空军于1979年6月提出对下一代教练机招标，要求在1988年用新喷教机顶替T-37，有5家公司8个方案参加投标，最后费尔柴尔德公司获得1.04亿美元合同，研制T-46A，加雷特公司获得1.21亿美元的合同，研制F109-GE-100涡轮风扇发动机。到1992年，空军计划购买650架，价值15亿美元。
日本航空自卫队训练一个合格的战斗机飞行员，空中飞行训练达395小时，总训练时间29.5个月，比美、英、法三国培养飞行员的时间长100～155小时。为了缩短飞行训练时间，日本防卫厅决定研制MT-X中级喷教机，使训练周期缩短90飞行小时。
3.减少训练过程使用机种的数量
统计表明，从一种机型转换到另一机型的训练要多飞10～20飞行小时，训练体制中机型多，则使用维护管理复杂，费用大。用一机代替两机或一种飞机担负两个训练阶段的任务，日本用MT-X代替T-1A/B和T-33，英国用“鹰”式飞机代替“蚊”式、“猎人”，意大利用MB-339代替MB-326和G91T。70年代以来发展的初/中，
4.不研制专用超声速高教机
新一代战斗机，如F-15、F-16、F/A-18、“幻影”2000、米格-23等自动化程度高，并不比它们所取代的战斗机更难操纵；战斗机的进场速度与喷教机进场速度差距越来越小，70年代差距约129～148千米/时，80年代这种差距缩小到了46～54千米/时；同时超声速飞机与亚声速飞机比较，超声速飞机的成本和使用维护费用、后勤保障费用高出许多。对新一代喷教机各国都没有提高超声速飞行要求，多数国家飞完亚声速喷教机即上战斗机的双座教练型训练。如在苏联，飞完亚声速L-39喷教机即上乌米格-21战斗机双座教练型训练。
5.使用地面模拟器
使用模拟器可减少空中飞行时间。随着现代技术的发展，模拟器可以给学员接近真实飞行条件的感觉，并且费用低、安全，不受气象条件的限制，可完成多种课目的训练。
6.降低训练费用，发展效费比高的飞机
1980年，英国训练一个符合连队标准的飞行学员需要花费53万美元，训练到能在高速喷气战斗机上服役的要花费170万美元的训练费，随着飞机价格和燃油价格上涨，训练费激增。因此，各国均在训练体制及所用机型上力求降低费用的方法。
有的国家选择经济效益高的训练体制，如采用模拟器减少空中飞行时间；选用性能较高的初级和中级教练机，及早淘汰不适应的飞行学员，以减少花费。有些国家，主要是西欧，鉴于“鹰”和“阿尔法喷气”用于中级兼高级训练不经济，要求发展涡轮螺旋桨中级教练机。因此，80年代出现了一批涡轮螺旋桨教练机（见附表2）。
采用耗油率低的涡扇发动机。
尽早根据学员最终使用的飞机来培训学员，新喷教机在设备配置上接近现役战斗机。
研究效费比高的飞机，如意大利马基公司根据长期使用MB-326的经验，研制成功采用涡喷发动机“威派尔”MK632作动力的MB-339喷教机。根据论证，MB-339飞机每飞行小时的总费用比采用涡扇发动机作动力的“鹰”式、“阿尔发喷气”等教练机低，而且可达到相近的训练水平。罗马尼亚等国也在发展以“威派尔”涡喷发动机作动力的教练机。
7.要求高级教练机经过改装能完成近距支援任务
三、我国新一代喷教机技术要求
1.现在的训练体制
多年来，我国空军训练战斗机飞行员的程序，是从预校选送到航校的学员先在初教6螺旋桨教练机上训练155小时，然后在歼教5喷气教练机上训练85小时，航校结业，学员分配到部队后在战斗机歼5、歼6上训练180～240小时，学员才能参加战斗值班。
经过多年实践，这种训练体制虽为我国培养了一大批飞行员，同时也暴露了缺点。突出问题是，学员上歼教5时淘汰率高，训练周期长。初教6是螺旋桨初级教练机，但在航校训练中实际上担负了初级和中级训练任务，初教6和初教5两个机型飞行性能相差大，操纵特点不同，座舱布置各异，学员在初教6飞行时间太长，形成习惯，转飞歼教5难以衔接。因此，训练体制不适应是淘汰率高、训练周期长的主要原因。
2.新的训练体制
我国战斗机正在更新，必然要求改变现行训练体制，才能适应训练要求，根据我国现在教练机的情况、我国的训练特点以及国外教练机的发展经验，我们设想了一种新的训练体制，即：筛选/初级训练用初教6，中高级训练用教8，高级训练用歼教7。
（1）初教6是性能很好的初级教练机，歼教7已经研制成功，因此只要研制教8就可完善训练体制。如果研制超声速或跨声速喷教机，则可能和英国一样，再研制涡桨教练机，以取代初教6，即要研制两种飞机。
（2）这种训练体制与苏联的训练体制相同。因教8的性能与L-39相当，歼教7与乌米格-21相当。毕业后要驾驶高性能战斗机的学员要经过歼教7训练，一般战斗机飞行员经过教8训练即可毕业。意大利就是用MB-339进行高级训练，根据意大利空军的经验，用MB-339比用高亚声速的“鹰”和“阿尔发喷气”的效费比还高。
（ 3）这种体制用教8可减少初教6的数量，并取代歼教5。歼教5的平均油耗为每分钟26升，教8平均油耗可低于每分钟13升；歼教5用的涡喷5乙发动机总寿命为1600小时，返修寿命为200小时，教 8选用的发动机总寿命为10000～12000小时，热部件检查为120小时，返修寿命为3600小时，且为单元体结构，使用维护方便，因此采用这种体制会大大降低训练费用。
3.我国新教练机的技术要求
为适用上述训练体制的需要，新教练机为喷气教练机，能完成中/高级训练课目、螺旋飞行训练，并担负武器训练任务。根据训练体制的要求并参照常装（1975）15号文件的精神，确定技术要求如下。
（1）飞行性能
最大平飞速度 750～800千米/时
海平面爬升率 25～30米/秒实用升限
留空时间
基本航程
11000～12000米
能连续两次完成复杂特技课目的飞行训练，每次30～40分钟
约1000千米
起飞离地速度 约180千米/时
起飞滑跑距离 450～500米
着陆接地速度 约160千米/时
着陆滑跑距离 400～450米
最大使用过载 +7.33～-3
（2）座舱及救生系统
座椅串座排列，座舱尺寸符合军用飞机标准，采用气密座舱，配备调温通风增压设备，保证两名飞行员全程供氧。
为保证飞行员应急情况下安全离机，应能有效地弹射救生。
（3）机载设备
应能完成3种气象条件下的训练任务。
（4）其他要求
●飞机用一台喷气发动机
●正常起飞重量 3200～3300千克
●外挂重量
●可增挂副油箱
●便于铁路运输
约600千克
四、研制中的教8喷教机
1.概况
根据前述训练体制和技术要求，进行了新教练机方案论证，暂定名教8。教8为轻型中/高级教练机，能完成航线起降，空域特技，导航飞行，编队飞行，仪表飞行，夜航及螺旋训练，并可进行对空对地攻击训练。
教8采用下单翼，正常式尾翼布局，起落架为前三点可收放式。
发动机选型是教练机发展的关键，曾研究了多种利用国产发动机及其改型机的设计方案，均不可行，为此研究了外购发动机的3种可能，即CJ610-8A（涡喷），JT15T-5/8（涡扇），TFE731-2（涡扇）。这3种发动机推力相当。
JT15T-5/8
TFE731-2
CJ610-8A为J85非加力型的发展型，属于J85系列涡轮喷气发动机，采用该系列发动机的教练机有T-38（美国），T-2C、CL-4I（加拿大），SAAB-105（瑞典），均为现役飞机。
采用JT 15D系列涡轮风扇发动机的教练机有S.211（意大利）、P164（英国）、PEYGYINE（美国）。
采用TFE731-2涡扇发动机的飞机有C.101（西班牙）、AT-TC-3（中国台湾）。
考虑到CJ610-8A为成熟发动机，寿命长、维护简单，与JT15D、TFE731相比，由于速度特性好、推重比大，可以获得较好的飞行性能。从国际市场价格看，同推力级的涡轮风扇发动机比涡轮喷气发动机价格高20%～30%。为此，对CJ610-8A方案进行了较详细的方案论证，进行了低速风洞试验，并正在装配木质样机。
选用JT15D、TFE731-2的飞机速度大但爬升率略低，因为发动机资料不全，现尚未作详细计算。这两种涡轮风扇发动机的特点是耗油率低，噪声小。
（1）飞机主要技术数据
飞机全长（含空速管）
（不含空速管）
翼展
机高
机翼面积
主轮距
前主轮距
起飞重量
空机重量
超载起飞重量
最大平飞速度
海平面爬升率
升限
航程
最大航程
续航时间
最大续航时间
起飞离地速度
起飞滑跑距离
着陆接地速度
着陆滑跑距离
教8喷教机的主要特点是：
10.85米
10.23米
9.92米
3.74米
17.51米 2
3.00米
3.78米
3200千克
2175千克
3800千克
约800千米/时
34米/秒
约13000米
1100千米
1750千米
2小时15分
3小时9分
180千米/时
420米
150千米/时
400米
a.飞行速度范围宽：飞机接地速度150千米/时，最大飞行速度800千米/时，最大飞行速度与接地速度之比超过5。
b.机动性好：飞机海平面爬升率达34米/秒，在4千米高度能作持续过载4的水平盘旋。能完成全套复杂特技动作、螺旋训练和攻击训练。
c.满意的失速特性：具有明显失速告警，飞机进入失速和缓，使用安全。
d.发动机安全可靠，使用寿命长。
e.维修方便，出勤率高。
（2）总体设计
飞机气动特性的好坏取决于机翼的设计。为了确定机翼最优参数，用电子计算机先后计算了120多种机翼方案，其中4组机翼进行了风洞试验。现选定的机翼面积为17.51米 2，展弦比5.62，根梢比2.15，主梁后掠角为0度，选用NACA642、A116为翼根剖面翼型，翼尖剖面用NACA642、A414，翼尖相对翼根几何扭角为2度。这组机翼的特点是：
a.具有良好的失速特性。这是一组典型的亚声速层流翼型。机翼失速属于后缘失速型，即机翼失速从机翼后缘开始。失速后机翼升力和缓下降。设计时控制机翼开始失速点在半翼展40%处，这样既保证了大迎角翼尖部位副翼操纵有效，又使机翼升力损失小，失速裕度大，与平尾适当地配置产生明显的失速告警，能有效地保证大迎角小速度飞行和螺旋飞行安全。
b.升力特性好。机翼最大升力大，失速临界迎角大。
c.机翼剖面是层流翼型。在升力系数0.01～0.4范围有一个最小阻力带，飞机的主要飞行状态处于最小阻力区内。