張弘為來訪客戶講解飛機。
前言:教練機,這個被冠以“搖籃”的機型,是任何一位飛行員通向天空之路的第一次試翼。然而,由于種種原因,當我們仰慕那些百戰(zhàn)王牌,乃至評判一國空中力量強弱時,都不由自主地將眼光盯在了主力作戰(zhàn)機型上。殊不知,沒有成熟、匹配的教練機型,以及完整的教練機體系,王牌的第一步也無從邁出,建設強大的空中力量便無從談起!
時至今日,完善的教練機體系已經(jīng)成為一國空中力量的重要組成部分。而隨著主戰(zhàn)機型的發(fā)展及更新?lián)Q代,教練機的研制也必須緊跟其技術潮流和發(fā)展趨勢,所以新型高價教練機的研制,無論是技術水平,工程的復雜性,還是研制難度等方面,都與主戰(zhàn)機型相差無幾,有時候甚至要求更高,研制難度也更大。
中航工業(yè)洪都,作為我國教練機科研生產(chǎn)基地,目前正在謀求向飛行訓練集成系統(tǒng)供應商轉型,打造世界級的教練機基地。世界教練機看中國,就在不遠的將來!
因此,為了更多的探究和了解,筆者走進中航工業(yè)洪都,專訪了著名飛機設計專家、L15教練機總設計師張弘。
L15:世界級先進水平教練機
主戰(zhàn)裝備的目的是打贏戰(zhàn)爭,而適應未來作戰(zhàn)環(huán)境和作戰(zhàn)任務的高級教練機,才是主戰(zhàn)裝備發(fā)揮戰(zhàn)斗力的牽引器。實現(xiàn)飛行員三類能力的培養(yǎng),L15堪當此任!
《全球防務》:未來空軍、海軍航空主戰(zhàn)裝備的發(fā)展,對教練機的研制提出了什么樣的要求?
張弘:未來空、海軍航空主戰(zhàn)裝備發(fā)展的目的是打贏未來的戰(zhàn)爭,其基礎是未來的作戰(zhàn)環(huán)境和作戰(zhàn)任務所提出的作戰(zhàn)能力要求。未來的作戰(zhàn)最突出特點就是“空天時代的信息化體系對抗”,這種作戰(zhàn)特點非常強調人和系統(tǒng)的集成整合水平。在強對抗中,整合水平越高的一方獲勝的理論概率更高。這種對未來作戰(zhàn)能力的要求包含兩方面的內(nèi)容:一方面體現(xiàn)在對裝備的要求,促進了主戰(zhàn)裝備的發(fā)展;另一方面又對操控裝備的作戰(zhàn)人員提出了很高的能力要求,促進了訓練體制、訓練裝備體系等的發(fā)展。教練機是訓練裝備體系中的核心組成,專業(yè)教練機一般壽命都在8000飛行小時以上,新研型號一般至少在10000飛行小時以上,至少要用25年以上。假設研發(fā)周期為5年,那么一型教練機至少會影響部隊未來5~30年間的戰(zhàn)斗力生成質量!
未來的主戰(zhàn)裝備隱身性能更好,抵達戰(zhàn)區(qū)的速度更快,機動性更強,對信息技術的依靠性更強,也比今天的裝備更加致命。未來的作戰(zhàn)人員將成為全天候、全地理環(huán)境、高度信息化的聯(lián)合作戰(zhàn)體系中的高智能作戰(zhàn)節(jié)點。未來的戰(zhàn)斗機飛行員不僅要能駕馭先進戰(zhàn)斗機進行持續(xù)大過載、高能量機動,還要具備從錯綜復雜的信息源中綜合各種信息、快速進行戰(zhàn)術決策的能力,更要學會管理,充分協(xié)調資源、協(xié)同作戰(zhàn)、以最小的代價完成任務。為了實現(xiàn)這種能力培養(yǎng)目標,整個訓練體制要讓飛行學員在教練機訓練階段接受更多的、更具有廣泛適應性的訓練內(nèi)容,為未來主戰(zhàn)裝備和相關戰(zhàn)術做好準備,為比以前更廣泛和更加不同的任務領域做好準備,從而使畢業(yè)學員真正做好準備去迎接未來作戰(zhàn)任務,而非僅僅是成為噴氣式飛機駕駛員而已!
飛行員培養(yǎng)的新需求要求教練機能夠提供相應的能力培養(yǎng)環(huán)境,簡單說可以分為態(tài)勢管理能力培養(yǎng)環(huán)境、風險管理能力培養(yǎng)環(huán)境和任務管理能力培養(yǎng)環(huán)境等三類環(huán)境!
其中,“態(tài)勢”指的是影響飛機和機組的因素及狀態(tài),簡單地說就是飛行員周圍發(fā)生的情況!皯B(tài)勢管理”就是要在特定時間段內(nèi),對影響飛機和機組的因素及狀態(tài)進行準確理解,并采取合理有效的手段完成預先規(guī)劃的或是突發(fā)的任務。態(tài)勢管理能力的培養(yǎng)環(huán)境又包含5個方面:
一是精確操控環(huán)境,也就是飛行學員練習精確控制輸入量讓計算機精細化控制機動飛行。未來的主戰(zhàn)裝備不管采用的是電傳操縱系統(tǒng)還是光傳操縱系統(tǒng),其本質都是人通過操控裝置控制計算機,計算機按照預先定義的控制規(guī)律精確地協(xié)調控制飛機多個可調氣動控制面,同時有可能還要對動力系統(tǒng)也進行精確控制、矢量控制,從而使飛機敏捷、高效地完成預想的機動飛行動作。教練機上有這樣的操控環(huán)境或是能夠模擬出這樣的操控環(huán)境,就能夠使飛行學員養(yǎng)成正確的操控習慣,防止養(yǎng)成“痼癖”!
二是能量管理環(huán)境,也就是飛行學員精確控制飛行態(tài)勢以確保連續(xù)機動能量;仡櫩諔(zhàn)歷史,機動能量一直是空戰(zhàn)制勝的關鍵之一。三代機強調了能量機動性,四代機利用先進發(fā)動機和推力矢量,更加突出了高能量機動。教練機具有類似的環(huán)境,可以使飛行學員盡早熟悉連續(xù)機動飛行中保持飛機能量的方式方法,提高技能“正遷移”,提高后續(xù)訓練的效率!
三是高機動環(huán)境,也就是讓飛行學員在實際飛行中增強過載意識和抗大過載、連續(xù)過載能力。以美軍為例,上世紀八九十年代大量裝備F-16等高敏捷性戰(zhàn)斗機后,由于“推拉桿效應”,即小過載推拉桿操縱后,連接大過載動作易使飛行員產(chǎn)生短時反應遲鈍、意識喪失等問題,造成飛行事故頻發(fā),導致二代機不存在的“推拉桿效應”成為了三代機飛行員的“必修課”。如果在教練機上就可以實現(xiàn)高機動飛行,那么就可以減少在更加“昂貴”的戰(zhàn)斗機上的補課,讓戰(zhàn)斗機的壽命用于更高級的戰(zhàn)術訓練和作戰(zhàn)!
四是信息化環(huán)境,也就是飛行學員需要循序漸進地養(yǎng)成快速、準確判讀數(shù)字信息和多源信息的能力。第三代以上的戰(zhàn)斗機多數(shù)在座艙內(nèi)配置一個平顯、三個多功能顯示器或是一塊觸摸屏顯示器,有的還配置了頭盔顯示器等,同時座艙內(nèi)還有多種信息提示、告警和通信聯(lián)絡信息。戰(zhàn)斗機飛行員置身于座艙中,視覺和聽覺經(jīng)常充斥著各種信息,需要自己對這些信息進行篩選、判斷、快速確定優(yōu)先級別,甚至同時還要在高威脅作戰(zhàn)環(huán)境中面臨敵機導彈攻擊或是地面防空武器射擊的情況下,考慮采用何種戰(zhàn)術完成作戰(zhàn)任務。國內(nèi)外的研究都表明,這種能力需要從飛行訓練的早期(也就是教練機訓練階段)就開始逐漸養(yǎng)成,否則一旦不符合戰(zhàn)斗機要求的注意力分配和轉移習慣“定型”后,就需要花更大的代價來糾偏。
五是座艙/機組資源管理環(huán)境,也就是培養(yǎng)飛行學員準確判斷工作負擔并在必要時請求支援的能力!皺C組資源管理”一詞源自民航,經(jīng)典的解釋是“所有可用資源的有效利用(硬件、軟件和人力),以獲得安全有效的飛行運行”,換句話說就是,“組織所有可用資源,組織團隊協(xié)作完成任務”。未來的先進戰(zhàn)斗機飛行員要想取勝,必須成為好的“座艙”領導者,為了完成任務,所有類型的資源都應當予以考慮。美軍戰(zhàn)斗機飛行員從上世紀90年代開始逐漸強調“座艙資源管理”能力培養(yǎng)的重要性,有意識地在教練機訓練課目中增加相關內(nèi)容,并做了硬性的訓練規(guī)定!
未來主戰(zhàn)裝備飛行員的培養(yǎng)要求教練機能夠提供的第二類能力培養(yǎng)環(huán)境就是“風險管理能力培養(yǎng)環(huán)境”,也就是飛行學員養(yǎng)成在計算機的幫助下進行安全監(jiān)控和預防的習慣。這與大多數(shù)二代機需要飛行員消耗較多精力監(jiān)控危險飛行邊界截然不同。第三代以上的戰(zhàn)斗機配置了機載計算機,可以代替人來完成一些常規(guī)、程序性、重復性的安全監(jiān)控工作,按照要求給出不同等級的信息提示,必要時還可自動控制避免飛機進入危險狀態(tài)。這種計算機和自動化控制能力的增強,使得飛行員在飛行中的精力分配出現(xiàn)重大轉變,飛行員突然發(fā)現(xiàn)有的時候沒有事情可做,飛行的樂趣也少了很多,但這時往往意味著安全風險在悄悄降臨,真的出現(xiàn)險情時的處置反應往往直接決定生死。飛行學員空中經(jīng)驗少,精力分配習慣尚未定型,在飛行學員階段就注意培養(yǎng)風險管理意識可以為在戰(zhàn)斗機上少犯低級錯誤奠定扎實的能力素質基礎!
任務管理能力培養(yǎng)環(huán)境是未來主戰(zhàn)裝備飛行員的培養(yǎng)要求教練機能夠提供的第三類能力培養(yǎng)環(huán)境。主戰(zhàn)裝備的技術提高后所帶來的結果是減少每次作戰(zhàn)所需要的空勤人員。主戰(zhàn)裝備的信息技術和先進導航系統(tǒng)將可以部分替代人力來完成信息的處理,但同時,空中作戰(zhàn)也需要更加精確的情報和增加精確制導武器的使用。因而要求飛行員掌握先進的信息系統(tǒng),能在飛行中進行任務規(guī)劃,能使用更多的武器執(zhí)行多目標打擊任務。更加復雜的技術和任務環(huán)境要求戰(zhàn)斗飛行員具有更強的信息綜合、機載系統(tǒng)管理能力、態(tài)勢感知保持能力,能夠快速準確理解信息化戰(zhàn)場態(tài)勢并快速合理決策,實現(xiàn)作戰(zhàn)意圖。目前。這種任務管理能力的培養(yǎng)已經(jīng)前伸到了飛行學員訓練階段,教練機顯然必須滿足相應的要求!
未來主戰(zhàn)裝備的發(fā)展和未來作戰(zhàn)能力要求不僅會影響到整個訓練體制和訓練大綱的規(guī)劃,而且最終將集中到教練機發(fā)展要求上。當然,整個訓練體制的訓練效益問題也是必須關注的問題,提高訓練效益的關鍵是:讓每一個具有潛質的學員成為真正的作戰(zhàn)人才;盡早淘汰每一個不能滿足未來作戰(zhàn)裝備和任務能力需求的學員。在教練機發(fā)展乃至教練機裝備體系構建中,必須從整個訓練體制全面考慮訓練效率和訓練成本的問題。
(責任編輯:王飛)