从美国T-X看高教新动向

万磁王

“鹰狮”NG的座舱高度“玻璃化”，显然，对于受训飞行员而言，屏幕上显示的敌情来自本机的雷达、红外还是地面教练中心通过数据链传来的虚拟信息并无分别，对飞行员“透明”的飞控系统更是可以人为注入模拟的异常状态

　　现代高级教练机具有高度可编程的座舱界面，可以模拟不同战斗机的座舱环境。可编程飞控还可模仿不同飞机的气动特性，不仅可以模仿友机，更可模仿敌机。向飞控系统注入虚假异常，还可以模拟各种故障情况，训练飞行学员对故障的判断和处理。
　　先进数据链和信息融合技术则使得战术态势信息虚拟化了，飞行员看到的不再是具体传感器的分别显示的原始信息，而是在多个来源（本机、友机、地面）、多种类型（雷达、红外、光学、被动）的信息中经过筛选、比较和融合而形成的综合战术态势。换句话说，数据链可以充当虚拟雷达和其他探测手段，教官（不管是在后座还是在地面）可以向数据链注入数据，模拟敌情、模拟武器发射和模拟战果。数据链也可以用于“入侵者”训练，“入侵者”战斗机可以开通单向透明模式，利用受训战斗机的位置、速度、航向、武器模拟发射等信息补充自己的战术图像，反向控制受训战斗机战术图像，人为进行性能降级以模拟隐身、电子战的效果，甚至模拟发动超性能的攻击，好比开通电脑游戏里的后门模式一样，增加训练难度。
　　座舱环境的虚拟化也使得地面飞行模拟系统大有可为。除了可用于训练基本操作动作和系统使用外，地面飞行模拟系统具有使用成本低、使用率高、不受真实气象影响、高度逼真、本质安全等优点，可以在很大程度上代替基本训练，但真实气候和真实过载的影响很难逼真模拟。更重要的是，真实飞行中的心理压力只有驾着飞机上天才能体会。同理，作为“入侵者”或者陪练教练机，真实的高性能战斗机的某些关键方面也只有真实性能才能模拟，比如超巡和超机动。

万磁王

　　“隼”式和M-346的机体设计都可以达到9g最大过载。M-346的推重比0.84，与F-35A的0.87十分接近；“隼”式的推重比只有0.65，但也可以采用发动机增推或者换发而提高。大改依然比全新设计有显著的成本优势，要不然诺斯罗普和通用动力也不会从一开始锁定“隼”式和M-346为投标基础。但现在诺斯罗普和通用动力干脆利落地放弃了“隼”式和M-346，只能认为这两者已经不可能满足T-X的要求，而且欠缺不是数字飞控或者先进航电那样的“软”技术就是补偿，而是与基本气动设计有关的硬技术。“隼”式用于一般训练没有问题，加拿大的北约“枫叶旗”对抗演习中用来充当“入侵者”飞机，但要担当模拟第四代战斗机的“入侵者”，还是缺乏足够的能量机动性。M-346采用电传飞控和可变静稳定性设计，机动性直逼米格-29和苏-27这一代高机动战斗机，但依然不能达到超音速。有意思的是，在有意投标T-X的5家中间，除了妾身未明的波音-萨伯方案外，只有洛克希德-KAI的T-50是超音速的，特克斯特朗-空地“蝎子”也只是高亚音速。
　　60年代曾经流行超音速教练机，T-38就是这个时代的产物。70年代时，战斗机最高速度普遍达到达到两倍音速以上，但典型超音速战斗机在超音速状态下只能做直线冲刺，加力状态下超高的耗油率也严重限制超音速飞行时间，超音速的战术意义和使用有限，加上飞控进步使得突破音障在操控上没有太特别的要求，所以超音速飞行不再成为飞行教学大纲中的重要部分，教练机能否达到超音速无关紧要。70年代以后，高亚音速教练机成为主流，可以大大降低高教的研发、制造和运行成本。
　　但在第四代战斗机的时代，隐身、超巡、超机动、网络化成为战斗机的新特征，这对高教提出新的要求。网络化与飞机的气动设计无关，这是先进数据链和信息融合的问题。隐身可以通过“入侵者”的虚拟雷达和受训战斗机雷达的虚拟降级来模拟。如果T-X只停留在这两个要求上，传统高教是可以通过深度升级达到要求的，但超巡和超机动是硬功夫，没法虚拟。
　　超巡的定义并不统一，在80年代曾经以典型飞行任务中60%以上的飞行时间都以超音速飞行作为超巡的标准，现在的主流定义是以军推实现持续超音速飞行。F-22能以军推实现M1.6的超音速，是真正的超巡。欧洲“台风”能以加力推过音速，然后以军推维持超音速飞行。F-35据说也能实现这样的有限超巡。有限超巡的技术要求大大低于F-22那样的真正超巡。但对于高教来说，只要能维持足够时间的超音速飞行，用加力推力也无妨，反正高教的续航时间要求并不高。先进发动机可以使用多级加力，不再像传统加力只有全加力和无加力两种状态，进一步便利模拟超巡的实现。这样的模拟超巡要容易实现得多，成本也大大降低。
　　真正超巡也好，有限超巡也好，模拟超巡也好，只能超音速直线冲刺的话，战术作用有限，必须有超音速机动能力，这就是超机动的第二个方面，第一个是传统的高度机动性，可以包括但不限于过失速机动性。超音速机动对气动设计提出了新的要求，需要先进气动控制或者推力转向。超巡和超音速机动性对主动选择战场的重要性不言而喻。超巡和超音速机动可以在敌人意想不到的时间和地方突然出现，有利于形成优势兵力，打主动仗。作为“入侵者”和作战中队的“陪练教练机”，T-X要求对未来先进战斗机提供足够逼真的模拟，超巡和超机动能力不可或缺。
　　作为教练机，高教的气动外形干净，不需要外挂，留空时间要求较低，不需要很大的机内燃油量。T-X对隐身也没有多少的要求，最多不超过F-18E那样的半隐身。这样，起飞重量可以大大低于F-16一级的战斗机，发动机推力要求也相应降低，在气动设计上不超过三代半战斗机的难度，而且对航程、载弹量、航电（先进座舱和数据链除外）和武器系统只有最低要求，这对美国航空科技来说轻车熟路，有利于控制成本。但具有“入侵者”潜质的T-X也提供了作为兼职战斗机使用的可能性，补充高性能战斗机的数量不足。

高教挂装导弹后，具有简易战斗机的能力，这是韩国KAI T-50

　　高教在挂装翼尖空空导弹或者保形/半保形外挂时，依然可以保持近似干净的气动外形，具有有限（或者模拟）超巡和超机动能力后，在防空作战中具有与第三代战斗机对抗的能力。加装保形油箱和外挂副油箱后，气动性能有所下降，但作战半径可以大大增加。翼下外挂武器则可以大大增加载弹量，提高打击威力。这样的兼职战斗机可以把真正战斗机解放出来，用于更加重要的任务方向。当然，外挂武器需要加强机体结构，增加重量，在教练机的本职和作战兼职之间，要做好权衡，不要舍本逐末，要做好并不容易。
　　光有足够的气动性能是不足以担任兼职战斗机的，还要解决航电和武器系统问题。“入侵者”级和陪练级T-X的机体和发动机完全相同。“入侵者”级配备火控雷达和光电探测手段，在机外信息支持下，具有与战斗机相当的战斗力。陪练级可根据军费水平和实际需要，视情配装雷达和光电，也可不配备，但保留武器发射功能，这样可以大大降低购置和运作成本。
　　值得指出的是，高教作为“兼职战斗机”并不是新概念，能作为“入侵者”或者陪练级使用的高教本来就需要具备近似战斗机的性能，配装适当的航电和武器后，是能够承担一定的作战任务的。问题出在“近似”和“适当”。文无第一，武无第二。高教可以通过后门模式扬长避短，在实际性能达不到的情况下模拟高性能对手。但在战斗中，后门模式没有了，而高教与真正的战斗机硬抗是容易吃亏的。另一个问题是航电，先进航电正在迅速成为战术飞机成本结构里很显眼的一块。高教装备过度先进的航电是不必要的浪费，而且平白增加大量但无效的维修和升级开支；战斗机对航电则是多多益善，而且需要时刻保持系统的战斗状态。这使得高教的出厂配置十分纠结，预留空间、战时加装也是说来容易做来难，不说别的，战时加装的系统临时生产来不及，平时库存也有成本和维护问题。这些纠结使得过去高教作为兼职战斗机的努力始终不成功，“隼”式、T-50“金鹰”、M-346都是这样。但T-X与三代半战斗机的气动性能相当，在很长的时间都将保持适用的性能，网络化的机外信息支持则补充机载系统不足，这是T-X与传统高教的根本不同所在。
　　高度网络化使得陪练级T-X在自身雷达、光电能力不足时，仍然可以借用机外（比如预警机、地面雷达、友邻战斗机、前沿空地火力引导小组）的信息，补偿本身探测手段的不足，保持足够的战场态势感知能力；或者利用机外信息引导机载雷达作针对性搜索和跟踪，窄波束“凝视”可以极大地提高雷达的探测距离和精度，窄视场凝视对红外和光学系统的作用也是一样。在对地作战中，网络化的作用更大。美军已经装备的ROVER系统可以在飞行员和地面引导小组之间传送目标坐标甚至视频，有利于交叉引导和确认目标。
　　这也与传统的低成本战斗机概念有本质的不同。低成本战斗机不仅有性能和配置方面的纠结，更大的问题在于单任务。低成本战斗机要实质性地降低成本，不能搞一刀切的性能降级，只能对关键任务进行高度针对性的优化，实际上导致单任务战术飞机。米格-29基本上是专业空战的战斗机，对地攻击能力很一般。A-10则是专业对地攻击飞机，空战能力很不堪。F-16是一个难得的例外，不仅特别擅长于视距内格斗，也擅长对地攻击。也正是因为有F-16的成功作对比，F-35才显得那么不堪。在战争年代或者军费充足年代，单任务战术飞机专注于自己的任务，其实是不错的做法。但在军费紧张的和平年代，单任务战术飞机就是不可承受之重，容易成为裁减的目标。A-10就是因为只有单任务能力而屡屡被放上案板，米格-29也是日子难过。T-X作为兼职战斗机则没有这样的顾虑，主业副业一肩挑，适合作为高性能主力战斗机的补充。
　　作为国土防空战斗机，“入侵者”级T-X可以直接兼作主权宣示、领空监视、反走私拦截、反劫机护航等一般性任务。事实上，作为战斗机，T-X的机动性至少不亚于F-35，6.5-7.5g的持续过载要求还高于F-35，F-35A/B/C的持续过载要求分别为4.6g、4.5g、5.0g；除了F-35A能达到9g瞬时过载外，F-35B/C只能达到7.5g瞬时过载，也低于T-X的8g。陪练级T-X则可以容易地兼作边海防巡逻、反恐怖作战和一般的对地攻击。

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　“薄皮”战术飞机用作对地攻击一直是一个富有争议的话题，缺乏大威力航炮，速度过快，留空时间不足，缺乏抗击地面轻武器防空火力的装甲，这些都是常见的反对意见。A-10的钛制盆形装甲和30毫米7管加特林航炮确实是无与伦比的，但在现代空地作战中，用直射武器短兵相接地打击暴露之敌已经不是主要作战方式，末端制导火箭弹、小直径制导炸弹、可调威力炸弹、各种抛撒式末制导弹药和视距外发射精确制导弹药，都是有效的打击手段，还有陆军的制导炮弹、火箭弹、武直、武装无人机等。事实上，饱受称道的A-10只能前向射击，要设定好一次扫射，必须离开战场盘旋一圈甚至若干圈，才能从最有利的方向和高度进入，才能瞄准扫射。但具有越肩发射能力的制导炸弹就不需要这样的程序，飞行员可以用头盔瞄准具扭头目视锁定目标，炸弹离架后大转弯（甚至转弯180度）攻击，不需要盘旋后重新进入。如果眼明手快的话，甚至可以实时规划路径，选择从并非在飞机到目标之间直接连线上的其他方向上绕道攻击，以取得更好效果。说到底，空地攻击的关键是要把弹药投射到目标上，用什么手段投射只是手段而已。在网络化的战场上，攻击飞机低空低速盘旋也不再必要，长时间近距离观察也一样不是必不可少的，机外信息支持比飞行员目视判别更迅捷、更可靠。

由PC-9改进而来的T-6具有相当强悍的性能，可以覆盖传统中教甚至部分高教的功能

高仿真飞行模拟器则可以承担很多各级飞行训练，包括跨区联网的战术演练

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　　作为教练机，T-X时代也有条件向更高层次转移，占据传统的同型双座战斗教练机的空间，尤其是F-22、F-35并没有同型双座战斗教练机的情况。向上转移并不迫使T-X覆盖过大的训练范围，因为由瑞士皮拉图斯PC-9改进而来的比奇T-6“德克萨斯人II”涡桨教练机具有相当优秀的性能，除了在最大速度和升限方面受到涡桨的天然限制，在一般性能方面与传统喷气高教非常接近，包括可以达到7g的瞬时过载。先进飞控使得螺旋桨飞机传统的反扭力横滚问题得到自动补偿，在操控感上与喷气飞机无异。而涡桨发动机省油，使用成本较低，起落滑跑距离短。由涡桨教练机担任传统的中教和部分高教任务，另有先进的高仿真地面飞行模拟系统配合，可以把T-X从很多传统高教任务中解放出来，更好地完成陪练教练机和兼职战斗机的任务。

空中国民警卫队负责美国国土防空，换装F-35未必适合，但F-15、F-16的结构寿命快到了，这是新墨西哥、科罗拉多和蒙大拿空中国民警卫队的F-16在合练

　　美国空军是进攻性空军，国土防空作战一直是一个纠结，主要由空中国民警卫队负责。在第四代战斗机时代，F-22数量稀少，不会用于一般性的国土防空巡逻。F-35并不适合国土防空作战，F-15、F-16的结构寿命即将到期，由T-X补充就是不错的选择。对于很多美国盟国，T-X也是适合的选择，较低的成本和适中的性能更加符合国情。
　　但T-X从传统高教的角色转换在很大程度上取决于“入侵者”和陪练的要求，2016年预算申请中关于T-X的罗生门使得有关要求变得扑簌迷离。兰德的航空教育与训练司令部负责飞行员训练，卡里瑟尔是内利斯空军基地“入侵者”中队的上级，国会预算是各部主管的头等大事，两人居然会对预算申请中包括T-X用作“入侵者”的要求不知情。预算的起草可能由下级军官负责，但至少要由部门主官高级助手过目，最后还得主官本人审核批准后才能上报。在美国预算和军费空前紧张的现在，这样大的预算“漏洞”漏过各级审核，实在不可思议。
　　有意思的是，在兰德和卡里瑟尔否认T-X包含“入侵者”要求的同时，邓禄普暗示在350架教练机外还有200架衍生型的要求，用于高级飞行技能和高级武器技能训练，并暗示这将包括“入侵者”，不过相关要求要在稍晚的时候才能确定。高级飞机技能训练需要具有“硬性能”的高教，高级武器训练需要增强航电的高教，两者结合的终极版本正是“入侵者”。这些都是美国空军的刚需。从现有高教升级可以满足部分要求，但不可能满足全部要求，只有全新设计，但专为高级飞行和高级武器训练而全新研制则彻底违反规模经济原则，或许这才是罗生门的奥妙所在。
　　有意思的是，T-X不仅是一个技术和训练体制的问题，也是美国航空工业政策问题。在美国的飞机公司中，洛克希德是唯一具有战术飞机生产的公司，现有F-35生产线，并在未来很长时间里继续有F-16、F-22提供技术支持和升级业务。诺斯罗普现有B-2轰炸机的技术支持和升级业务，但光靠这是吃不饱的。波音尚有F-15、F-18的技术支持和升级业务，但通用动力已经没有军用飞机业务了。从维持航空工业基础的角度看，T-X交给洛克希德最不利，洛克希德对战斗机的垄断已经在美国朝野引起很大的不安，甚至有不少人把F-35的困境原因归结与此。在波音和诺斯鲁普之间，可能最后要看LRS-B轰炸机选型的结果，最后以大家都有一口饭吃最为有利，否则到下一代战斗机或者轰炸机竞标的时候，可能已经无法组织有意义的竞争了。
　　另一方面，T-X的招标过程也是美国空军的一个全新尝试。通常招标由军方制定技术战术要求，由国防采购部门确定成本区间和预算，然后交由工业界投标。这样的好处是要求明确，坏处是军方、采购与工业界三方缺乏互动。有时工业界有现成的技术，可以不大的成本增加换取很大的性能改进；有时则相反，可以很小的性能降级换取很大的成本降低。在T-X的早期工作中，美国空军试图与工业界合作式地制定战术技术要求，从而从根本上有效控制成本-性能互动。或许正是这样的早期互动，促使诺斯罗普和通用动力放弃“隼”式和M-346。也许正是由于这样的互动，美国空军对T-X的要求留有很大松动余地，希望在合作互动中达到高性能、低成本，“自然而然”地把“入侵者”和陪练级整合进T-X的要求。但这样做，也使得T-X的要求很长时间不能冻结。在理论上，由于先期互动，T-X要求最终冻结的时候，工业界已经进入状态，而不是从头开始，而且主要技术、成本和进度障碍都已经明确，甚至在要求制定过程中已经采取措施解决，应该有助于使计划加速走上正轨，减少研发过程中的意外。这种新方法最终会避免近年来美国重大军工项目拖延、超支的痼疾，还是造成项目管理和成本控制上新的困难，还有待观察。
　　T-X是美国空军的计划，但T-X引出的教练-战斗机问题和训练体系改革问题在世界各国有一定的共性，全新的互动式招标方法更是引人注意。T-X究竟会是传统的纯教练机，还是会成为突破传统模式的新型教练-战斗机，此中引起的思考可能指出高教不同的未来。