铸翼

恒岳 红云

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  K-8 飞机属于轻型喷气教练机,采用两侧进气、单发、下单翼串列双座布局。机身采用梁式半硬壳结构,前三点起落架布局,主要采用铝合金材料,垂尾部分采用了一些复合材料。飞机为常规机械操纵,副翼有助力,后退开缝襟翼,减速板在机身中下部,液压操纵。飞机有挂点,可携带一定的武器作战使用。同国际上一些典型的同级别教练机相比,K-8 在技术上并没有采用一些特别先进的技术,那么,究竟是什么使得 K-8 在国际市场上能够脱颖而出占得一席之地呢?我们可以通过 K-8E 在埃及的竞标来分析 K-8 飞机的技术特点。参加埃及竞标的飞机主要有 K-8E、L-139 和 S.211 三种机型。其中 L-139 是 L-159T 教练机的基础上改进的一种机型,主要改装了美国发动机和一些电子设备,其性能同 L-159T 类似。埃及军方对此次竞标要求很高,由于埃及方面希望借此机会培养自己的航空工业,因此提出了很多叫为苛刻的要求。除了飞机的性能、价格等因素外,埃及方面要求输出完整的生产线,并要求工装技术百分之百微机设计,全机制造采用微机管理。1999 年 3 月,三家飞机厂商聚首开罗,进行最后的竞争。L-139 飞机在首轮评估后便被淘汰,剩下的仅有 K-8E 和 S.211 飞机。经过详细的对比后,K-8E 的飞行性能较好,价格较便宜;而 S.211 的加工工艺较好,全机采用 60% 的复合材料,重量也较轻。最终,意大利人因飞机生产线不在国内而无法准时交货败北,K-8E 夺得了竞标的胜利。

埃及 K-8E

斯里兰卡 K-8

巴基斯坦 K-8P

  L-139 其实更加类似一架轻型战斗机,它的体形最大,很多数据也更接近战斗机的标准(比如起飞/降落滑跑距离、过载、重量等),因此在性能上和通常的初、中级教练机有较大的差距,这或许是它被首先淘汰出局的原因。K-8 和 S.211 的性能数据很接近,K-8 比 S.211 大一些,气动布局则非常类似。两种飞机均采用了两侧进气、串列双座、单发正常布局,外观上主要的不同是 K-8 飞机采用下单翼而 S.211 是上单翼。K-8 飞机更大些,翼展比 S.211 大 1 米多,机长长出 2 米多,空重则重 1 吨有余,对这两种用途接近、思想类似的飞机而言,S.211 在结构设计上看来是比较成功的,制造工艺水平较高,成功地控制了飞机的重量。

浓郁东欧风格的 L-139

  从基本飞行性能上比较,K-8 飞机与 S.211 可算各有千秋。K-8 飞机在海平面的最大速度要比 S.211 大得多,续航时间也比 S.211 长不少,但是 K-8 飞机的最大航程却比 S.211 少 200 多公里,这可能是由于 K-8 飞机的发动机推力比较强劲,而处于巡航状态时 S.211 发动机可以工作在较为省油的状态,而且能保持较高的速度。不过如果从实用的角度看,K-8 飞机速度较快,推力也比较强,更适合完成一些特技动作或者完成一些突防任务。在其他的一些数据上,两者相差不是很大。

S-211A

  特别值得一提的是,在大多数同样类型的教练机中,K-8 是少数能够完成“尾冲”机动的机种之一。“尾冲”机动最早由苏-27、米格-29 在航展中表演成名,其过程是飞机先大角度爬升,同时发动机推力不增大,当飞机到达顶点时速度减为0,然后飞机自由向后下方滑降,机头逐渐转向至下降方向,然后飞机推力增大增速至改出机动。这个机动对飞机本身的要求较高,主要有两个方面:一,飞机的大迎角性能必须很好。因为飞机在接近顶点的过程中速度逐渐降低,而迎角越来越大,此时已经处于失速状态,如果飞机的大迎角性能不佳,则飞机很有可能过早失去状态并进入螺旋;二,飞机的安定性能要好(此处的安定性能与飞机的静安定度不同)。因为若安定性能不好,则飞机速度为 0 后接下来的动作不可预料,因为此时飞机机翼已经没有升力,也没有任何舵效,基本只受到重力的影响,若飞机设计的好,则飞机可以按照预定的姿态下降,从而使飞行员能够操纵飞机改出失速状态。从尾冲机动可以看出,K-8 飞机的大迎角性能和低速性能都是非常出众的。从设计上看,K-8飞 机在设计之初就考虑到了大迎角性能,据飞机设计总师石屏介绍,当初在机翼选型时,曾经考虑过较为保守的设计和翼根前缘修型的改良型机翼。后者风险较大,加工也要复杂一些,但能够增大失速迎角,最终石屏从性能考虑还是坚持采用较为冒险的方案,现在看来,当初的冒险是完全值得的。

  中国空军也采购了相当数量的自用型 K-8 飞机,同出口型 K-8(教-8)型飞机不同,中国的 K-8 飞机没用采用美国加雷特 TFE731-2A 涡轮风扇喷气发动机,而是在早期采用了乌克兰 AI-222-25 型涡扇发动机,后来使用就中国自行设计的 WS-11 型涡扇发动机,另外,在弹射座椅、座舱设备等方面也有所不同。自用型 K-8 飞机基本是两个方向同时进行:机体和发动机同时研制。1986 年,南方航空动力公司开始以乌克兰 AI-222-25 型涡扇发动机为蓝本进行测绘仿制,新型号发动机被命名为 WS-11(涡扇-11)。1992 年 8 月 WS-11 开始研制,1995 年点火,1998 年 10 月 26 日首次装上 K-8 型飞机首飞,2001 年 10 月 WS-11 定型试飞结束并小批量交付,经过一段曲折的使用、试验历程后,WS-11 于 2002  年 3 月正式定型。中国自用的 K-8 早期被称呼为教练-8(JL-8,不称呼教-8)后来由于 WS-11 发动机研制成功,并装备该机,使用 WS-11 发动机的教练-8 编号又统一变更为练-11(L-11)。国内自用型教练-8 于 1994 年 12 月首飞,1997 月 12 月教练-8 技术鉴定完成,1998 年 6 月首批交付 8 架。教练-8 的试飞员是中国空军试飞员史同洲,与 WS-11 的定型试飞员同为一人。有意思的是在两次定型试飞中,史同洲均遇到过因发动机停车而被迫迫降的事故,看来练-11 的发展历程还是颇为坎坷的。目前在中国空军练-11 飞机主要装备于各航校和一些训练基地,基本取代了歼教-5 型飞机。

乌克兰 AI-222-25 型涡扇发动机

  除了飞行性能,练-11 飞机的其他设计特点也值得介绍一下。练-11 飞机设计之初就瞄准西方先进标准,采用了一些在中国首创的新思维和新标准。练-11 飞机前后舱高度差较大,采用整体风挡,这样就改变了过去中国喷气教练机座舱视野不佳、后舱飞行员视野更差的状况,后舱飞行员可以清楚的观察前舱飞行员的动作(并且在着陆时能保证后舱飞行员的观察),前后舱飞行员的视野都非常好。作为军用机,其维护性和出勤率也是非常重要的,早期的飞机在设计时遵循前苏联的风格,对此方面考虑不多,因此维护时较为繁琐,也影响了飞机的战时出勤率。而练-11 飞机设计时采用了大量的外维修口盖设计(共计 134 个,58% 为快卸口盖),发动机采用腹部顶装设计,可在 50 分钟内完成装卸。根据飞行员在航展上的观察,练-11 飞机的出勤率最高,而俄罗斯的一些飞机则有时因为机务问题而不能准时起飞。

中国空军装备的练-11

  许多飞过练-11 的飞行员对他的评价很高,普遍认为练-11 目前是中国空军有史以来驾驶最为舒适的飞机,从而说明其人机工程设计是非常好的。练-11 也是装备的教练机里面飞行航时最长的,这样就能保证在一个架次内,有更长的时间来进行飞行训练,其它型号教练机一个起降可能只进行一个科目的训练,而练-11 由于航时较长,可以一次进行多个科目的飞行训练。有长航时的优势正是由于练-11 采用了耗油率较低的涡轮风扇发动机的缘故。它也是中国空军装备的第一种使用涡轮风扇发动机的教练机。

  飞行员在赞誉练-11 的同时也指出了一些目前它尚存的一些问题。飞行员最为不放心的就是练-11 的穿盖座椅弹射系统,而这个存在问题不是那些弹射救生系统的主要部件,而是不起眼的座舱玻璃。一般而言,弹射救生的方式分抛盖式和穿盖式,抛盖式弹射是在座椅火箭点火之前很短时间内,击发座舱盖的爆炸式螺栓,然后,抛掉座舱盖弹射,弹射座椅火箭再点火,飞行员弹离飞机。这种方式比较安全,但是,它结构相对复杂,系统可靠性稍低,反应时间比较长,如果当飞机姿态快速变化时很可能当座椅弹射时飞行姿态已经发生了大幅变化,当飞行员弹射出舱时刻很可能姿态变得不是很理想。另外一种就是穿盖式弹射,这种方式不必抛掉飞机的座舱盖,弹射时,座椅直接穿过舱盖玻璃将飞行员弹出飞机座舱,这种弹射方式的弹射座椅靠枕上方都有一对金属突出物,俗称“冲角”用来提前顶破舱盖玻璃,以免玻璃伤及飞行员。除了使用“冲角”外,一些使用穿盖弹射的舱盖玻璃上附加了爆破拴,用来规则玻璃破碎的形状,像英国的“鹞”战斗机、“隼”教练机的座舱盖顶部有一条曲折“线条”,这就是舱盖爆破拴,它能保证飞行员“穿”出来的时候舱盖玻璃已经被预破成几个大碎块,经过座椅“顶撞”后玻璃能够基本保持有规则的破碎,不会有不规则的突出玻璃碴伤及飞行员。而练-11 的穿盖式弹射系统只有座椅“冲角”,没有舱盖爆破拴,在飞行员遇险弹射时经常出现不规则的玻璃破裂,这样突出的玻璃碴很容易伤及飞行员,在后来发生的事故中,也确实有类似情况发生。总结了这样的经验教训,在中国自主研发的新一代歼击机中虽然也采用穿盖式弹射方式,但在其舱盖上已经安装了一条直线形的爆破索,从而解决了这个安全隐患。再有一个问题就是练-11 本身的先天不足了,练-11 本身是平直机翼的,它的高速性能就不如像歼教-5 那样的后掠翼飞机。所以一些高速飞行的训练科目对练-11 而言就有点勉为其难了。还有的问题那就绝对不是练-11 的错了,练-11 的设计和技术以及它的操作特性、飞行品质是面对第三代战斗机的,一些飞过练-11 的飞行员再上歼教-6、歼教-7 等飞机感觉有些不适应,这些飞机的操作特性、飞行品质与练-11 有很大的差距,总归这是两代飞机的差距,不适应是避免不了的。相信随着空军第三代飞机的逐步换代,这种感觉也会渐渐消失。

赞比亚 K-8,注意弹射座椅头靠两侧的冲角

 

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