对教练机的特性认识和发展思考
2012-06-07潘洪山贺武涛
潘洪山,贺武涛
(1.中国人民解放军空司军训部;2.中国人民解放军空军飞行试验训练基地)
对教练机的特性认识和发展思考
Characteristics Cognition and Development Thought of Training Aircraft
潘洪山1,贺武涛2
(1.中国人民解放军空司军训部;2.中国人民解放军空军飞行试验训练基地)
1 教练机在飞行员培养体系中具有举足轻重的作用
为训练飞行人员而专门研制或改装的飞机称为教练机。一般所说的教练机,主要是指用于训练驾驶员的飞机,它又分为军用教练机和民用教练机两大类。
飞行员训练和培养体系的核心装备之一就是教练机,这些“教具”是飞行教学和训练的物质基础。其最基本的功能是模拟军用飞机的飞行操作和战斗、战术动作;其最终的目的是培养出符合航空兵部队需要的飞行员(战斗员)。
根据飞行员培养目标,遵循飞行人才的成长规律和飞行人员的素质要求,按照飞行训练体制规定的不同飞行训练阶段的划分,以及各阶段之间良好衔接的需要,而专门设置的、由不同级别的教练机搭配而成的一个“飞行教学装备系统”就构成了教练机体制。影响其效率的关键则是选择什么样的教练机以及采用什么样的训练手段。
教练机不能等同于战斗机,不能完全用战斗机的评价标准来看待教练机。首先性能上存在差异,军用战斗机主要突出其作战性能而教练机需要的主要是教学能力;其次作战地位存在差异,战斗机是空(海)军空中力量的主要体现而教练机一般不出现在主要作战方向,主要承担的人员训练、培养工作,在整个作战链条上属于幕后英雄;再次对于训练体制的影响不一样,一款战斗机如果不适应作战的需要可以不在作战中使用或是在比较短时间被别的机型所替代,但一款教练机一旦成为教练机体制的一环,则深深地固化在飞行员培养训练体制中牵一发而动全身,不容易被替换。对于空军人才培养和长远建设来讲选定一款或数款适合我国我军发展需要的教练机,建立科学的高效的教练机体制和飞行员培养体制往往比确定一型战斗机意义更为深远。
2 教练机应具备的特性
1)具有相当的可靠性、适应性和可维护性
由于教练机主要目的是培养飞行员,由于具有人员操作技术的不成熟性和需要飞机有较大的任务出动量等特点,客观上对教练机的可靠性,适应各种自然和训练环境能力,再次出动能力以及可维护性能的要求就非常高。
2)要有较强的容错功能
“容错”一词首先出现在计算机软件设计中,但在航空领域,一个错误的操作会导致灾难性的后果,航空器的容错能力,特别是提供给初学者的教练机的容错能力就更不容忽视。例如某型教练机有两种型号,虽然人机界面相差不大,但作为经常使用的放伞电门(按钮)的位置和投副油箱按钮(远近距转换电门)从安装位置、形状、使用方法都容易构成使用错误,虽然加了保险措施,但在同时装备两型飞机的部队不时能听到放伞时误投副油箱和空中远近距转换误放伞的问题发生。根据“墨菲定律”,可能出现就意味着会出现。把容易出错的风险留给了飞行员的设计不能叫做成功的设计,作为培训飞行员为目的的教练机来讲意义就更为重大。
3)具有与培训方向(战斗机)相似的性能和人机界面,即传承教练机体制又衔接战斗机发展。
飞行员对于飞行技术的掌握来讲有这么几个层次,一是力量感知,单纯从驾驶杆力量的反馈来感知和判断来操纵飞机,这一般是飞行的初学者所处的阶段;二是气动外形特性,不同的气动外形飞机具有一定的特性,能根据不同性能做出相应的适应这以上一阶段相比又上升了一个台阶;三是信息获取和综合处理,从人机界面的高度认识飞行。现代飞机尤其第三、第四代飞机信息量极大的增加,仪表设计从空分制发展到时分制,需要飞行员从众多的传感器中获取有用的信息达成控制飞机和感知战场态势进行正确决策的目的。从飞行员成长的规律来看最重要也是需要重点解决的问题在于第三层次。
从飞行员理想化的角度来讲希望教练机和战斗机的人机界面完全一致,可以非常容易地进行飞行技术的迁移,大大缩短改装时间。但在实际中由于功能的差异,设计单位、理念的不一往往不尽如人意。这就需要我们从设计之初从教练机体制传承和教战贴近的观点出发,按照一套中国自己的特点设计适合自己的航空体系的标准,达到资源利用的最大化。
4)具有较高的训练效能
教练机不同于战斗机,首先保证性能能有效地衔接战斗机,同时从技术掌握的角度出发要有梯次递进,跨度不要太大,由于其教练的功能定位还需要其要有很高的费效比。看待一型教练机必须综合这些因素,来评价其训练效能,而不能用单一环节的消耗来评价。目前在飞行员培训全过程中,使用三代机改装的花费巨大,约占培训总成本的80%以上,如果通过合适的教练机平台,能够承担战斗教练机和作战飞机的部分训练内容,实现训练任务的逐级下载和前移,培养飞行员与作战飞机相一致的操纵习惯和注意力分配习惯,初步掌握作战飞机的武器使用方法和基本战斗技术,使新飞行员培训更加接近目标要求提高毕业飞行员的出口质量,减少主战飞机改装损耗,就能降低整个训练体制的运作成本。
3 教练机如何适应现代空军作战训练的发展
飞行教育训练发展要遵循飞行员成长规律,要与国家的军事战略、经济实力、教育体制,以及空军使命任务、装备水平和培训对象基本素质等因素相适应。在当前航空武器装备越来越先进,越来越昂贵,能源越来越紧缺,人力资源越来越宝贵的情况下,如何在追求高质量、高效益的同时降低成本,做到飞行员培训的“好、快、省”,构建合适的教练机体制至关重要。
1)要满足新型飞行人才培养目标。不同时期、不同装备、不同任务和不同战争形态对飞行员的培训目标有着不同的要求。随着现代航空装备智能化程度的提高和战争样式的转变,以电传操纵为核心的飞机平台,越来越减轻飞行员的操控负担,以综合航电为核心的作战任务管理系统,对飞行员的信息负荷控制和决策判断能力提出了越来越高的要求。空天一体、多维融合、闪击突防、精确打击的信息化体系作战,需要我们“用明天的眼光,培养今天的飞行员”,重新审视飞行员培养目标,实现从“驾驶”技能向“驾驭”能力培养的转变,突出培养飞行员态势感知、信息综合、武器使用、战术运用、自主决策能力以及飞行员的全局视野和战略意识。教练机必须满足新型飞行员培养目标要求,能够更具针对性地设计训练大纲和教学内容,更有效地改进训练方法和手段,更逼真地营造作战训练环境。
2)要实现教育训练体制的全程优化。教练机在人机界面、机动性能、操纵方式和包线范围等方面,要与前后机型合理衔接,符合飞行员技能掌握的基本规律。座舱显示控制应尽量标准化,以提高飞行员的适应性,压缩理论改装时间和内容,降低改装难度,减少训练层级,压缩培训周期。飞行员经过初期筛选/体验飞行后,在基础教练机上进行基本驾驶技能训练,积累空中飞行经验,在高级教练机上培养与作战飞机相一致的操纵习惯和注意力分配习惯,初步掌握作战飞机的武器使用方法和基本战斗技术,使新飞行员培训更加接近目标要求。
3)要实现训练效能的全面提升。若教练机选型不合适,教练机体制不合理,会带来飞行员技能负迁移和无效训练,增加飞行员的训练难度和训练量,延长训练周期,产生大量“隐形”消耗,造成装备使用浪费和飞行安全问题。某型教练机着陆速度过大(比前型教练机大130千米/小时,为世界之最,比主战飞机大50公里),一方面造成飞行员改装过程中,着陆训练带飞质量成倍增加,训练周期延长,训练时间大部分用于基础技术训练,飞行员战术素养不高;另一方面,还造成飞行员在主战飞机着陆速度容易大。增加的着陆训练架次以适应该型教练机的着陆速度,训练出的着陆技术在作战飞机上却不需要,甚至还会起到负作用。
4 对教练机发展的思考
1)减少机型,提高效益,重视通用化设计。为了降低总的装备,使用和保障费用,提高飞行学员的培训效益,航校的主流教练机体制正逐渐由多机三级制向两机三级制过渡。为适应装备发展需要,美、俄、韩等国都在发展高级教练机。俄罗斯空军开始批量装备雅克-130新型高级教练机,构建 “初中级→雅克-130高级→作战飞机”教练机体制;韩国空军使用T-50作为新型高级教练机,正在构建“T-103筛选→KT-1基础→T-50→作战飞机”教练机体制;美国空军计划研制T-X新型高级教练机于2017年开始替换T-38,构建“T-6A基础→T-X新高教→作战飞机”教练机体制。从飞行员的培养上来看过多的机型会浪费大量的时间进行改装理论和衔接适应,增加培训周期。从后勤保障上看,机型越多意味着其配套保障的难度就要成倍的增加。从现今国际发展的主流来看,一个是重视通用化的设计,从飞机到后勤装备的通用化不但可以减少不必要的浪费还极大减轻保障难度,适应现代战争的需要。另外重视根据不同任务和定位采用不同配置的多功能型号,同型机采用高、中、低搭配。
2)提高中高级教练机配置,贴近战斗机性能。现代飞机特别是电传飞机的大量装备,从技术迁移的贡献上讲,初级螺旋桨飞机的飞行技术作用在降低,同时从战术训练和使用复杂设备的需求进一步增加,需要训练飞行员在掌握基本驾驶术的基础上进行信息获取,武器使用方面的训练。
在国际飞行员中流传着这么一句话 “没有年龄老与年轻飞行员的差别,只存在有经验和没有经验飞行员的差别”。现代飞机控制技术的发展使得驾驶技术相对简单,对于战斗机飞行员来讲战斗、战术意识和战斗经验比于传统意义上的飞机基本驾驶技术重要。美军认为新一代的先进战斗机容易飞行但难以管理,因此需对飞行员培训进行调整。兰德公司研究报告指出 “目前飞行员训练对飞行技能培养已经有了足够的经验,对未来战斗机飞行员来说,信息处理能力的培养比运动能力的培养更为迫切,态势感知能力的培养比飞行技能的培养更为迫切”。空军装备的跨越式发展与人才培养质量滞后之间的矛盾,需要在新型高级教练机上通过展开战术、武器、雷达、电子战使用等训练来有效解决
3)重视双座战斗机的作用的发挥。随着技术的发展双座战斗机已经不等同于传统意义上的同型教练机,首先可以进行担负一些同型教练机功能,在现代高强度对抗的信息化程度极高的空战条件下,双座战斗机更应该利用人员多和高性能信息平台的优势担负起具备一定的指挥功能,电子战能力和小区域的战术中心的任务。不能把它简单地作为一般战斗机甚至单纯的同型教练机使用,造成资源的极大浪费。
4)重视嵌入式训练系统的研发,模拟飞行将成为训练的重要部分。随着微电子和仿真技术的发展,凭借更好的经济性和安全性,模拟飞行成为空中飞行训练的重要补充。嵌入式训练系统将模拟训练带到空中,训练内容更丰富,训练环境更逼真,能够在减少训练成本的基础上,提高飞行学员的武器使用和战术养成,具有事半功倍的效果。
潘洪山,男,1975年10月出生,空军中校,中国人民解放军空司军训部参谋,长期从事军事飞行训练组织与教学工作。
2012-08-19)