对教练机装备跨越发展六个问题的思考

张弘

(中航工业洪都)

对教练机装备跨越发展六个问题的思考

Thinking on Six Questionsof Striding Development of Trainers

张弘

(中航工业洪都)

教练机是飞行初学者的摇篮、飞行精英的熔炉。军用教练机是教练机中技术要求最高的机种，是航空兵力量建设的铺路石。以教学任务为中心的专用喷气式教练机的研发已历经60多年的发展，期间随着使用需求的变化不断融入教育学、教育心理学和飞行训练理论等相关学科理论的前沿成果。随着主战装备加速升级换代，世界各国都在构建面向未来的军事飞行人员教育训练和教练机体制，也在不断更新教练机使用理念，教练机装备跨代发展需求凸显。

近年来，市场竞争的日益激烈、用户要求的日益苛刻，促使我们更加积极主动地去思考相关问题，并在工程实践中按照长远规划逐步落实和解决。这些问题主要包括六个方面：主战装备的发展对教练机的研制提出何种要求？世界上高级教练机的发展主流趋势到底是什么？高级教练机应如何做到与主战装备的无缝衔接？五代机飞行员训练体系需要何种高级教练机？有人/无人双模的六代机又可能需要高级教练机具备何种技术特点？以L15飞机为代表的高端教练机装备研发还需要哪些科学研究支撑，还需要提升哪些能力？

本文意在对上述问题进行探讨，以期探索中航工业教练机产业整体跨越之路。

1 主战装备的发展对教练机的研制提出何种要求

未来空、海军航空主战装备发展的目的是打赢未来的战争，其基础是未来的作战环境和作战任务所提出的作战能力要求。未来的作战最突出特点就是“空天时代的信息化体系对抗”，这种作战特点非常强调人和系统的集成整合水平。在强对抗中，整合水平越高的一方获胜的理论概率更高。这种对未来作战能力的要求包含两方面的内容：一方面体现在对装备的要求，促进了主战装备的发展；另一方面又对操控装备的作战人员提出了很高的能力要求，促进了训练体制、训练装备体系等的发展。教练机是训练装备体系中的核心组成，专业教练机一般寿命都在8000飞行小时以上，新研型号一般至少10000飞行小时以上，至少要用25年以上。假设研发周期为5年，那么一型教练机至少会影响部队未来5-30年间的战斗力生成质量。

未来的主战装备隐身性能更好，抵达战区的速度更快，机动性更强，对信息技术的依靠性更强，也比今天的装备更加致命。未来的作战人员将成为全天候、全地理环境、高度信息化的联合作战体系中的高智能作战节点。未来的战斗机飞行员不仅要能驾驭先进战斗机进行持续大过载、高能量机动，还要具备从错综复杂的信息源中综合各种信息、快速进行战术决策的能力，更要学会管理，充分协调资源、协同作战、以最小的代价完成任务。为了实现这种能力培养目标，整个训练体制要让飞行学员在教练机训练阶段接受更多的、更具有广泛适应性的训练内容，为未来主战装备和相关战术做好准备，为比以前更广泛和更加不同的任务领域做好准备，从而使毕业学员真正做好准备去迎接未来作战任务，而非仅仅是成为喷气式飞机驾驶员而已。

飞行员培养的新需求要求教练机能够提供相应的能力培养环境，简单说可以分为态势管理能力培养环境、风险管理能力培养环境和任务管理能力培养环境等三类环境。

其中，“态势”指的是影响飞机和机组的因素及状态，简单的说就是飞行员周围发生的情况。“态势管理”就是要在特定时间段内，对影响飞机和机组的因素及状态进行准确理解，并采取合理有效的手段完成预先规划的或是突发的任务。态势管理能力的培养环境又包含5个方面：

一是精确操控环境，也就是飞行学员练习精确控制输入量，让计算机精细化控制机动飞行。未来的主战装备不管采用的是电传操纵系统还是光传操纵系统，其本质都是人通过操控装置控制计算机，计算机按照预先定义的控制规律精确地协调控制飞机多个可调气动控制面，同时有可能还要对动力系统也进行精确控制、矢量控制，从而使飞机敏捷、高效地完成预想的机动飞行动作。教练机上有这样的操控环境或是能够模拟出这样的操控环境，就能够使飞行学员养成正确的操控习惯，防止养成“痼癖”。

二是能量管理环境，也就是飞行学员精确控制飞行态势以确保连续机动能量。回顾空战历史，机动能量一直是空战制胜的关键之一。三代机强调了能量机动性，四代机利用先进发动机和推力矢量，更加突出了高能量机动。教练机具有类似的环境，可以使飞行学员尽早熟悉连续机动飞行中保持飞机能量的方式方法，提高技能 “正迁移”，提高后续训练的效率。

三是高机动环境，也就是让飞行学员在实际飞行中增强过载意识和抗大过载、连续过载能力。以美军为例，上世纪八、九十年代大量装备F-16等高敏捷性战斗机后，由于 “推拉杆效应”，即小过载推拉杆操纵后，连接大过载动作易使飞行员产生短时反应迟钝、意识丧失等问题，造成飞行事故频发，导致二代机不存在的 “推拉杆效应”成为了三代机飞行员的 “必修课”。刚毕业的新飞行员在分配到F-16部队之前，要在卢克训练基地训练两年时间，最先补的课就是高机动飞行。如果在教练机上就可以实现高机动飞行，那么就可以减少在更加“昂贵”的战斗机上的补课，让战斗机的寿命用于更高级的战术训练和作战。

四是信息化环境，也就是飞行学员需要循序渐进地养成快速、准确判读数字信息和多源信息的能力。第三代以上的战斗机多数在座舱内配置一个平显、三个多功能显示器或是一块触摸屏显示器，有的还配置了头盔显示器等，同时座舱内还有多种信息提示、告警和通信联络信息。战斗机飞行员置身于座舱中，视觉和听觉经常充斥着各种信息，需要自己对这些信息进行筛选、判断、快速确定优先级别，甚至同时还要在高威胁作战环境中面临敌机导弹攻击或是地面防空武器射击的情况下，考虑采用何种战术完成作战任务。国内外的研究都表明，这种能力需要从飞行训练的早期 （也就是教练机训练阶段）就开始逐渐养成，否则一旦不符合战斗机要求的注意力分配和转移习惯“定型”后，就需要花更大的代价来纠偏。

五是座舱/机组资源管理环境，也就是培养飞行学员准确判断工作负担并在必要时请求支援的能力。“机组资源管理”一词源自民航，经典的解释是“所有可用资源的有效利用（硬件、软件和人力），以获得安全有效的飞行运行”，换句话说就是，“组织所有可用资源，组织团队协作完成任务”。对于军用运输机等多成员机组而言，这个词仍然适用，但是对于战斗机飞行员，尤其是单座战斗机飞行员而言，就是“座舱资源管理”。未来的先进战斗机飞行员要想取胜，必须成为好的“座舱”领导者，为了完成任务，所有类型的资源都应当予以考虑。美军战斗机飞行员从上世纪九十年代开始逐渐强调“座舱资源管理”能力培养的重要性，有意识地在教练机训练课目中增加相关内容，并做了硬性的训练规定。

未来主战装备飞行员的培养，要求教练机能够提供的第二类能力培养环境就是 “风险管理能力培养环境”，也就是飞行学员养成在计算机的帮助下进行安全监控和预防的习惯。这与大多数二代机需要飞行员消耗较多精力监控危险飞行边界截然不同。第三代以上的战斗机配置了机载计算机，可以代替人来完成一些常规、程序性、重复性的安全监控工作，按照要求给出不同等级的信息提示，必要时还可自动控制避免飞机进入危险状态。这种计算机和自动化控制能力的增强，使得飞行员在飞行中的精力分配出现重大转变，飞行员突然发现有的时候没有事情可做，飞行的乐趣也少了很多，但这时往往意味着安全风险在悄悄降临，真的出现险情时的处置反应往往直接决定生死。飞行学员空中经验少，精力分配习惯尚未定型，在飞行学员阶段就注意培养风险管理意识可以为在战斗机上少犯低级错误奠定扎实的能力素质基础。

任务管理能力培养环境是培养未来主战装备飞行员，要求教练机能够提供的第三类能力培养环境。主战装备的技术提高后所带来的结果是减少每次作战所需要的空勤人员。主战装备的信息技术和先进导航系统将可以部分替代人力来完成信息的处理，但同时，空中作战也需要更加精确的情报和增加精确制导武器的使用。因而要求飞行员掌握先进的信息系统，能在飞行中进行任务规划，能使用更多的武器执行多目标打击任务。更加复杂的技术和任务环境要求战斗飞行员具有更强的信息综合、机载系统管理能力、态势感知保持能力，能够快速准确理解信息化战场态势并快速合理决策，实现作战意图。目前，这种任务管理能力的培养已经前伸到了飞行学员训练阶段，教练机显然必须满足相应的要求。

未来主战装备的发展和未来作战能力要求不仅会影响到整个训练体制和训练大纲的规划，而且最终将集中到教练机发展要求上。当然，整个训练体制的训练效益问题也是必须关注的问题，提高训练效益的关键是：让每一个具有潜质的学员成为真正的作战人才；尽早淘汰每一个不能满足未来作战装备和任务能力需求的学员。在教练机发展乃至教练机装备体系构建中，必须从整个训练体制全面考虑训练效率和训练成本的问题。

2 世界上高级教练机的发展主流趋势到底是什么

所谓的“高级教练机”是指飞行学员通过了飞行基础训练，进入专业基础训练时所采用的教练机。对于战斗机、攻击机等作战飞机而言，高级教练机主要用于高级飞行技术训练和部分战斗技术训练。通过训练考核，淘汰不适于驾驶作战飞机的学员（一般数量较少）。高级教练机在各国空军装备中起承上启下的作用，占有重要地位，对飞行员学员的训练水平、训练质量和训练效益均有很大影响。高级教练机配置原则是向前与基础教练机形成合理的跨度，向后能与未来20-30年间的作战飞机形成有效衔接，总体达到缩短飞行训练时间，降低飞行学员的淘汰率，提高训练效率的目的。

回顾喷气式教练机的发展历史，我们可以看出，喷气式教练机已经历经了三个主要的发展阶段：

◎第一阶段是上世纪40年代末到60年代末

为了满足部队安全培养高速喷气机飞行员的需要，提高飞行教学的安全性。早期主要由在役喷气式战斗机改双座型而成，后来逐渐开始探索针对喷气式飞机飞行训练专门设计教练机。这一阶段的喷气式教练机针对机械操纵系统和分立仪表判读进行高速喷气式飞机飞行技术的教学，在螺旋桨教练机和高速喷气式战斗机间起到性能衔接的作用，减少飞行训练跨度，提高训练安全性，减少淘汰率。简单讲就是，教练机从简化了武器等配置的双座战斗机变成了专业的教练机，教练机的发展开始考虑 “人”——特别是新学员成才的规律。

这种培养思路的转变在美国空军训练体制的高级教练机配置上显得非常突出。1950年美军飞行学员训练体制中开始引入T-33喷气式教练机，T-33是F-80的双座改装型。根据美军史料，F-80是美国空军第一架喷气式战斗机，于1950年在朝鲜战场上与米格-15一起开创了喷气机空战的先河。之前的三年间，美军已经探索了将F-80直接作为高级教练机进行学员培训的可能性，试验结果表明需要有双座喷气式教练机。T-33的单机价格约为F-80的1.3倍。

朝鲜战争使美军意识到喷气式战斗机的空战不仅需要专门培养高质量的专业飞行员，而且还需要保持一定的数量规模。因此，1952年美军发布全新飞行员训练计划，引入“轻型飞机筛选计划”提高初始学员的质量，降低淘汰率。1958年，根据朝鲜战争的空战经验和大量装备喷气式战斗机的现状，美军开始执行“全喷气机训练计划”，在当时的两阶段学员训练中引入了T-37作为基础教练机，从而与高级教练机T-33构成了简洁的战斗机飞行员培养体制。T-37是美国空军第一架按照教练机理念进行设计的双发基础教练机，其飞行特性有助于飞行学员将学到的操纵技能转换到更大、更快的喷气式飞机上去。当时T-37的单机价格约为T-33的1.35倍，使得当时的训练体制中基础教练机的价格比高级教练机的价格还贵。

当时在“全喷气训练计划”中最需要调整的环节就是T-33，因为T-33毕竟是“多了一把椅子”的“简化版”战斗机，并不太适合教学。美国空军需要研制一种新型的性能优于T-33的喷气式教练机，这样可以使学员更好地适应装备的新型战术飞机F-4等。美国诺斯罗普公司当时正在研发新型高性能轻型战斗机N-156及其双座教练型N-156T。当时美国空军对轻型战斗机没有兴趣，却对N-156T教练机“一见钟情”，军厂双方一拍即合，经过按需改型为专业高级教练机T-38A，成为美国空军第一种超音速教练机。当时选择T-38的官方理由是与已经服役的一些战斗机相比性能优良、维护使用费用低。T-38自1961年服役于美国空军，因其设计完善、使用经济、维护简便、性能优秀和优良的安全记录，得到了广泛的应用。T-38A于1972年停产，其中一些飞机改为AT-38B，成为战斗入门教练机，用于外挂弹药投放训练。T-38A的单机价格在当时算是相当昂贵的，单机价格约为其前任T-33的6倍多。因其优良的性能和低使用费用，1974年到1982年美国空军“雷鸟”特技表演队和美国海军战斗机武器学校TOPGUN作战模拟项目也选用了T-38A。近七万名美国空军飞行员在这种世界首型超声速教练机上获得了他们的飞行技能，至今T-38仍然在役，这充分表现出美国空军当年的项目采办魄力和远见卓识。

◎第二阶段是上世纪70年代到80年代末

随着喷气式战斗机技术和空中作战技术的发展，飞行员的培养日趋复杂和昂贵。为在军费缩减的情况下，降低飞行员培养成本，减少淘汰率，提高训练体制效益，欧洲各国开始专门设计具有较高训练效能的，能够承担教练/作战一体化任务的喷气式教练机。这些基础/高级教练机主要用于加强战斗技术训练，着力提高训练效能。各国军方都对这些教练机提出了教练/作战一体化的要求，并强调模拟器是实际飞行训练的有效补充，同时各国还基于这些教练机开始构建更合理、更科学的训练体制，大大提高了训练效益。这期间发展的典型机型是法、德合作的“阿尔法喷气”、英国的“鹰”系列、意大利的MB-339、捷克的L-39和L-59、中国的K-8等。

◎第三阶段是上世纪90年代初到现在

二十世纪九十年代开始，第三代战斗机乃至更高性能主战装备的采购维护费用与军费总额限制之间的矛盾日益突出。伴随着冷战的结束，各大国空军不惜代价、优先大量装备战斗机的情况成为历史。美国凭借其雄厚的经济实力得以维持其数千架之多的第三代战斗机机队，前苏联则被完全拖垮。前苏联解体后至2004年前，俄空军由于飞行员训练不足发生了许多飞行事故，航校飞行员训练水平不足，导致战斗机寿命大量低层次消耗在补课上，战斗机 “买不起、用不起”的问题非常突出。为在满足主战装备不断提高的训练要求的同时，降低整个战斗机飞行员训练体制的训练成本，一些国家开始发展新一代高级教练机。截止目前，国际上只有4型机是公认具有竞争力的，包括俄罗斯的雅克-130、韩/美联合研制的T-50、意大利的M-346和中国的L15。新一代高级教练机出现有其历史必然性。首先是强国军队纷纷“退役二代、换装三代、发展四代”，主战机队发生质变的同时，军费紧缩又要求保规模，节省战斗机寿命。其次是三代机大量、普遍装备，意味着三代机平台技术、数字电传飞控、数字化综合航电、数字化控制发动机等技术已经逐渐成熟，安全性和成本已经可以控制到允许在高级教练机上使用的程度。最后是新的使用要求，如面向未来主战装备培养人才的优良教学功能和环境、教练/作战/保规模一体化使用需求等等，都不是在传统的二代机平台上发展的教练机所能完全满足的。

回顾这段发展历程，应该说是经济状况不佳的前苏联/俄罗斯引领这一新潮流。俄罗斯空军的理由有三条：一是寿命2000～3000飞行小时的三代机队无法保持规模化发展；二是必须在减少战斗机寿命损耗的同时保持高质量飞行员队伍规模；三是靠从培养二代机飞行员，再择优改装三代机的人才培养模式，在面对三代机大量装备的现实时就无法保证高质量人才的规模化培养，因此“培养二代”的训练体制必须革新。俄罗斯空军新高教项目的显著特点，后来也成为新一代高教机的发展标杆，这些要求包括：

◆采用三代机气动布局，具备高机动性和敏捷性

◆采用数字化控制涡轮风扇发动机，具有高推重比

◆采用数字电传飞控系统、数字综合航电系统、现代化座舱

◆要具有高安全性、高可靠性、长寿命、高效费比，同时还需要围绕高级教练机组成综合训练系统

◆依靠一机多型发展实现教练/作战/保规模一体化

现在世界上高级教练机发展的主流趋势可以用两句话来总结：

第一，既有先进战斗机的机动性，又有教练机的低速安全操纵性

当高级教练机具有与作战飞机相似的飞行性能和机动性时，就可以加深学员对训练任务、乃至未来作战任务的了解。一方面这可以使得心理、生理素质达不到满足未来作战任务要求的学员被淘汰；另一方面，优秀的学员可以更快提高技能水平，经历过高难度技能训练的飞行员可以更加自信、从容地应对未来的挑战。高级教练机的低速安全操纵性可以为学员提供一个安全可控的、可以循序渐进提高难度的良好学习环境，在降低入门门槛的同时提高了学习质量和成才率，从而可以使学员真正建立起面向先进作战飞机的、正确的飞行本能。

第二，低成本复现先进战斗机的系统功能

先进战斗机的系统功能很多需要高性能机载设备的支持，但是高级教练机是有可能做到低成本的。因为，机载系统数字化以后，非常多的信息对飞行员体现为数字、符号、声音、提示灯光等，这些都可以通过专门的嵌入式训练计算机进行想定模拟，还能与数字综合航电系统进行系统级整合，进一步减少成本和占用空间。先进的综合航电系统和机载嵌入式训练系统的组合在 “复现先进战机系统功能”的同时，可以灵活组配机载设备、“模拟”和“真实”相结合，既能满足训练需求，又能减少设备费用，大幅减少实弹实装的训练使用。

只有满足了这两方面基本要求，高级教练机才能再通过综合训练系统和相应的体系配套建设，为未来主战装备飞行员的培养提供良好的态势管理能力培养环境、风险管理能力培养环境和任务管理能力培养环境。

3 高级教练机应如何做到与主战装备的无缝衔接

能与主战装备实现无缝衔接的高级教练机首先应该在飞机平台能力设计上达到 “低成本复现主战装备的飞行性能和系统功能”，这里的主战装备是指在未来20-30年间的。但是如何满足 “基本飞行、技术、战术的全部训练需求”呢？这就需要追根溯源。

未来飞行训练的核心在于提高人执行任务的能力，这种以人为本，以能力培养为中心的训练装备发展要求，目的是以能够又好、又快、又省地批量培养满足部队任务需求的飞行员。那么怎么落实呢？具体说就是 “下载”，战斗机的训练任务向教练机下载，教练机的训练任务向地面模拟器下载，地面模拟器的训练任务向计算机辅助教学手段下载，也就是在最可能产生训练效益的训练阶段使用最具有训练效益的训练手段， “在正确的时间，用正确的方法，教正确的技能，从而最终达到正确的学习效果”。如果不是以作战任务为基础的话，则很有可能在训练中导致因无效训练造成的浪费和错误淘汰。其关键在于什么样的任务需要什么样的训练装备，训练战斗机飞行员就应该采用战斗训练的思维而不是驾驶训练的思维方式，新的教练装备就应该让学员可以更容易掌握基本技术，但战术训练内容应该更加复杂和真实。

实际上，以具有适度先进性能的高级教练机平台为核心，全面构造综合训练系统才能真正实现“无缝衔接”。综合训练系统是目前最前沿的高级教练机发展思想，其根本宗旨是实现训练效益的最大化。其主要包含三大子系统：飞机系统、地面训练系统和综合保障系统：

教练机综合训练系统的地面训练系统主要包括：任务训练模拟器、飞行训练模拟器、维修训练模拟器、电化教室等计算机辅助教学手段，整个地面训练系统由地面训练管理中心进行协调和管理。

教练机综合训练系统的飞机系统除了传统意义上的飞机平台及其系统之外，还包括机载嵌入式训练系统。机载嵌入式训练系统将真实的飞机、真实的飞行和虚拟的世界相结合，可以实现“不需要真枪实弹的真实作战训练”，可以为飞行员提供更多的虚拟实弹演习和虚拟协同作战的机会，甚至可以创造虚拟的高隐身飞机对抗训练条件。与地面模拟训练不同的是，飞行员可以在空中模拟的作战训练环境中真实地体验到生理和心理的巨大冲击，既可以安全施训，节省实弹实装，又可以提高训练质量，这无疑对于战斗机飞行员的训练将起到重大的作用。

教练机综合训练系统应该是一个集飞行员训练、地勤人员培训、训练保障于一体的一揽子训练解决方案。在教练机综合训练系统的规划中必须考虑满足未来训练需求的灵活性问题。这一方面需要整个规划顺应符合未来机队发展的趋势，确保在技术上保持较长时期内的教练机综合训练系统整体框架的先进性，也即是以具有前瞻性的平台性能和系统框架结构保证持续满足训练需求的能力。另一方面也必须根据训练装备现状，从满足训练的稳定和持续发展的角度对教练机综合训练系统的训练效能、经济性和项目进度等进行规划，从而规避风险、分阶段满足需求。

4 五代机飞行员训练体系需要何种高级教练机

以F-22A、F-35A为代表的第五代战斗机的飞行员培养问题，现在已经从前沿课题变成热门话题了。原因是什么？因为世界上最成熟的、也是唯一真正服役的第五代战斗机F-22A在近两年，先后经历了坠机、停飞、训练飞行高度受限、飞行员想转岗、暂停执行远程飞行任务等等一系列的变故。美国洛克希德·马丁公司今年五月才交付了最后一架批生产F-22。根据美国审计总署的资料，最新的F-22A价格超过4亿美元。那么世界上最贵的战斗机为什么会在形成初始作战能力6年多后突然发生这样的问题？美国空军官方的说法是F-22A的机载制氧系统存在缺陷。众所周知F-22A配置矢量推力动力系统，具有超机动能力。F-22A刚开始服役的时候，就有美空军的资深飞行教官担心其超机动能力将会从起飞和降落阶段开始就给新飞行员出难题。因此，最先改装F-22A的都是三代机飞行经验达到750小时以上飞行精英。飞行员在空中进行机动飞行等训练时是需要按规定吸氧的，一旦出现氧气不符合要求或供氧不稳定的问题，就容易造成飞行员缺氧、甚至出现意识模糊；如果停止供氧10秒以上就会出现意识丧失，中低空飞行时就会直接导致机毁人亡。飞机的机动动作越剧烈、持续时间越长、飞行员处于生理极限的概率越大，对飞机供氧保障相关设备的要求就越高。也许正如三代机大量装备几年以后才出现“推拉杆效应”等高机动、高敏捷性飞机飞行员遇到的特殊问题一样，又是F-22A特有的“超机动能力”给飞行员能力和机载设备提出了原来没有预见到的新要求。当然这只是推测，但是从中我们还是要思考，由于F-22A和F-35A都没有发展同型双座教练机作为同型改装飞机，那么如何解决第五代战斗机飞行员规模化培养的问题呢？

美国空军装备F-22A之后一直在尝试解决这个问题，由于美国空军的高级教练机T-38C并没有三代机的高机动飞行能力，因此无法进行“超机动”战斗机专业基础飞行技术训练。美国空军解决的办法就是利用其现有的庞大的F-15、F-16机队和飞行员规模储备。

首先，美国空军在初期采用的是 “精英改装模式”，小批量多班次逐渐摸索大纲。由于F-22A是一种多用途战斗机，它既能争夺战场制空权，又能执行对地攻击任务，因此，美国空军尽量选择有驾驶多用途战斗机背景的飞行员 （例如驾驶F-16D和F-15E的飞行员）来接受驾驶F-22A的培训。然后，当训练模式逐渐成形的时候，400-500小时飞行经验的三代机飞行员开始加入改装F-22A。最后，在训练模式基本成熟后，飞行学员也有机会接受培训。一旦F-35A也大量服役，美国空军将不得不完全从“精英改装模式”转变成“高效生长模式”。根据美国空军教育和训练司令部近两年的资讯，美国空军第五代战斗机飞行员训练目前采用的是“过渡性”解决方案，正在积极推进长远解决方案。

目前的“过渡性”解决方案是：首先，新飞行员在T-38C上完成专门设计的战斗入门训练课目（主要是强化了空战机动的体验内容）；随后，新飞行员在F-16双座同型教上完成改装过渡训练课目，课目强化了重大安全风险内容训练。最后，再通过高仿真地面模拟训练系统和F-22A的实际飞行训练，完成改装训练，获得初始机型资格。后续还要进行部队战备任务资格培训等，方能获得作为僚机执行战备值班任务资格，并进入正常飞行员职业晋升培训。在改装过渡训练课目中被强化的重大安全风险内容训练包括：起飞和着陆、高机动飞机驾驶技术训练、高机动飞机战斗飞行技术训练、昼夜空中加油、夜间组合课目等。

“过渡性”解决方案的基础是F-16双座同型教，但是，根据美国空军的预计，其F-16机队将于2025年前后退役，2020年前后F-16双座的数量就无法满足批量培养五代机飞行员的需求。于是，美国空军教育和训练司令部近三年开始积极推进长远解决方案。该方案的核心是引入先进的新型高级教练机T-X同时替代T-38C和F-16双座，通过一机多型，同时满足F-16系列、F-15系列、F-22A和F-35A飞行员的培养，并以之为基础重构美国空军战斗机/攻击机飞行员专业培养的体制，真正实现 “高效生长模式”。

美国空军的专项研究提出，未来作战能力需求和主战装备飞行员培养需求对T-X的要求包括：可以执行高机动飞行技术训练和技战术训练、具备昼夜空中加油训练能力、可以执行夜视兼容训练，具备类似于未来主战装备的起降性能，减少未来主战装备起降训练损耗。同时，美空军飞行教官们对T-X还要求至少具备下三种新能力：培养飞行员信息收集、综合和区分优先主次的能力、培养飞行员管理信息、传感器和武器的能力、培养飞行员座舱资源综合调配能力。这三个能力要求的基础还是高机动平台和高技术系统的组合。

目前，美国空军已经开始评估T-X，主要机型就包括了T-50和M-346。美国防部计划在T-X上进行一机多型的发展，主要有高级教练型、战斗入门型、双座攻击型和舰载型等，数量将为350～500架。今年在英国伦敦“军事飞行训练”会议上，美国空军T-X项目主管介绍说：“T-X提供了对高级飞行训练体制进行根本变革的机会，高层领导现在已经认可了T-X的需求，预算经费将决定何时推进项目。”目前受制于“钱”的美国空军设定T-X形成训练能力的“后墙”为2019-2020年。

5 有人/无人双模的六代机又可能需要高级教练机具备何种技术特点

所谓的第六代战斗机是指在目前以F-22A和F-35A为代表的第五代战斗机之后进一步发展的下一代战斗机。美国空军2007年首次公开讨论了这个军用航空装备的发展前沿问题，美国军工巨头纷纷跟进，美国波音公司的“鬼怪”工厂和洛克希德·马丁公司的“臭鼬”工厂等积极开发第六代战斗机的特定技术，不时抛出新概念和新的作战想定。目前第六代战斗机还没有比较明确的定义，但是比较广泛传播的概念能力想定包括：超高隐身、全飞行包线 （从亚声速到数倍声速）、可变形、有智能蒙皮、高度网络化、有超高灵敏传感器、可选有人/无人驾驶、定向能武器。

实际上，无论第六代战斗机是有人/无人驾驶混合模式还是完全的有人或无人驾驶，对人员的培养都是不可或缺的。无论武器装备如何先进、能力如何强大，但是驾驭或是管理这些武器装备完成任务的依然是高素质的人。F-35A在研发飞机的同时就同步规划了相应的一体化训练系统，并在其机载系统设计中整合了相应的功能。之所以洛克希德·马丁公司能做到这点，就是因为在JSF概念发展的同时就不断结合作战想定提出对人的任务能力素质培养要求，并同时迭代开展与训练相关关键技术的预先研究、提前突破。现在F-35A还在试飞，美国空军教育和训练司令部已经在同步建设F-35A训练中心。另外，训练技术的预先研究又可以提前对人的任务能力平均水平进行预警，从而反过来为装备研发方向调整提供参考。装备技术水平和人的能力达到和谐统一，方能使人-系统整合的水平最高，装备性能得到最佳发挥，真正实现装备发展的初衷。

未来的第六代战斗机很可能将与今天的战斗机有着截然不同的特征，机上系统能够达到一定的智能自主水平。虽然人工智能已经取得极大进步，但是在全空间态势感知、快速信息分析、决策行动等方面与人脑的还有很大差距，这都需要长期努力才能做到。计算机处理能力得到了快速增长，但是机器仍然很难处理瞬间可能发生的无数潜在态势，在机器具备这样的能力前，战斗机还是需要人的在环控制和管理。虽然对未来控制和管理第六代战斗机的人需要的能力，目前仍然处于探索阶段，但可以明确的是，这样的一些能力培养要求自然就需要与之配套的高级教练机或是教练机综合训练系统提供相应的训练环境。有人/无人混合模式主要可能从两方面提出训练需求

◎第一方面是“平台人机整合”

未来的第六代战斗机可能不是自主的，但是可以学习并为飞行员提出行动建议。那么高级教练机就应该具备这样的机上虚拟训练系统，能够由教员设定不同的作战场景和机上系统的智能自主水平，然后让学员学习如何驾驭这样的战斗机执行不同烈度的作战任务。换句话说就是要在高级教练机上让学员学会在座舱内如何与机器人机组成员划分权限、统筹资源。

◎第二方面是“有人机/无人机编队整合作战”

未来的第六代战斗机可能是有人驾驶的，但是伴飞的却是数字化的僚机，后者作为额外的 “传感器-射手”，并且可以接受语音指令。配套的高级教练机就应该具有模拟这样的僚机，让飞行学员有逼真的视觉感受，让学员有机会培养自己一边驾驭战斗机作战，一边指挥数字化僚机协同的能力。随着无人机技术的快速发展，将有可能在未来生产出自主式机器人战斗机。但是无论如何智能化，武装化的机器必须接受人的绝对领导，必要的时候人可以降低机器的自主权限。因此，未来的飞行学员还需要循序渐进培养自己充分利用资源、管理多架无人机作战的空中训练环境。这实际上对高级教练机应该具有的态势、风险、任务管理三大能力培养环境提出了更高的要求，这些要求迫切需要我们从现在开始就不断探索、深入研究。

6 以L15飞机为代表的高端教练机装备研发还需要哪些科学研究支撑，还需要提升哪些能力

前面已经介绍了L15飞机与和雅克-130、M346、T-50都属于同步发展的国际上最新一代高级教练机，相比而言，L15飞机是中国研发的、具有自主知识产权的、达到世界级水平的教练机，是目前世界上唯一的双发超音速新一代教练机。美军的T-38虽然也是双发超音速，但是就算是1972年最后生产的，也已经40年了。新一代终将替换老一代，这是不可逆转的。经过专家飞行评估，L15飞机在国内现在是唯一一型可以让飞行学员毕业后具备“直上三代”能力的高级教练机。

L15飞机最大的特点是具有高级教练状态和战斗入门状态两种可选配置。虽然还是“一机多型”的设计理念，但是L15飞机有自己的创新。L15飞机高级教练机状态配装的是非加力发动机，是高亚音速高级教练机，主要用于和基础教练机衔接完成高级飞行技术训练和部分战术训练，以低成本地培养飞行学员对先进战斗机的适应能力，并掌握一定的战术技巧。而L15飞机战斗入门状态配装的是加力发动机，是超音速高级教练机，系统功能和飞行能力更接近于先进战斗机，主要是用于满足战斗入门训练和战斗技术保持训练需求。连发动机都成为可选配置，这在世界教练机发展史上也算得上是罕见的。

L15飞机的研制初衷就是面向国内、国外两个市场，一机多型的设计理念是我们可以提供给用户更加多样化的选择，也是我们面对市场的竞争优势之一。我们可以根据用户现有的机队规模、教练机配置情况和未来对飞行学员的培养需求、采购经费的预算来选择推荐高级教练机状态或战斗入门教练机状态，或者两种状态的组合配置。这样就为用户精细化管理训练装备体系、提高训练效益创造了条件，也为L15飞机占领不同需求的市场创造了机会。今年在英国伦敦召开的军事飞行训练会议上，与会国外代表的发言就表明这样的理念已经逐渐得到广泛认同。

L15飞机在同类产品中配置灵活性和客户群适应性应该是最强的，记得2010年11月珠海航展期间，中航工业集团公司李玉海副总经理曾经对L15飞机有过这样的评价：“（L15飞机）为了满足不断拓展的用户需求，按照一机多型的发展思路，实现了立足现在、面向未来、系列化发展的设计理念。L15系列高级教练机研制成功将对我国的航空武器装备和军事飞行训练带来深远的影响，深信其必将成为世界教练机市场上最受欢迎的教练机。”

L15飞机属于目前世界上性能最高的教练机之一，这些高性能教练机研发中实际上存在着一些特别突出的制约条件，使得无法采用与战斗机研发完全相同方法。教练机的研发工作具有研制经费受限制、研制难度和受重视程度不协调、市场竞争激烈、用户国主战飞机更新换代带来的改型需求变化多等等特点。战斗机设计只需考虑等级飞行员执行任务的需求，教练机却要为从初学者到等级飞行员提供从熟悉喷气机飞行到高级战术训练和演习的实装训练环境。显然，教练机在研发要求、设计原则上与战斗机必然存在诸多不同，其中“教学任务能力设计”更是战斗机设计中所不具备的。先进主战飞机飞行员培养要求实际上对教练机的研发提出了异常苛刻的要求，最突出的要求就是安全性、一机多型和经济可承受性三者兼备。

飞行学员初始技能水平低，容易出现“错、忘、漏”和粗暴操作，飞行情况复杂时易出现精神紧张状态，进一步加大飞机超出飞行状态使用区域的概率。如果教练机没有一定的自动化安全保障措施，会对学员的心理产生极大影响，从而降低其学习的欲望和培训效率。为达到训练目标，教练机必须尽量逼真地再现真实作战任务时影响飞行员的所有因素，消除妨碍学员培养和巩固必要技能的精神紧张状态，防止发生重大事故。这些要求的矛盾是显而易见的。因此，如何为L15项目开发更完备的机载飞行安全保障系统就是一个迫切需要开展的研究方向。

L15项目的发展理念是“一机多型”，需要使教练机的特性与目标飞机的特性协调，这将显著加剧设计矛盾，使气动力设计问题复杂化。教练机及其改型机的气动力设计存在很多制约，主要包括：可供选择的合适尺寸的发动机产品非常有限、必须尽量降低技术风险和研发费用、机载系统复杂度增加、非常长的使用寿命和提高飞机可维护性要求（导致重量增加）。

各空军强国之所以革新军事飞行训练理念，原因在于采用战斗机进行基础训练的经济可承受性不好。高性能战斗机越来越昂贵的同时对战斗力质量的要求也越来越高，如何将战斗机有限的飞行小时数利用得更有价值已经成为各空军强国训练体制改革的重要目标。于是像L15飞机这样的高性能教练机就必须承担相应的训练任务。但是采用高性能教练机进行战斗基础训练的目的就是要节省体系训练成本，因此，高性能教练机既要有能力，又要有很好的经济可承受性，因为客户已经变得更加挑剔，要想有市场就必须让客户满意。“既要马儿跑，又不让马儿多吃草”的寻优准则和成本控制意识将贯穿高性能教练机的研发全过程。

2010年11月，中国人民解放军空军和中国航空工业集团公司在珠海共同主办了 “军事飞行训练国际交流会议2010”，中航工业洪都作为唯一的主机厂所协办单位参加了会议组织协调工作。应该说这次会议的规格很高，会议无论形式、组织机构，还是内容都有很多创新，共有来自18个国家空军和工业部门的高级官员、飞行员及军事飞行专家百余人参会。林左鸣董事长出席会议并在大会致辞中强调：中航工业要积极应对飞行训练体制变革带来的巨大挑战，始终站在航空科技前沿，加速推进军事飞行训练装备研制和产业化进程，要努力打造适应未来发展需求的明星、名优、名牌产品。

在第八届珠海航展期间，林左鸣董事长还欣然题写了“把猎鹰打造成中国又一型名机”的字句。这既是对L15项目阶段性成果的肯定和鼓励，同时又是对洪都的鞭策和要求。“一代名机”意味着不仅要把L15飞机研制出来，而且要在世界范围内得到广泛认同，不仅要国内装备，而且要抢占国际市场份额，要科研项目成功，更要商业成功。“名机”铸就，靠的是全方位的“能力”支撑。

中航工业洪都以军用教练机起家，被毛泽东主席誉为 “这在建立我国的飞机制造业和增强国防力量上都是一个良好的开端”的初教-5飞机就在这里起飞，初教-6、K-8都取得了项目和商业双丰收，与世界同步研发、具有自主知识产权的L15飞机的总体技术水平更是已经达到世界级水平。作为中国唯一的教练机科研生产基地，中航工业洪都已经形成了初级教练机、基础教练机、高级教练机的教练机全系列产品，并正由独立的教练机产品供应商向基于全谱系、全方位的专业化飞行训练的集成系统供应商转型升级。即使放眼全球，这样的全系列教练机专业厂商也寥寥无几。但是对于像L15飞机这样已经开始和世界级对手进行直接竞争的项目而言，我们已经开始在管理、科研、生产等多个方面加速提升能力。

中航工业洪都正在从机遇导向型向战略导向型发展，“引领飞训，军民结合，驾驭规模，跨越发展”的中长期发展战略逐渐成型。我们以前所未有的开放心态，从内部和外部条件出发，从行业规划和用户需求中寻求空间，高起点寻求战略定位和产品占位，认真梳理发展模式，深入挖掘价值贡献点，进行顶层经营规划设计，积极打造国际一流的飞行训练系统供应商。

中航工业洪都正在实施管理创新，流程规范运营。通过机构精简，整编优化，部门的壁垒和条块的分割得到治理，以综合平衡计分卡为绩效导向，管理职责进一步理顺，梳理岗位体系，清理岗位设置，“长家”分设，长家匠分离；从传统的以行政管理为模式向现代的以业务运营为模式过渡；副总师作为项目牵头人协调资源，初步实现决策重心上移，执行重心下移。强化流程管理，以信息化手段固化流程，打通和优化各业务领域、层次结构之间的路径，实现工作显性化、程序化、规范化。

为了实现能力突围，中航工业洪都正在加速推进制造技术振兴工程、质量提升计划、信息超越计划等，一揽子细化项目覆盖了设计、工艺、制造、管理、售后的全价值链，3条数字化装配生产线、6大加工中心逐渐成型，科研生产管理模式正在发生转变。目前，中航工业洪都的运营管控系统已经启动，计算机辅助工艺设计、集成质量系统、制造执行系统、试验数据管理系统、产品数据管理系统等十大管理创新系统有序推进，不仅逐步实现了产品数字化设计制造协同管理，而且能够集成企业各应用信息系统，形成统一工作平台，实现企业跨系统、跨部门流程的整合，促进企业管理规范化、过程标准化和流程自动化。

从L15这个项目参与国际竞争的过程中，我们清醒地认识到，我们与先进水平相比，与上级领导对我们的要求和期望相比，我们的基础能力还有待提高。但我们已经开始行动，在主价值链能力培育上，积极谋划，对症下药，不断向先进水平跃升，在学习中进取，在创新中超越。我们有信心把L15项目做成“产、学、研、用”相结合、科技创新与商业模式创新相结合的新标杆，为中航工业航空装备能力提升和中航工业跻身世界强者之林作出努力。

张弘，男，1962年9月出生，中航工业飞机设计首席技术专家，L15飞机总体设计师，中航工业洪都总工程师、副总经理，研究方向为飞机总体设计、军事飞行综合训练系统等。

2012-09-13）