教-8(K8)教練機

教-8(K8)教練機

教-8(又稱K8)是中國新一代初級教練機。1982年成立研究方案組,開始研究,87年7月開始具體設計。

(圖)教-8(K8)教練機教-8(K8)教練機

教-8(又稱K8)是中國新一代初級教練機。1982年成立研究方案組,開始研究,87年7月開始具體設計。1989年5架原型機製造成功,於90年試飛。2001年,K8研製獲國家科技進步一等獎。K8是中國僅有的幾個能賺錢的外銷機種之一,成功出口到巴基斯坦尚比亞緬甸等國家。

技術數據

翼展:9.63米
機長:11.60米(含機頭空速管)
機高:4.21米
機翼面積:17.02平方米
空重:2687千克
最大燃油重量:780千克(機內)
最大外掛戴荷:950千克
最大起飛重量:4330千克
最大平飛速度:800千米/小時(海平面)
進場速度:200千米/小時
著陸速度:165千米/小時(襟翼放下)
最大爬升率:30米/秒(海平面)
實用升限:13000米
起飛滑跑距離:410米
著陸滑跑距離:512米
航程:1400千米
續航時間:4小時25分
限制過載:+7.33/-3g

發展原由

為了給解放軍裝備先進的噴氣初級教練機,1982年洪都集團公司成立了教練機方案組,以石屏為方案組組長,後任主要設計師。通過研究比較,結合中國具體情況,洪都集團提出“提高訓練效率,降低訓練費用”的研製思路,基本性能要求和適應不同國家需要的兩種訓練體制,得到廣泛認同。1986年,中國決定與巴基斯坦合作研製教-8。巴基斯坦方面投資了25%,並負責生產前機身等部位。1987年7月,教-8開始具體設計。89年1月開始製造原型機,共製造5架原型機(3架試飛,2架用於靜力試驗),001與003號原型機分別於1990年11月26日和91年10月首飛。隨後15架預生產型開工,並在1992年7月首飛。因此實際上教-8分為國內型和外銷型號。我軍裝備的型號稱為教11。2001年K-8飛機研製獲國家科技進步一等獎。

洪都提出了“高低速兼顧;良好的機動性能和失速特性;良好的視野和舒適的座艙環境”等具體計畫,並確定了以世界現代科技的綜合為K-8研製的基礎,而非一味強調自力更生。因此教-8初生時,已經大量借鑑國外的先進經驗和成熟技術。

(圖)毛澤東在K8車間江澤民在K8車間

同時,教-8研製伊始就必須為交付巴基斯坦空軍著想。所以配置方案選擇馬丁·貝克座椅、西方電子飛行儀表系統、儀表著陸系統、塔康導航系統及電台等國際航空市場上的成熟產品,與美國宇航設備公司合作配裝了高效環控系統,與美國蓋瑞特公司合作設計進排氣系統。教-8的疲勞壽命為8000飛行小時。1994年9月,巴基斯坦空軍接受了6架預生產型飛機,到96年年底為止,共生產21架。下圖中可以看到巴基斯坦的教-8能夠掛載巴空軍裝備的法國“魔術”近距空空飛彈。 教-8還在國外完成了發動機畸變、鏇轉天平、環控系統,彈射救生和電子飛行儀表系統交聯等試驗。上述措施使得教-8研製快捷順利,解決了80年代軍工科研經費嚴重不足的問題,提高了飛機的起點。同時為我國航空工業引進了國外技術,開創了我國走國際合作之路研製先進飛機的先例。

K-8的垂直尾翼大量採用了複合材料。在研製、促銷等過程中,英國、美國、俄羅斯等20多個國家飛行員飛過K-8,認為K-8在國際同類教練機中處於較佳的水平,機動性能好,橫向操縱品質尤其好。在研製過程中克服了美國進口設備儀表缺少資料等各種困難。

(圖)教-8(K8)教練機英文編號K8

教-8成功出口到巴基斯坦、緬甸、尚比亞、納米比亞等國家,為國家賺取了不少外匯,是我國僅有的幾個能賺錢的外銷機種之一。教-8的英文編號K-8的K即代表中巴交界的卡拉崑崙山Karakorum,而非教練的J字頭。

研究歷程

國內型號1994年12月首飛,1997月12月技術鑑定完成,1998年6月首批交付8架。在具體工作中,洪都飛機公司廣泛採用了計算機輔助工藝管理技術,解決了下大梁、後機身初裝、垂尾型架、返修等許多重大技術問題。1998年12月,教-8改裝國產發動機渦扇-11,首飛成功。教-8和渦扇-11的定型試飛員均為史同洲,在這兩次定型試驗中史同洲都經歷了發動機停車而被迫迫降的險情。該發動機於2000年10月完成了定型試驗。出口型教-8與國內使用的教-8略有不同,具體表現在選用電子設備、座艙儀表、發動機等。巴基斯坦的K-8使用了馬丁·貝克公司的彈射座椅。

(圖)教-8(K8)教練機待出口的教-8(K8)教練機

1998年,壟斷國產飛機出口業務的中航技獲悉埃及正在尋求一種新型噴氣初級教練機,用於替代捷克L39教練機,需求量多達百架。更重要的是,埃及希望藉此恢復其飛機製造能力,進一步發展一定的航空科研能力。同年,中方邀請埃及人員前來中國試飛教-8,做了尾鏇等飛行體驗項目。1999年,K-8在埃及與義大利、捷克生產的教練機競標,進行評估飛行。義大利派出的是S-211A,捷克派出的是L-139教練機,都是世界上頂尖的教練機。最後剩下義大利與中國進行競爭。S-211A的製造工藝先進,全機60%結構採用複合材料,重量很輕,但飛機性能不如K-8,其巡航速度僅有760千米/小時,海平面爬升率為16米/秒。埃及方面要求工裝技術百分之百微機設計,全機製造採用微機管理。由於洪都已在生產管理一體化領域研究了數年,可以向埃及輸出該項技術。中方在契約中明確了向埃及空軍提供K-8E的售後服務,義大利方沒有此承諾。義大利方最大的弱點是其生產線不在國內,不能按契約要求如期交貨。1999年12月27日,中國和埃及簽署了相關契約。2000年7月契約正式生效。這是中國第一次向國外輸出整架飛機生產線和設計技術,開創了歷史新篇章。這也是中國航空工業出口數量最多、金額最大的項目。

(圖)教-8前座艙 教-8前座艙
(圖)教-8后座艙 教-8后座艙

教-8可帶一個23毫米機炮吊艙。機翼共有4個掛點,可掛機炮吊艙、火箭彈吊艙、炸彈、飛彈和副油箱、每個掛點最多可掛250千克。教-8在飛行教練上主要有11種典型機動訓練,包括簡單特技帶飛、複雜特技帶飛、失速螺鏇、高級特技帶飛、暗艙儀錶帶飛、單機對機動目標攻擊等等。練習包括大坡度盤鏇和半滾轉等動作。

K8系列

K-8E

(圖)K-8E座艙K-8E座艙

在生產方面,埃及購入了整條生產線,計畫生產80架教-8埃及型號,命名為K-8E。為此中方曾多次在埃及進行演示飛行,正式研製工作於1998年啟動。契約於2000年7月正式簽訂,目前該項目進展順利,將於2001年6月份在埃及下線試飛。洪都公司先後共向埃及方面傳送了四十七個貨櫃和十二個車皮的硬體和軟體。教-8(安裝TFE731發動機和西方航空電子設備)在經貿部表明的單價為300-350萬美元(1996年)。2001年6月25日,K-8E取得重大進展,067架飛機總裝下線,065、066架飛機首飛。雙方軍方、航空工業代表出了上述儀式。在契約生效後的51個月內,分高級、中初級、低級散件三個階段逐步深入,在埃及生產了80架K-8E 。

(圖)教-8(K8)教練機埃及K8-E車間

K-8E調整了飛機的總體布局,對前後艙儀錶板和操作台重新設計,對通信系統、導航系統、儀表系統、火控系統和電氣系統進行改裝,對燃油系統、操縱系統、環控系統、液壓系統、起落架系統結構進行設計改進。總體需要新選用、改型及新研成件計33項。未來將改裝平視顯示器。在K-8E具體設計中,洪都啟用了計算機輔助產品管理信息系統(CPMIS),採用客戶機/伺服器方式,以Unix系統基礎上的ORACLE大型資料庫為基礎,前端軟體使用面向對象的Powerbuilder語言編制,建立了含有產品結構等8個子系統構成的CPMIS系統。為此在各基本車間安裝了FDDI光纖網路,逐個配置3到5台計算機(共400多台),供K-8E設計之用,該系統運行正常。建立了工藝設計新原則,使得K-8E試驗設備達到了機電一體化的水平,使38項系統試驗設備上升到新的水平。首批4架K-8E的成附屬檔案在埃及實際使用時,均符合要求或達到國際先進水平。設備安裝方面解決了大中型型架結構笨重、安裝搬遷困難的問題,改進了結構,使所有30多項大中型裝配型架可在地面安裝,無需深地基,與國際慣例接軌。設計中計算機繪製100%的工藝裝備,三維設計其中5%,計算機軟體繪圖完成工裝設計所90%的工裝設計。優質按期完成了8000多項、15萬張A4的K-8E中英對照版的工裝型架、試驗設備、夾具、模具、刀量具設計任務。

(圖)教-8(K8)教練機K8-E機群

為滿足埃及用戶對K-8E維護性的要求,洪都提供了綜合數據管理系統AIDMS,大幅度提高了綜合保障工程的檔次,解決了以往傳統式保障方式存在的各種問題。1999年,洪都在合作項目確立後開始AIDMS的研製工作。2000年7月通過了解客戶具體需要,初步構想了埃及用戶的ILS系統的資料庫結構。由於埃及當時已經在使用美國提供的管理系統,而K-8E的相關係統必須與這些系統互通,洪都方面對埃方系統進行了詳細研究,對自身方案進行了修改和改進。最終洪都提供的系統全面與美軍標接軌,完全能在埃及的美式ILS綜合數據管理系統平台上使用。新系統對K-8E零件、技術狀態、配件契約、發運、返修等均能有效的進行管理,用戶界面良好。此外,該系統還包括整套的空、地勤人員訓練計畫和訓練設備,包括訓練軟體、飛行模擬器、維護模擬器和外場維護測試車等等。

2005年8月,中國航空技術進出口總公司向埃及軍工飛機廠頒發了K-8E飛機第二階段生產許可證。至2005年底,中埃雙方將完成第一個契約共80架K-8E飛機的全部生產任務,第二個契約共40架飛機的執行工作已經開始。

(圖)教-8(K8)教練機展示中的K8-E

2008年9月30日,中埃K-8E飛機合作生產項目繼80架K-8E飛機契約執行圓滿完成後,在洪都集團公司及其駐埃及專家組、中航技及其駐埃及代表處,埃方的阿軍工飛機廠、電子廠、埃空軍大修廠等各方艱苦努力和通力合作下,40架K-8E續購契約合作生產又取得標誌性進展,第100架飛機成功交付埃及空軍。第100架K-8E飛機按節點、保質量交付是40架K-8E續購項目,也是整個K8E合作生產項目的重要里程碑。它標誌著中埃重大合作項目不僅贏得了契約交付的進度節點,而且在生產過程質量控制上也達到了相對穩定的水平。為K-8E續購項目的按時完成奠定了基礎。

最初100架教-8飛機主要出口巴基斯坦,裝EFIS-86系統,雙顯示器數據處理裝置和串列操作選擇板、甚高頻/特高頻無線電台、甚高頻全向指向標/儀表著陸系統、塔康、姿態航向參考系統、大氣數據計算機和標準盲目飛行儀表等。裝一台TFE731-2A渦輪風扇噴氣發動機,推力16.01千牛,全許可權數字式控制。

(圖)教-8(K8)教練機 教-8(K8)教練機
(圖)教-8(K8)教練機 教-8(K8)教練機

解放軍使用的教-8J(K-8J)改用國產渦扇-11發動機。1986年,測繪仿製渦扇-11的任務交給了南方航空動力公司。1992年8月渦扇-11開始投入制,95年點火,98年10月26日首次裝上K-8首飛。2001年10月定型試飛結束並小批量交付。如前所述,該發動機經過一些事故後方定型。渦扇-11源自烏克蘭進步機械設計局(Motorsich)

(圖)教-8(K8)教練機АI-25ТL (АI-25ТLК)

的АI-25ТL (АI-25ТLК) (據部分資料稱,該發動機由AI-25發展而來,也有稱K-8使用同一設計局的AI-222-25渦扇發動機),並非官方所宣稱的那樣是一種自力更生的東西。АI-25ТL (АI-25ТLК) 海平面最大推力1720千克,燃油消耗率最大狀態0.575,直徑為3358х985х958mm(ТLК為2860х868х959,5),淨重350 千克。與基型相比,改進型號提高了壓氣機壓縮比等指標,從而提高了推力。該系列的發動機還可用於捷克L-39等小型飛機。2002年3月,渦扇-11正式定型。但是,渦扇-11的推力與仿製原型相比大幅度下降。這直接導致國內的教8和教11性能與出口的K-8相比大幅度的下降。由於推力不足,難以完成密集編隊特技動作,原考慮過使用K-8的八一飛行表演隊也不得不放棄了這一想法。

K-8V

K-8V是教-8還發展了IFSTA(Integrated Flight Test Simulate Aircraft)改型,即“綜合飛行測試模擬飛機”的意思,又稱多軸變穩機。該改型可模擬複雜的飛行狀態,具有了高級教練機的一些特性。K-8V能模擬多種戰機空中飛行的特性,甚至在下一代戰機沒有研製出來之前,將圖紙上的設計參數輸入到其模擬設備中,即可進行模擬飛行,從而達到驗證、評估、最佳化和訓練的目的。目前該設備可裝入8套參數,模擬8種飛機的特性。研製K-8V時,洪都集團曾尋求與美國卡爾斯班公司等西方集團合作,但西方公司一方面受官方限制不可向中國輸出先進航空技術,另一方面要價太高。美國國家試驗學校曾表示願意合作,但僅僅限於訓練方面。洪都最終主要依靠自身力量,完成了K-8V的研製。根據洪都設計人員後來與英國宇航公司的交流,發現雖然雙方從未在多軸變穩領域合作,但走的路子相同,甚至使用的軟體都幾乎一樣。與殲-6改進的BW-1單軸變穩機相比,K-8V採用了二餘度、機械保障電傳飛行控制系統,在三個軸向上實現了變穩,是具有實用意義的變穩試驗機型。未來K-8V將發展為五個軸向變穩,加裝光纖傳輸飛行控制系統,並實現發動機數字全許可權控制

(圖)加納的教-8飛機加納的教-8飛機

IFSTA空中飛行模擬試驗機具體由由中國飛行試驗研究院總負責,中國航空附屬檔案研究所、航空計算技術研究所和南昌飛機公司等單位參加。空中飛行模擬試驗機又稱變穩飛機,其特點是可以通過特殊的自動控制系統來改變系統或飛機的穩定性,從而模擬其他飛機特性,甚至可以在空中模擬剛剛完成設計的飛機的飛行特性。該試驗機於1991年底開始研製,1997年6月首飛成功,1998年9月完成驗收試飛投入套用研究。

IFSTA研製的最終目標是實現一架具有五自由度(三軸轉動特性、升力特性和推/阻力特性)變穩能力並配有可變人感特性、可程式多功能顯示系統、完善的機載測試系統的空中飛行模擬試驗機,它可滿足除直升機外大部分軍用、民用飛機的有關技術驗證和空中模擬使用要求。由於新型號研製的迫切需求及經費原因,IFSTA試驗機在工程實施上採用分兩步走的方案,即第一步首先完成三自由度(三個鏇轉軸)的變穩控制,隨後再增加直接升力和推力/阻力自動控制,從而提供完善的姿態和軌跡響應的模擬。

該試驗機主要套用於:飛行動力學、飛行品質研究;飛行控制新技術、新方案的研究驗證;飛行試驗研究,如新機/新系統試飛方法、參數識別方法、評價方法研究等;新機空中飛行模擬試驗評價及首飛飛行員的培訓;人機界面,特別是人機迴路對飛行品質影響的研究;地面模擬器校核及地面模擬-飛行試驗相關性研究;試飛員培訓。

IFSTA採用了南昌飛機公司研製的K8噴氣教練機作為原型機,前駕駛艙改為試驗評定駕駛員艙,前艙駕駛員在電傳系統工作時控制飛機、完成試驗評定任務;後艙作為安全/教員駕駛艙,保留了原機全套操縱系統及飛行儀表系統,在變穩系統不接通(即斷開)狀態下,安全駕駛員可利用原機的機械操縱系統控制飛機,安全/教員駕駛員控制著飛機/系統的工作模態(狀態)及試驗參數的選擇;變穩系統的控制舵機通過離合器與原機機械操縱系統並聯,在變穩系統工作時離合器合上,由前艙飛行員通過變穩系統控制飛機,當變穩系統故障或正常斷開時,飛機即可由後艙飛行員控制。

加裝的系統包括

變穩系統:採用數字式雙余度可程式電傳飛控系統,可全時、全許可權工作;系統可預裝八組系統/飛機參數或模型;配有標準航空電子匯流排接口、地面試驗專用接口和飛行試驗測試接口;系統具有良好的用戶開發界面;採用BIT檢測及完善的安全保證措施;可選擇在系統故障或飛機回響越限時人工/自動方式切除變穩電傳系統。可程式多功能顯示系統:數字式、計算機成像;可模擬對目標的跟蹤及攻擊;研究開發各種顯示格式(平顯、下顯);可完成空中進場著陸、著艦等虛擬任務的模擬顯示。

自動配平系統:變穩電傳系統工作後自動將升降舵穩態鉸鏈力矩限制在±8牛·米(相當於桿力±2千克力)內。機載測試系統:可記錄飛機、各系統、飛行員語音參數等,具有遙測發射能力。

可變人感系統:可滿足軍用、民用飛機操縱力特性模擬;提供力/位移四餘度指令;提供二自由度側桿控制指令,中央、側桿可隨時轉換。飛機/系統經改裝的有:電源系統、液壓系統、操縱系統、儀表系統、導航系統、飛機結構、照明系統和起落架等。

K8在國際市場

IFSTA投入使用後已完成多種型號模擬和專題驗證研究,如某新機首席試飛員小組培訓,PIO(駕駛員誘發振盪)研究,某新機飛控系統控制律驗證和品質評價,某型飛彈地形識別系統驗證試飛,新型飛機顫振激勵系統(FES)驗證試飛和大量試飛員培訓教學試飛,等等。此外,該試驗機研製成功後還多次與國外試飛員學校、試飛研究單位、空軍和相關研究機構等就試飛員培訓、變穩機設計及套用技術等進行了廣泛交流並得到高度評價。 1998年,我國自行研製的使用電傳飛向那個控制系統的新型殲擊機首飛小組,在K-8V變穩機進行了電傳飛控飛行特性訓練和飛行品質評價演示。經培訓和演示的試飛員評價:模擬新型殲擊機的進場著陸較真實,尤其是人感系統和飛機姿態角回響逼真;縱向、橫向逼真,航向阻尼略感大;空中不同參數變化時飛行員能明顯體會到飛行品質的變化,是一種很好的教學訓練手段;可用於該新型殲擊機的試飛員培訓和其它電傳飛機的試飛員培訓。

(圖)教-8(K8)教練機教-8(K8)教練機

2004年9月,西安北方光電公司中標“K-8飛機加裝平顯多功能顯示系統”。該項目由中國航空技術進出口總公司與洪都航空工業集團有限公司組織招標。K-8飛機上配裝的平顯多功能顯示系統主要由平視顯示器、上前方控制臺、顯示控制任務機、多功能顯示器(前艙一台、後艙兩台)、視頻攝錄系統以及數據載入卡組成。系統的後艙多功能顯示器上設定有平視顯示器實時的視頻攝錄畫面,後艙儀錶板上設定有控制優先權開關,方便教官對學員的操作監督。K-8航電升級型飛機在導航方式上採用了余度設計。主導航方式為以GPS作為導航源的各種衛星導航方式,輔助導航源分別有羅盤和塔康,確保了導航的可靠性。升級後的航電系統,人機操作界面更為直觀、友好,減輕了飛行員的負擔,並且在設計理念上緊跟世界上先進的戰鬥機,可以提高訓練質量,學員在K-8飛機上完成訓練後可以更好地適應先進戰鬥機飛行。在K-8上加裝平顯多功能顯示系統後,可大大提升飛機的總體性能,有利於延長該機型的生命周期。該系統是一套較為複雜的機載綜合航電火控及顯示設備,能夠令使用K-8的教學人員更好的完成針對三代戰鬥機的訓練任務,也使得西安北方光電公司在整個航空電子及火控系統領域中占有了一席之地。

2007年7月,印尼也正在試圖加強空中力量。空軍總參謀長稱,印尼希望更新OV-10"北美野馬"、BAE公司"鷹"53、F-5並可能升級其F-16A/B。所考慮的機型包括捷克沃多霍迪公司的L-159、中國的K-8以及韓國航空航天工業公司的KO-1B渦槳教練機。印尼已經組成了一個團隊來對採辦工作進行專項研究,結果將在2009年後提交。印尼空軍必須考慮新飛機的能力,它們應能執行多種任務,特別是要能夠替代OV-10的地面攻擊能力、F-5的隱蔽功能和教練機的功能。但觀察家指出,財政問題是一個障礙。儘管印尼經濟近年來持續增長,但緩解貧困仍是優先工作。政府很難在社會的其他部門正在苦苦支撐的時候花費10億美元用於購買新飛機。

(圖)模型圖模型圖

中新社南昌2008年7月電,洪都航空工業集團公司11日透露,該集團生產的八架K-8P高級教練機目前已全部完成出廠試飛任務,即將於八月份交付巴基斯坦。K-8P飛機是K八系列機進行重大改進的新型外銷機。

據美國《防務新聞》網2009年2月11日報導,委內瑞拉軍方表示,2010年1月,委內瑞拉將接收首批6架其從中國訂購的K-8教練機或輕型攻擊機。這些飛機將用於打擊毒品犯罪。委內瑞拉戰略司令部司令岡薩雷斯將軍(Jesus Gonzalez )稱:“2010年1月,我們將接收首批6架中國飛機,而到2010年中期之前,將會有18架這種飛機盤鏇在委內瑞拉上空。”接著,岡薩雷斯將軍補充說,這種雙座飛機在被運到委內瑞拉之前,先要在中國接受委內瑞拉飛行員的試飛。俄羅斯、中國與白俄羅斯是委內瑞拉的主要軍用物資供應商

相關連線

[1] 新浪網 http://mil.news.sina.com.cn/2003-07-24/139187.html

[2] 空軍世界 http://www.airforceworld.com/pla/k8.htm

[3] 軍事天地 http://mil.anhuinews.com/system/2005/01/14/001105771.shtml

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