军事飞行训练及其装备的技术趋势探讨

罗 松

（航空工业洪都，江西 南昌，330024）

0 引言

在强国、强军的新时代，要保证在新技术迅猛发展、新装备大量应用的未来体系化作战中“打胜仗”，实战化、高质量训练是提升战斗力的重要举措。新形势下，准确把握飞行训练的需求及其装备的技术趋势，深化军事飞行训练，对建设我国“实战空军、转型空军、战略空军”具有重要现实意义。

现代战争及其装备发展表明，空中力量建设的核心要素主要包含三个方面：作战优势、技术优势和训练优势（见图1）。作战优势的作用是在信息化、体系化作战的新军事环境下，卓越运用作战体系力量，增强作战效能并“打胜仗”的能力，是力量优势建设的目的。技术优势的作用是发展前沿、高新技术及其在作战装备的应用，增强体系对抗的“硬”实力，是力量优势发展的基础。训练优势的作用是针对作战对抗的核心环节——人的能力培养，使其胜任并主导先进装备和复杂作战的需求，是力量优势发挥的关键。

图1 空中力量优势的核心三要素

1 飞行训练的作用

空中力量的三要素互为牵引，是有效应对现代战争体系化作战的关键。在新作战环境、新作战装备的重大变革下，高新技术的发展和先进飞机的研制，已经突显出“技术优势”在军事领域的主导作用，但飞行训练及其装备的落后，导致参与作战“人”的能力往往滞后于先进作战装备“技术优势”的迅猛发展，“训练优势”短板成为制约作战能力生成、空中力量优势的瓶颈。具体表现为：飞行员置身于高能机动、态势剧变、信息密集、协同密切、体系对抗以及其他未知、多变的作战环境中，人在其中参与关键行动和决策的作战维度/场景不断在增加，作战制胜条件更为苛刻，对作战核心节点——人的能力要求非常突出。因此，需要有效解决先进作战飞机与飞行员能力匹配的复杂问题，通过“训练优势”来提升人的能力，发挥出装备的“技术优势”，最终才能转化为“作战优势”。

2 飞行训练的需求

飞行训练的根本目的是培养胜任特定类飞机的操作技能和安全习惯，使学员成为一个安全且胜任任务的飞行员。美国联邦航空局（FAA）将飞行员的能力分为两方面：“操作能力”（Stick-and-rudder）和“认知能力”（Cognitive），具体包括：透彻理解飞行和飞机原理，在地面和空中能熟练地操作飞机，以及运用良好的判断力到达最高的运行安全和效率。培养的飞行员不是机器操作员，而是与飞机密切协同的人。其能够熟练地运用各种机内、外态势信息，在恰当的时机做出正确的决策和操作，加快“侦查-判断-决策-行动”（OODA）循环并完成任务。熟练的飞行能力主要表现在：

1)快速而准确地评估当时的环境状况，进而推断出要采取的正确步骤；

2)准确地分析一组情况或推荐的操作步骤可能产生的结果；

3)重视和注意安全；

4)准确地评估飞机的性能；

5)认识到个人的极限和飞机的限制，并避免接近临界点。

美国空军结合其建设目标和训练实践，进一步把“操作能力”分为7个方面，将“认知能力”分为8个方面，具体见表1。

表1 美国空军飞行员能力分解表

立体、复杂、多维、多变的体系化作战环境以及更复杂、高机动、宽速域、强信息的先进作战飞机，对飞行员的生理、心理、认知训练提出了极大挑战，特别是培养态势感知、任务管理、武器使用、指挥决策、协同作战等方面的作战能力。

要实现培养并增强飞行员能力的上述目标，对整个飞行训练体系提出了很高要求，体系上应涵盖并综合与之相关的训练系统族（Family of Systems），包括训练流程/科目/内容、培训人员/资料/数据、飞行设施（如机场、空域、教室）、训练设备（如教练机、模拟器）等，体系在飞行员能力的培养上应是功能完备的，并在飞行员能力“生产”上应是足够高效的，包括训练系统/设备在运行使用上应具有足够的可靠性、维护性和保障性等。

3 训练装备的技术趋势

长期的训练实践表明，飞行员的能力培养一般都遵循由低到高、由易到难、循序渐进的训练规律和培养流程，不同阶段、不同类别的训练需要配置不同特点的训练装备（教练机）。教练机作为培训空勤人员而专门研发，并主要用于飞行训练的飞机，同作战、运输类飞机，有如下方面的显著差别：

首先，教练机要模拟或兼顾多个飞机的技术特性（飞行包线、操控特性、设备使用等同目标飞机接近），总体上要求相似或衔接，即高逼真地 “复现”目标飞机技术特征，以更好、更快地培训出驾驭目标机的飞行员。

另外，教练机具有高经济性。从经济学角度看，考虑到双座目标机等替代品的存在，教练机如果不能大幅提升训练效益（质量÷成本），市场将不能容忍教练机的出现，因为研制新的专门用于训练的飞机，需要国家/用户投入较多的额外费用和精力，可能得不偿失。

围绕飞行员能力的培养，高经济、高效率地完成飞行训练的任务，使得教练机在技术发展上形成了独具特色的规律。通俗概括为——“在‘像’（真实感受）的基础上尽量‘省’（钱）”，其技术发展的基本逻辑为：飞行训练的对象是人，更确切的说是人的能力；而能力提升/学习成长在接近真实感受环境下，培养得会更好、更快；如果这种人感训练环境能通过技术低成本、便捷的模拟实现，那就可以获得更高的训练效益。

幸运的是，随着虚拟现实、信息网络、基因/脑科学等技术的发展，越来越多的关于“操作”和“认知”的训练能够在地面的逼真环境下进行。这给飞行训练装备的发展及训练效益的提升开辟了广阔空间，同时也拓展了训练场景/内容。

1)体系层面的技术趋势

从飞行训练的体系层面看，训练装备发展具有以下技术趋势：

（1）从空中训练扩展到空、地综合训练

综合各种训练装备及手段（空中教练平台、地面训练系统、交互式教学设备等），构建更高效益的综合训练整体解决方案。

（2）从真实训练扩展到虚拟训练

通过真实、虚拟、构造的训练技术/设备，建立低成本、灵活、便捷、贴近实战的高效训练环境。

（3）从单个训练装备扩展到网络化、虚实融合的训练系统

地-地、地-空、空-空之间的数据联网，构成空地一体、虚实结合的训练系统，形成高度逼真、贴近实战的大对抗环境，显著增强了态势感知、任务作战等飞行能力训练功能。

（4）从传统训练扩展到个性化能力养成

脑科学、大数据和智能分析等技术对人的技能、认知、心理等能力因素的量化评定，通过精细化的训练配置，以实现精准筛选、因人施训、智能带教，直接面向个体的能力培养系统。

2)教练机的技术趋势

空中实施飞行训练的环节短期内不会被取代，但随着技术的发展，教练机的技术发展在飞行能力培养上将“返璞归真”、越来越接近人的能力培养这一本质需求。本文分析认为，教练机发展主要具有如下技术趋势：

（1）座舱界面/训练特性的可变化/模块化

为最大化飞行学员的训练效益，一个飞行平台的座舱界面将可以通过模块化的设备替换或界面参数的调整等灵活途径，模拟多种目标机的飞行员操控交互及飞行特性（如操控特性、侧杆或中央杆），以构建满足身心逼真体验的座舱环境，这实质上推动了飞行平台与训练操控的分离。

（2）训练作战环境的虚拟化

复杂、多变、强对抗作战下的能力培养需要相应的训练环境，这需要将飞行学员所在的训练装置“置身于”虚拟/构造的对抗环境，把虚拟现实、信息网络等技术应用到飞行学员座舱界面，实现地-空一体、虚-实融合，作战环境模拟的最大化，使得单个训练座舱与虚拟/构造的战场时空/场景对接整合起来。

（3）飞行平台的轻小化

教练机飞行平台的最重要功能是提供飞行学员的真实飞行感受，由于飞机的研发、使用等成本同飞机重量成正比，因此在保证空中飞行体验的情况下，为了提高飞行训练效益，教练机的起飞重量将越来越小。甚至，随着人工智能、自主飞行、实时监控等技术发展，智能教员系统可能会推动教练机教员舱的取消。

（4）动力的电力化和平台的模块化

教练机相对于现代昂贵的目标机，其显著的低成本、高质量的训练效益优势是其存在的基础；类似的，随着技术的发展，飞机电力化的动力/系统在训练成本上的巨大优势可能再次引发训练飞机的革命，并将成为趋势。未来的方向可能是：在飞机动力/系统电力化、轻小化等基础上再模块化 （形成训练功能部件族），以飞机部件族的灵活组合来满足初、中、高级训练需求，即通过训练飞机在动力、机体、系统等总体层面的模块化系统族等途径，实现整个训练装备体系上的简化统一和效益最大化。

总的来说，围绕飞行学员能力培养的本质，飞行训练装备技术从体系上正在拓展、融合、深化，形成综合化、模拟化、智能化的发展趋势，而教练机技术也将向着飞行训练功能分解的模块化方向迈进。

4 结语

空军作战力量优势的形成离不开与先进作战装备相配套的高素质飞行员队伍，未来体系化作战对飞行员的能力提出了很高要求，这就需要建立完备、高效的飞行训练体系，特别是训练装备技术的创新发展。军事飞行训练装备在体系层面的综合化和在系统平台的模块化可能是其重要发展方向，从而形成其独具特色的技术发展趋势。