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雅克-130小传

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发表于 2014-8-14 09:30:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
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作者:飘雪共青城

  雅克-130是俄罗斯雅科夫列夫设计局最新推出的高级教练机,也是俄国目前最先进的同类产品,其以良好的设计和优异的性能受到了俄罗斯空军和国外用户的青睐,并且在参考了其设计之后欧洲和东亚的一些国家设计生产了他们各自版本的雅克-130。由于其研制背景复杂,所以文中在叙述其诞生历程时难免会同时提到相关的国外参研单位,为了便于读者理解他们之间的关系这些单位都将在后文中做详细的介绍。
研制背景与历程
  苏联和俄罗斯空军从20世纪70年代开始至今一直将捷克生产的L-39C信天翁高级教练机作为其教练机机队的主力,该机由捷克沃多乔伊公司研制生产,当时是作为接替同样由捷克生产的L-29教练机而设计的,该机于1968年首飞,1972年开始批量生产,1974年服役。这也是苏联对于华约国家进行生产规划的结果,即由苏联提供主战装备,由东德和捷克提供工业产品和次要的武器装备,其他华沙条约缔约国提供轻工业产品和日用品等生活必须品。因此,L-39的发动机是乌克兰进步设计局的AL-25TL涡扇发动机,其也是在雅克-130研制之初准备作为后者动力来源的发动机。L-39的设计可谓是相当优良,为了防止撞鸟,该机的进气道进气口位置较高,抗损能力较强。苏军飞行员回忆称L-39非常容易驾驭,只要是在初级教练机上受过基础飞行训练的飞行员都可以直接飞L-39,该机是上世纪70年代到苏联解体时苏联空军和国土防空军教练机机队中数量最多的机种。但是到了21世纪该机的机体寿命也基本上被消耗干净(一般来说教练机的机体寿命很长,可是在90年代由于俄资金匮乏甚至连苏-27这样的主力机种都得不到有效维护,L-39自然也好不到哪里去,大多已经到了寿命),所以俄罗斯空军对于新兴教练机的需求还是比较紧迫的,这也是雅克-130能先于其他穷困潦倒的设计局设计主战装备被俄罗斯空军看中的重要原因,当然这是后话了。

雅克-130小传

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L-39是当年华约的标准教练机,至今捷克仍准备生产其后继续L-39NG

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AL-25TL涡扇发动机,其改型AI-25TLK也是我国K-8教练机的动力装置

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 楼主| 发表于 2014-8-14 10:21:18 | 显示全部楼层
  20世纪80年代末,苏联空军和国土防空军决定开始研制下一代专用高级教练机,该项目的研制计划书随即下发到各个设计局。米格设计局,米亚希舍夫设计局、苏霍伊设计局和雅科夫列夫设计局都打算参与该项目的竞争,并且也根据各自对于下一代高级教练机的理解开展了预研工作。但是80年代末的苏联经济状况每况愈下,对于国防项目的投资也大幅减少。按照以往的惯例,像这类预研工作的开展往往是由联盟出钱,设计局进行开发,这使得为了项目的成功设计局几乎可以不受经费的限制而放开手脚,但是此时情况就不这么乐观了,由于联盟经济拮据使得各个设计局只能依靠自己的力量进行先期研究。该型号的研发与以往最为不同的是其开放程度前所未有,参与研制还有一些国外厂商,虽然他们只是提供一些子系统的设计。在第一轮的竞争中,苏霍伊和米亚希舍夫设计局的方案被淘汰了,雅科夫列夫的雅克-130和米格设计局的米格-AT进入下一轮的选型。最终俄罗斯空军选择雅克-130作为获胜方,但是雅科夫列夫设计局的人们并没有感到欣喜,因为他们知道现在是90年代早期,苦日子还在后头。
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雅克-UTK教练机早期模型,可以看出它带有翼尖小机和一个没有缺口的平尾
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参与竞争的四种方案,分别是雅克-UTK、米格AT、米亚西舍夫M-200、以及苏霍伊S-54(从上至下)

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 楼主| 发表于 2014-8-14 10:22:19 | 显示全部楼层
  在设计雅克-130的时候,设计团队就考虑到该型教练机不仅要为现役的战斗机训练飞行员,在不久的将来极有可能要为此时尚未出现的下一代战斗机飞行员提供相应的训练。由于第三代战斗机的机动性能已经相当优越,而且第四代战斗机的设计指标中对于机动性的要求更高,雅克设计局认为这与这些飞机的高推比是分不开的,因此他们强调一定要通过优异的气动设计和性能优异的发动机使飞机的推比达到足够高,以期使得新型教练机在高亚音速时的操纵性能与新型战斗机尽可能的接近。
  最终雅克-130以一种亚音速双座教练机的面目出现,斜三角形的主翼前缘后掠角为31度。并且为了保证攻角达到35度时仍能有效控制飞机,在主翼前缘设计了面积很大的边条,这也是90年代在苏联的航空设计局中十分流行的一种设计(著名的苏-27和米格-29都有边条,西方那个时期的F-18等飞机也有),就像变后掠翼是70年代航空器的典型特征一样,边条是80年代的特征。初始的设计中带有翼尖小翼,但是在之后的设计中被去除了,完整的平尾在后来也被修改为前缘带犬牙状锯齿的设计,高耸的垂尾的设计一直都没有什么变化。弹射座椅是来自红星设计局的大名鼎鼎的K-36,它以高可靠性和零-零弹射闻名于世,也是众多东西方国家竞相采购的对象,正是由于K-36的坚实可靠,使得在苏联解体之后俄罗斯空军装备维护极其不善的那段时间里,众多命本该绝的俄罗斯海空军飞行员保住了性命,K-36也成为了上世纪90年代俄罗斯飞行员心中最可靠的空战装备。座舱盖则向座舱的一侧开启,这可以减少一些结构重量来增加有效载荷,而且对于教练机紧急情况登机的要求并不迫切何乐而不为呢。
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修改后的雅克-130设计,可以看到进气口和边条大幅后移

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 楼主| 发表于 2014-8-14 10:22:48 | 显示全部楼层
  最初计划用两台乌克兰进步设计局李申科主持开发的AL-25TL涡扇发动机作为动力(这也是本文开头提到的捷克沃多乔迪公司的L39信天翁教练机的动力,该机是当时苏联空军的主力教练机),但是由于AL-25TL已经是70年代的老发动机了各项技术指标已经不能满足需求,之后改为比较新的DV-2涡扇发动机。DV-2本来是苏联和捷克的合作项目,后来由乌克兰的进步航空动力设计局和捷克的斯洛文尼亚波瓦茨克厂负责研制,发动机代号中的DV为两家单位所在地的两条河的首字母。事实上,苏联人打算装在雅克-130量产型号上的发动机是RD-35M涡扇发动机,这是克里莫夫设计局在DV-2的基础上的改进型号,推力为2200千克。但是后来由于乌克兰参加研制(此事发生在雅科夫列夫设计局与阿莱尼亚公司协议终止之后)又改为选用进步设局同样由李申科主持设计的AL-222-25涡扇发动机。
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另一个雅克-130早期阶段的模型,相比于初始设计,其最大的特点是平尾前缘带有犬牙状的锯齿
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DV-2涡扇发动机

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 楼主| 发表于 2014-8-14 10:23:44 | 显示全部楼层
  雅克-130最与众不同之处在于加装了可收放的进气道挡板,就像米格设计局的米格29一样,飞机在条件恶劣的野战机场起落时可以保护进气道不尽杂物,当挡板关闭时,由位于边条靠近翼根处的辅助进气门为发动机提供空气。但是与米格29不同的是雅克-130的进气道挡板的开合与起落架的收放相关联,当起落架放下的时候挡板关闭,完全由辅助进气门供气,当起落架收起时挡板打开。这项设计的原因是雅科夫列夫设计局对于其作为轻型攻击机的前景比较乐观,因为普通教练机一般不会在野战机场起降,而这一设计明显是为了适应野战机场的恶劣起降环境。
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雅克-130的进气道挡板和辅助进气门
  最初雅克-130的主要参研单位除了雅科夫列夫设计局,还有位于下诺夫哥罗德的猎鹰飞机制造厂。动力供应单位最初是位于圣彼得堡的克里莫夫设计局,但是后来换成了AL-222-25发动机的俄国供应单位,即为莫斯科的礼炮科研生产联合体,这是因为2004年5月14日,乌克兰空军总司令亚罗斯拉夫中将在接受一家报纸采访时说,他们打算将雅克-130作为乌克兰空军新型教练机,以供替代老旧的L-39,并且将在敖德萨组建该机的生产线。条件是乌克兰的伊夫琴科-进步设计局替代克里莫夫设计局作为发动机供应方。

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 楼主| 发表于 2014-8-14 10:24:36 | 显示全部楼层
  雅克-130的第一架原型机是雅克-130D(D代表Demonstrator,展示,看来设计局的人早就打算将其投入各种航展之中),该机于1994年11月30日下线,1996年4月25日开始试飞,前起落架轴承处印有编号296,在之后的岁月里该机在国内外各色航展中频繁露面来向国内外用户推销。在最开始,雅克-130D的主翼翼尖仍然有小翼,但是在后来的测试中发现该设计的作用远远没有预想的那么大,对于气动性能的改善也微乎其微,所以在之后就被去掉了。雅克-130D的其他特点是机鼻扁平,机背比较突出形成了一个背脊,平尾没有犬牙状的缺口,这形成了首架原型机的独有特征。该机在参加航展时,有时机翼下各带三个武器挂架,其挂载能力可见一斑。
  1998年12月,雅克-130D在意大利阿莱尼亚公司(雅克-130与意大利阿莱尼亚M-346的关系会在下文详细说明)位于米兰附近的试验站进行测试时展现出了作为教练机的一项至关重要的优异性能,在攻角达到42度时飞行员仍然能够有效操纵飞机,而且整个过程相当平稳,这对于教练机的意义在于,飞教练机的人往往是飞行经验并不丰富的学员,如果由于学员的误操作而进入高攻角状态时飞机仍能平稳飞行,那么可以有效避免机毁人亡的惨剧发生。之后又做了一些相关测试来检验飞控系统的可靠性。
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停放在雅科夫列夫设计局试验站的第一架原型机,可以看出机翼上涂有雅克和阿莱尼亚两家厂商的标识,前起落架舱门上印有296
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参加早期试飞的雅克-130,已经去掉了翼尖小翼,该机的注册编号为RA-43130,后来被重新赋予雅克-130D的编号

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 楼主| 发表于 2014-8-14 10:25:11 | 显示全部楼层
  1999年8月,雅科夫列夫设计局根据意大利阿莱尼亚公司的专家的建议对量产型雅克-130的设计进行了修改。翼尖小翼被去除了,平尾前缘加了犬牙状的锯齿,并且在边条前缘靠近座舱处安装了可以折叠的登机梯。飞机的编号变为RA-43130,还更换了涂装的颜色。在合作项目终止以后,涂装改为了迷彩涂装,并且将阿莱尼亚的标识去掉只保留了雅科夫列夫设计局的标识,在座舱下方加涂了01的战术编号,另一个明显的特征就是在辅助动力系统排气口处加装了一个挡热板。
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在合作项目终止以后,涂装改为了迷彩涂装,并且将阿莱尼亚的标识去掉只保留了雅科夫列夫设计局的标识

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 楼主| 发表于 2014-8-14 10:25:46 | 显示全部楼层
  在雅科夫列夫设计局和阿莱尼亚公司的合作尚未终结的时候,他们联合提出了一个与雅克-130D和为改装前的原型机大为不同的一个量产型号方案。在这个方案中,量产型的尺寸要比雅克-130D小一些,翼展从雅克-130D的11.25米减小到10.4米,机身长度从12.4米减小到11.24米,机翼面积减小到23.5平方米。为了改善座舱的前向视野,机鼻向下微倾,机身后部的尾椎的长度有所减少,相应的主起落架轮距也将减小。DV2发动机将被加装了全权限数字化控制系统的DV-2S代替,寿命也将延长到克里莫夫设计局的RD-35的水平。型号名称也相应的改为雅克/阿莱尼亚-130S。
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雅克/阿莱尼亚-130S与原型机的对比

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 楼主| 发表于 2014-8-14 10:26:19 | 显示全部楼层
  在量产工作开始之前合作终止,俄方根据自己的要求对雅克-130进行了改进,所以俄罗斯的量产型雅克-130相比于雅克-130D原型机大有不同,改进的主要原因是在21世纪初,俄罗斯空军改变了雅克-130在军中的定位。俄罗斯空军原计划将雅克-130只训练战斗机飞行员,在新的定位中要求雅克-130承担包括实弹射击在内的80%的空军飞行员训练任务。更重要的是,苏联解体之后对于俄罗斯的国家安全的主要威胁由大规模全面战争转变为低烈度地区冲突,新型教练机应该具备在新形势下对新兴的危害俄国家安全的目标进行有效的打击的能力。用教练机应对低烈度地区冲突比用苏-30这样为东西方爆发全面冲突而设计的飞机无疑更加便宜,这也是俄罗斯经费拮据的情况下急中生智的想法。俄空军目前保有的苏-27系列机队的战机数量仅为290架,而且多数为苏联解体之前生产的,部分飞机由于在90年代长时间不能得到有效的维护机体寿命急剧消耗,到目前一部分苏-27已经处于超期服役的状态,而且只有远东军区有少数可以发射R-77的苏-27SM,所以原本数量就不多的苏-27系列现在更是俄罗斯空军手中为国土防空准备的最舍不得打出的牌,因此才有了用教练机来承担战斗轰炸机的一部分任务的想法。而雅克-130的改进型号正好满足了俄罗斯空军这方面的需求。
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量产型雅克-130剖视图,其与雅克-130D在气动设计和任务设备方面有很大差异,注意机鼻雷达罩的形状

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 楼主| 发表于 2014-8-14 10:27:01 | 显示全部楼层
  量产型的雅克-130与雅克-130D的主要不同共之处在于,机鼻处加装了一个雷达罩以容纳雷达,机鼻的截面由雅克-130D的扁平形变为圆形,在平尾前缘出现了犬牙状锯齿,主翼的翼尖加装了导弹发射架用以发射近距空空导弹,机身下方也可以安装保形机炮吊舱。这个阶段之后的雅克-130被称为雅克-130战斗教练机。
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雅克-130战斗教练机三面图

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