萬里海疆是中國的藍色國門,海洋對和平崛起的中國至關重要。進入21世紀以來,中國即將建造航母的傳聞緊鑼密鼓地一波接一波地傳來,中國軍政高層也在多種場合闡述航母的必要性,中國航母是箭在弦上、指日待發了。
航母上現代海上力量的中堅,這是美國的“林肯”號(左)和法國的“戴高樂”號(右)在阿拉伯海航行。
瓦良格在大連不斷吸引人們的注意,現在瓦良Grand SantaFe來越成形了,中國航母是指日可待了。在浩淼的大洋上,巨無霸航母也只是一張漂浮的郵票,對飛行員的起飛著陸技術要求很高。
艦載戰鬥機飛行員的資歷是按艦上起落次數算的,這是“華盛頓”號上第5艦載航空聯隊指揮官麥克·懷特上校的第1000次在航母上作攔阻索降落。
航母的威力在於搭載的艦載飛機,而艦載飛行員就是艦載飛機戰鬥力的關鍵。在浩淼的大洋上,10萬噸的航母也好像一張漂浮的郵票一樣,要在這彈丸之地上安全、迅速地起飛、降落,是對艦載飛行員技藝的極大考驗。空軍飛行員的資歷是以飛行小時計算的,艦載飛行員的資歷則是以航母上起飛、著陸次數計算的。艦載飛行員的訓練當然就具有特殊的重要性。
世界上主要海軍國家中,只有美國、法國、俄羅斯擁有常規的大甲板航母,除了巴西的“聖保羅”號(前法國“福煦”號)外,其他所有國家海軍都是隻能使用垂直短距起落飛機的小型航母,艦載飛行員訓練具有很不相同的要求。俄羅斯海軍只有一艘“庫茲涅佐夫”號航母,搭載的蘇-33中隊飛行員從有經驗的飛行員中抽調,用改裝的蘇-25UTG在岸上模擬設施訓練後,直接上艦。法國海軍也只有一艘“戴高樂”號航母,也是採用類似的方法,在岸上訓練後直接上艦,沒有專用的艦載教練機。只有美國海軍,在縮減規模後依然擁有11艘大甲板航母,曾有專門指定一艘航母作為訓練用的做法,也是唯一擁有大量專用的艦載教練機的國家。
美國海軍使用T-45“蒼鷹”作航母訓練
俄羅斯海軍使用蘇-25UTG先作陸地訓練,然後直接上蘇-33上艦。
蘇-25UTG也可以用作航母訓練
中國海軍一旦開始裝備航母,在一開始將採用俄法模式,從有經驗的飛行員中選拔,在陸地上模擬訓練,然後跳過艦載教練機階段,直接上艦。但以後將長期採用這一模式,還是走美國海軍的訓練路線呢?這取決於兩個問題:1、中國是不是有合適的艦載教練機,2、中國艦載飛行員的訓練體制。
儘管教練機也用於訓練民航飛行員,但一般仍把教練機劃入戰術飛機,但教練機是戰術飛機中比價異類的。和強調終極效能的戰鬥機不同,教練機強調結構皮實、操控平和、出動率高、採購和使用費用低。作為艦載教練機,不光需要和艦載戰鬥機同等的航母上起飛、著陸的效能,還需要具有特別優秀的低空低速操控和前方視界(包括學員和教員),以利於新學員的飛行訓練,但另一方面也不必太過拘泥於主要用於基本飛行技能的初級、中級教練需求,艦載飛行員新學員也都已經過了這些階段了。這也就是說,艦載教練機只需要從高階教練機(簡稱高教)中考慮。
高教可以用來訓練複雜氣象飛行和簡單的戰術動作,也容易在適當擴充機載系統能力後具有一定的作戰能力,作為對地攻擊飛機甚至簡易戰鬥機使用。但是,現代戰術飛機的成本在很大程度上已經不再是來自於機體的發動機,而是來自於機載系統。在世界市場上充斥著二手先進戰術飛機的情況下,炮灰級戰術飛機的戰場生存力很成問題,但戰場上對地攻擊飛機和戰鬥機在設計中也是有嚴格的成本控制問題,教練機要達到同等的能力,不會因為叫教練機而不是戰鬥機就魔術般地解決了成本問題。如何抵抗效能升級的誘惑而導致成本攀升和喪失作為教練機的成本優勢,這對世界各國都是一個考驗,南韓T-50“金鷹”在出口市場上屢屢碰壁,歐洲 MAKO到現在還只在紙上談兵,原因都和這有關。過度強調作戰能力對高教是一個滑溜溜的斜坡,一踩上去就身不由己了。
高教的另一個困擾就是超聲速能力問題。超聲速教練機在技術上不成問題,問題在於超聲速能力對於教練機的重要性和帶來的採購和使用成本是否值得。超聲速可以從兩條途徑來獲得,一是降低跨聲速阻力,這必然帶來低空低速效能的損失;二是增大發動機推力,這必然帶來採購和使用費用的攀升。另一方面,聲障早已不是障礙,現代飛控技術使超聲速飛行也不再需要特別的飛行技巧。除了美國空軍還在使用T-38,北約國家空軍和美國海軍早已放棄超聲速教練機的概念,在高亞聲速高教和超聲速同型雙座戰鬥教練機之間,沒有專用的超聲速高教。
40多年後,T-38依然是美國空軍的主力高教,原因無他,是因為還能用,而不是因為T-38有多先進。
M346代表新一代的高教,依然是高亞音速的
高教的一個特殊情況是同型雙座戰鬥教練機,這是單座戰鬥機的雙座型,後座具有和前座相同的操縱系統,供教官使用。如果機載系統不縮水的話,可以具有和單座戰鬥機同等的作戰效能。同型雙座戰鬥教練機的優點是可以當作戰鬥機使用,缺點是採購、使用成本和戰鬥機一樣高昂。一般不作為普通高教使用,而是用作飛行員換型訓練、高階戰術訓練、離開飛行崗位的飛行員再熟悉訓練等高階訓練任務。
多年來,中國的高教主要是殲教-6和殲教-7。殲教-6已經太老舊,殲教-7是現役高教的主力。這是中國從殲-7戰鬥機發展而來的雙座同型教練機,用於飛行員換型訓練是適合的,但作為高教存在很多不足,尤其是起飛著陸速度太快和教官前方視界不良。教練機本來就是用來訓練新飛行員的,起飛、著陸速度太快和訓練要求背道而馳,後座教官前方視界不良則嚴重影響飛行安全。
進入21世紀後,中國航空工業推出了兩種新型高教,昌飛的L-15和貴飛的教練-9。L-15的設計先進,採用大邊條、翼身融合體、電傳飛控、雙渦扇發動機,但由於種種原因,進展較慢,至今尚未獲得確認的訂貨。教練-9以殲教-7為基礎,保留了殲-7後期的中後機身、雙三角翼和新型的渦噴-13發動機,但大膽修改前機身,採用兩側進氣和階梯式前後座艙,使起飛著陸效能大幅改善,接近蘇-27SK的的水平,後座前向視界也達到國外同類水平,適合於訓練第三代戰鬥機飛行員的要求。教練-9還採用先進座艙和航電,成為採用成熟技術、控制研發風險、達到較高效能的多快好省的典範。中國空軍已經開始採購教練-9,並可能將部分狀態較好的殲教-7升級改造到教練-9的標準,用於飛行員訓練。中國海航和空軍在一般裝備上通常保持一致,教練-9將可能是未來十年裡中國空海軍最重要的高教。
L-15和教練-9代表了新一代中國高教
由於教練-9的優秀的效能價格比,有分析文章將其作為中國第一代艦載教練機的最優候選,這就值得商榷了。
教練-9採用單臺渦噴13型渦噴發動機,相對於雙發來說,結構簡單,重量輕,耗油低,但是可靠性低,推力不足,無法訓練單發著陸專案,也難以訓練單發停車後空中啟動專案。但這些缺點不少致命的。美國空軍在90年代就對單發的F-16和雙發的F-15作過失事記錄分析,結論是如果發動機的可靠性足夠,單發和雙發由於發動機故障而造成失事的機率沒有原則性的差別。美國海軍根據這一結論,接受了單發的F-35C作為下一代艦載戰鬥機。美國海軍的艦載教練機TA- 4和T-45也是單發的。渦噴13的技術成熟,知根知底,在中國產發動機中屬於較可靠的,所以教練-9的單發不是多大的缺點。
教練-9具有有限的作戰能力,這也不是問題。中國航母數量在很長一段時間裡都將相當有限,不會指望用教練-9或者任何艦載教練機去打仗。教練-9具有超聲速能力,但艦載教練機的重點不在超聲速,而在於起飛、著陸,教練-9,這個能力有了不多,沒了不少。美國T-45、TA-4和俄羅斯蘇-25UTG就是高亞聲速的。
艦載教練機最重要的使命就是艦上起飛、著陸的訓練。航母上的起飛、著陸的最大特點就是跑道短小。在相同技術條件下,戰鬥機的重量越大,作戰能力越強。為了在最短的跑道上能夠起降最重的飛機,如果不計垂直起飛的話,世界上有兩種主要的航母起飛方式,一是用彈射助推裝置幫助飛機在起飛階段獲得額外的推力,以在給定的起飛距離上達到最大的起飛速度;另一個就是用向上傾斜的跳板,使飛機能獲得額外的迎角,增加升力,同樣達到在給定距離升空的作用。這兩種起飛方式各有優缺點,這裡不加贅述。但這兩種起飛方式都有別於岸基飛機,需要特殊訓練,但教練-9的殲教-7血統對於艦上起飛、著陸訓練卻可能是致命的。
殲教-7的前身殲-7來源於蘇聯的米格-21,這是20世紀50年代為了追求高空高速效能而研製的輕型戰鬥機。由於動力不足,只有最大限度減阻,所以低空低速效能不好,起飛、著陸效能更加糟糕。殲教-7繼承了這個缺點,起飛、著陸效能成為最顯著的短板。教練-9採用升力更大的雙三角翼,在一定程度上彌補了殲教-7的這個缺點,但很難根本解決這個基本氣動帶來的本質問題。教練-9能夠接近蘇-27SK的起飛、著陸效能,但蘇-27SK的起飛、著陸效能和上艦要求還有很大的差距,否則蘇-33的氣動設計也不需要大動干戈了。
教練-9改用兩側進氣,克服了殲教7的很多天然不足
還採用了雙三角翼,大大提高了機動性和起落性,但無法掩蓋基本設計還是50年代技術的尷尬。
為了適應滑躍起飛和攔阻索著陸的額外載荷,起落架必須特別加強;還必須增裝著陸鉤,機體上的相關框架和主起落架安裝點所在的機翼結構也都需要特別加強。這些措施都將增加教練-9的重量,進一步惡化起飛、著陸效能。為了較大程度地提高教練-9本來就不足的起飛、著陸效能,並補償上艦改裝帶來的增重,機翼需要加大翼展以提高升力,必要的時候還應該可以考慮將雙三角翼的內側改成F-5E那樣小邊條,進一步增加升力。但增加了翼展後,為了減少航母上停放是的佔地,就需要考慮摺疊機翼,將進一步增加複雜性和重量。雙腹鰭也需要縮小並外移,以減少起飛、著陸時的迎角限制,便於艦上起飛時的及早拉起和高下沉率著陸。但減小腹鰭面積會影響米格-21為基礎的後機身氣動特性,對飛機的方向穩定性帶來影響,尤其是大迎角狀態,對航母上的起飛、著陸時的飛行控制帶來額外的困難。
航母上起飛、著陸狀態下的飛行控制需要額外的精確度,起飛時需要精確拉起,著陸時更需要精確對準接地點,保證著陸鉤可靠地掛上攔阻索。教練-9的全機械飛控不足以達到這樣的要求,需要至少採用FC-1“梟龍”那樣的縱向電傳、橫向機械的混合飛控,甚至全電傳飛控。
為了提高推重比以改善艦上起飛、著陸效能,教練-9在設計的時候就對採用RD93或者中國產中推有所考慮。採用這樣的中等推力渦扇發動機不僅提高推力,還降低油耗,不過具體實施起來,還需要相當規模的工程設計和測試,相比於現有的教練-9,是一次大改了。
這樣為上艦而大規模改裝教練-9之後,教練-9的成熟、廉價的優點就很可疑了。更大的問題是,教練-9的殲教-7出身在本質上限制了氣動效能的大幅度提高,作為一架全新的教練機,需要考慮的不僅是未來10年的使用,而是未來30-40年甚至更長的使用。教練-9作為中國空海軍未來10年內填補急切需要的高教是很不錯的選擇,但要基本技術開始於20世紀50年代的教練-9擔當未來30-40年甚至更久的重任,那是要求太高了。有分析文章指出,教練-9在技術水平和效能上至少不亞於美國空軍依然在大量使用的T-38C,因此足以擔當中國空海軍的高教重任。這實際上是不當比較。美國空軍繼續使用T-38C,不是因為效能有多先進,而是仍有大量現有機群尚堪使用,處於經濟性而沒有迫切換型的壓力。如果現有T-38C機體壽命到期,需要用全新飛機替代,美國空軍是不會新造T-38C接替的。同樣道理,有人用美國空軍還在用波音707/C-135作為加油機、預警機作為例子,證明運-10依然具有足夠的先進性。事實是,美國空軍的KC-135機隊已經老舊不堪,幾次試圖換型,都是在KC-10、KC-767、KC-45(A-330為基礎)之間打轉轉,重開KC- 135生產線從來就沒有提上議事日程過,也是一樣的道理。
教練-9具有和中國空海軍現有殲-7機隊在機載系統和發動機上共享現有地勤支援體系的優點,但這延續不了多久,中國空海軍的殲-7機隊也已經步入黃昏了,繼續裝備10年是可能的,但不可能繼續裝備30-40年。
另一個必須考慮的問題是中國航母的固定翼飛機起飛方式問題。由於航母上永遠缺乏足夠長的跑道,起飛只有減載或者增推才能實現。減載要損失戰鬥力和航程,增推則受到發動機技術的限制,並且最終依然回到減載上來,因為增加推力後,飛機本來可以擁有更大的起飛重量。滑躍起飛具有入門門檻低的優點,不需要顧慮設計、製造和使用都很複雜的彈射助推系統問題。但彈射起飛具有起飛重量大的優點,對提高艦載飛機戰鬥力具有不可忽視的意義。另外,平直的前甲板可以在降落作業中用於臨時停放剛回收的飛機,加速降落-起飛迴圈的週轉。滑躍起飛是解決航母有無問題的很好的切入點,但發展潛力受到限制;彈射起飛剛好相反。中國購進的“瓦良格”號是按滑躍起飛設計的,但中國對彈射起飛的研究一直沒有鬆懈,並在比蒸汽彈射更加先進的電磁彈射方面的有關技術上小有心得。電磁彈射具有可以調節助推力的優點,適合於彈射不同重量的飛機,還可在降落飛機時回收部分電能,節能而且提高出動率。電磁彈射還可以避開蒸汽彈射只能用於平直甲板的問題,和滑躍甲板結合使用,容許在同一平臺上按照技術成熟程度逐步改裝更大推力的電磁彈射助推系統,從滑躍向彈射過渡,逐步釋放艦載飛機起飛重量的潛力,在電磁彈射系統故障的時候,還可保留降級到滑躍起飛的能力,提高使用可靠性和靈活性。對於艦載教練機來說,這就要求同時具有滑躍起飛和彈射起飛的能力,對起落架加強的要求更高了,進一步吞噬教練-9那樣本來就不富裕的增重空間。
隨著大迎角、全電傳、靜態不穩定等先進技術日益普及,高教也需要有所反映,大邊條、翼身融合體、低翼載中等後掠機翼等氣動特點和複合材料的結構特點也是一樣。對教練-9全面升級以包含這些新技術,還不如重起爐灶全面重新設計。不難看出,由於基本技術的侷限和未來發展的需要,教練-9並非中國第一代艦載教練機的最優選擇。L-15在技術上比教練-9先進得多,發展潛力也大得多。FC-1雙座如果上馬,則是另一個比教練-9更有潛力的選擇。但兩者都有兩個很大的問題:一是成本較高,二是難以在近期內交付使用。這本來就是教練-9得以擠進夾縫的原因。但即使不考慮這兩個問題,L-15和FC-1雙座也未必就是中國第一代艦載教練機的最優選擇,因為艦載教練機不僅是一個教練機本身的技術問題,還和中國海軍的體制問題有重大關係。
由於中國國情,中國海航保留岸基戰鬥機力量還將持續很長時間,這是艦載飛行員的現成預訓基地。
在只有有限平臺的情況下,中國航母沒有大量搭載教練機的空間,最可能採取和俄羅斯海軍同樣的做法,跳過艦載教練機的階段
現代戰爭中,掌握天空對於制勝的重要性越來越高。航母是海軍在海上制空的必要平臺,遠端飛機只能解決到達性問題,但不可能解決及時性的問題,只有航母才能兼顧兩者。這是中國為什麼要擁有航母的基本原因。美國海軍擁有世界上最為強大的航母力量,美國海軍艦載飛行員的訓練體制自然值得借鑑。除了岸基巡邏機、運輸機和其他輔助飛機外,美國海軍航空兵主要作戰飛機都是艦載的,至少包括戰鬥機和攻擊機的戰術飛機全部是艦載的。除了訓練、休整和科研等特殊任務外,美國海軍沒有岸基戰鬥機或攻擊機中隊。這決定了美國海軍戰鬥機飛行員可以等同於艦載飛行員,所有戰鬥機飛行員都需要具有艦載資格,或者說艦載飛行員訓練需要包括從基本飛行技術到戰術訓練的全部內容。與這樣的訓練要求相對應,美國海軍有專用艦載教練機的需求。在歷史上,美國海軍上曾指定一艘退居二線的航母作為訓練專用的航母。在最後一艘常規動力航母“小鷹”號退役之後,美國海軍已經不再指定一艘航母作為專用訓練航母,而是在各航母之間輪換。
當今世界上不太平的地方很多,但和平與發展依然是世界大勢的基本面。世界大戰在相當長的一段時間裡打不起來,但突發的區域性衝突還是可能的。中國的基本國策依然是以經濟建設為主,而不是走高速擴軍、全面備戰的道路,在未來很長時間裡也不會這樣做。另一方面,航母的設計、建造週期長,採購、使用成本高,在缺乏相當的使用經驗之前大規模建造和部署很不慎重。這一切決定了中國在很長時間內將只有數量十分有限的航母可供使用,在未來10年內只有一到兩艘可供實戰使用的航母將一點也不奇怪,而這點好鋼必須使用在刀刃上。中國萬里海疆的安全壓力很重,航母還有部署、休整、維修週期,這決定了中國海軍十分有限的航母甲板全部用於作戰部署還嫌不夠,更本沒有艦載教練機的空間。
當然,作戰壓力不等於中國海軍可以忽略艦載飛行員訓練的要求,從某種意義上說,在第二次世界大戰太平洋戰場上,美國海軍不僅在飛機數量上壓倒日本,更在取之不盡用之不竭的高品質飛行員上壓倒日本,中國海軍對這樣的歷史經驗自然不會忽視。然而,中國海軍航空兵獨特的體制將極大地影響中國海軍艦載飛行員的訓練。
中國海軍擁有一支相當大規模的岸基航空兵,不僅包括巡邏機、運輸機等輔助飛機,更是包括了戰鬥機、攻擊機等戰術飛機,承擔海岸防空、近岸艦隊防空和海上攻擊任務。由於中國獨特的國情,這樣的體制還將長期保持下去,至少在短期內看不到根本性改變的前景。這決定了中國海軍將在很長一段時間內,具有岸基戰鬥機飛行員數量大大超過艦載飛行員數量這樣一個特別的情況。換句話說,中國海軍有條件從一個較大的岸基飛行員群體中挑選有經驗的、有潛力的艦載飛行員學員,他們不需要從基本飛行技術和一般戰術訓練開始,對他們加以強化的陸地模擬訓練後,可以直接上艦,通過同型雙座戰鬥教練機掌握艦上起飛、著陸技巧。這樣可以跳過艦載教練機的環節,並且跳過艦載教練機和艦載戰鬥機的效能間隙。另一方面,同型戰鬥教練機可以作為全功能作戰飛機使用,不擠佔航母上的有效戰鬥力。
當然,從長遠來說,中國海軍或許會完成岸基為主向艦載為主的轉型,將需要適當的艦載教練機,但這將是很久以後的事情了,大大超過教練-9的“保鮮期”。
由於基本技術的侷限,教練-9並不適合作為中國第一代艦載教練機。教練-9最大的優勢在於可以較低的成本迅速部署,但在未來10年內,中國海軍對艦載教練機並沒有迫切的需求。