[軍事科普]軍機明星:K-8中級教練機
K-8教練機(中國代號:K-8,英文:Hongdu K-8,曾用代號:教-8,L-8),是中國航空工業(yè)洪都飛機工業(yè)公司(代號:320廠)研制的亞音速渦扇發(fā)動機噴氣式教練機。 K-8教練機采用兩側(cè)進氣、串列座艙、中等展弦比下單翼、正常尾翼和前三點起落架的布局。 K-8教練機于1987年7月開始設計,1989年1月開始制造原型機,共制造5架機(3架試飛,2架用于靜力試驗)。K-8教練機是我國第一種對外轉(zhuǎn)讓飛機設計制造技術(shù)的機型,并出口巴基斯坦、埃及、緬甸、津巴布韋等國。 K-8(L-8)教練機,是中國航空工業(yè)320廠研制的亞聲速渦扇教練機, 該機可以用來完成空軍飛行員的全部基礎科目訓練和部分高級科目訓練。飛行學員只要經(jīng)過短期訓練篩選,就可以在K-8上進行飛行訓練;飛行學員在K-8上完成訓練后,可直接駕駛殲-6、強-5、“幻影”Ⅲ、“幻影”Ⅴ等作戰(zhàn)飛機;這些學員再經(jīng)過一段高級教練機的訓練,就可以適應F-16、F/A-18、“幻影”2000等第三代作戰(zhàn)飛機的飛行。 1968年,中國空軍曾從(前)捷克斯洛伐克進口過4架L-29噴氣式教練機,這種教練機具有飛行包線廣、綜合油耗低、續(xù)航時間長等優(yōu)點,當時我國曾經(jīng)嘗試在該機的基礎上自行研發(fā)初教-7飛機,但由于種種原因項目下馬。 但這種類型教練機的需求依舊存在,1982年航空工業(yè)部要求恢復噴氣式教練機的研制,320廠為此成立專案組,并將新機定名為教-8(當時稱為L-8),后勤但由于后續(xù)經(jīng)費無法保障,項目擱置。 1984年,巴基斯坦空軍的一個軍事代表團到洪都公司進行訪問,對L-8方案產(chǎn)生了濃厚興趣。當時由于巴基斯坦空軍使用的美制T-37A型教練機壽命到期,面臨退役,需要更換新機,于是巴基斯坦空軍通過有關渠道表達了和我國合作研制噴氣式初級教練機的意向。于是兩國一拍即合,由雙方出資建立合資公司,巴方占股份的25%,并負責生產(chǎn)前機身等部位,而飛機的設計和主要生產(chǎn)都在我國,由兩國共同發(fā)展K-8“卡拉昆侖”(Karakorum)初級噴氣式教練機。 1987年5月,巴基斯坦國防部官員考察了洪都飛機制造公司(代號:320廠), 詳細了解了L-8的設計方案,對飛機的戰(zhàn)技術(shù)要求和主要技術(shù)狀態(tài)進行討論和確認,最后雙方簽署協(xié)議,明確1987年6月作為L-8工程的正式起點。1987年7月,L-8開始具體設計。1987年9月,在南昌召開了機載設備協(xié)調(diào)訂貨會,落實了訂貨技術(shù)條件并簽訂了合同。實際上,L-8分為國內(nèi)和外銷兩個系列。外銷系列定名K-8,國內(nèi)型號定名基教-8。 鑒于L-8研制的目的是以滿足中國空、海軍訓練需要,同時兼顧出口。因此,洪都公司在抓緊與空軍聯(lián)系進行方案設計論證的同時,中航技則在友好國家中積極爭取潛在用戶。巴方對L-8飛機設計方案沒有什么不滿,但強調(diào)K-8一定要使用西方發(fā)動機,井對能在巴方生產(chǎn)這種飛機表示濃厚興趣。此后,中航技重點對巴方空軍和國防部進行了不懈努力。巴國防部同意出資參加教練機研制,總研制費2400萬美元,巴方出資25%,巴方投資分二期支付,同時再次肯定巴方有75架采購意向。 1986年8月21日,中航技與巴國防部簽訂了《中巴合作研制新一代教練機總協(xié)議》,協(xié)議明確巴方參與L-8飛機研制,巴方投資600萬美元,合作生產(chǎn)中巴方工作量要占25%, 巴方參與研制,為L-8批準立項起了重要的促進作用。1986年9月,航空工業(yè)部以航軍函(1986)824號文任命張彤為型號研制總指揮,童承祖為副總指揮,石屏為總設計師。1987年1月,航空部以航計1號文下達了L-8研制計劃。1987年4月國防科工委以(1987)計字431號文批誰L-8機作為出口型飛機立項研制。1987年8月,航空部以計函(1987)711號文件的形式,向部屬有關單位發(fā)出了 “關于抓緊L-8噴氣教練機研制的通知”。通知指出,“L-8研制是吸引外資進行整機研制的初次嘗試,它將對我部中外合資經(jīng)營、設計、研制、生產(chǎn)飛機開創(chuàng)一條新路子?!币蟾饔嘘P單位要打破過去依靠國家投資搞新機的老路,還決定將L-8列入部計劃管理渠道,至此L-8研制工作全面展開。 后來,巴基斯坦總統(tǒng)齊亞·哈克,與中國航空工業(yè)部部長莫文祥會晤時提議,為紀念中巴合作,取代表聯(lián)系中巴兩國友誼之山喀喇昆侖山的英文KLAWQUELEN字首,將教練機代號由L-8改為K-8。 中國航空技術(shù)進出口公司(簡稱:中航技)利用巴基斯坦空軍對教練機的需要,將巴方資金引入新型噴氣教練機的研制。從某種意義上說,雖然我國在K-8上幾乎是沒花一分錢,但通過借船出海,卻收獲了數(shù)億美元的回報。 在L-8項目組成立之后,先后進行了CJ610-8A、JT15-4C/5和TFE731-2A等3種發(fā)動機的選型,最終確定使用美國蓋斯特公司的TFE731-2A型發(fā)動機。 1987年10月,開始進行K-8飛機的風洞試驗。1989年1月31日完成詳細設計發(fā)圖。1989年1月,320廠開始制造K-8原型機,共制造了5架原型機(3架試飛,2架用于靜力試驗)。001號與003號原型機分別于1990年11月26日和1991年10月首飛。隨后15架預生產(chǎn)型開工,并在1992年7月首飛。 K-8教練機總數(shù)為14架的初始生產(chǎn)型計劃(六架給巴基斯坦空軍)在1996年底之前完成交付。然而,巴基斯坦在1994年決定生產(chǎn)的飛機不在國內(nèi)服役。雖然最初的計劃涉及達到75架飛機用于巴基斯坦,在1996年初之前,多達100架預期去代替巴基斯坦空軍陳舊的美制T-37A型教練機。 1994年9月,巴基斯坦空軍接收了6架K-8預生產(chǎn)型飛機。除巴基斯坦以外,K-8還成功出口到緬甸、贊比亞、納米比亞等國家。2001年K-8飛機研制獲得國家科學技術(shù)進步一等獎。 K-8教練機是全新設計、以外銷為主的飛機,其使命是執(zhí)行承擔全部基礎訓練內(nèi)容和部分高級訓練內(nèi)容,包括起落、空域特技、航行編隊、儀表飛行、夜航、螺旋飛行等訓練課目,還可以擔負武器訓練任務并具有一定的近距離支援作戰(zhàn)能力。 該機采用兩側(cè)進氣、串列座艙、中等展弦比下單翼、正常尾翼和前三點起落架的布局。飛機全長11.6米,翼展9.63米,正常起飛重量3700千克,最大起飛重量4468千克,無副油箱航程1400千米。 在研制K-8的過程中,320廠提出了高低速兼顧,良好的機動性能和失速特性,良好的視野和舒適的座艙環(huán)境等具體方案,并確定了走國際合作的路子。K-8在研制伊始就充分考慮到了照顧巴基斯坦空軍的使用習慣。飛機在配置方案中選擇了英國馬丁·貝克公司的彈射座椅、西方電子飛行儀表系統(tǒng)、儀表著陸系統(tǒng)、塔康導航系統(tǒng)等國際市場上的成熟產(chǎn)品,還與國外公司合作配裝了高效環(huán)控系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)等。上述措施使得K-8研制比較順利。 K-8教練機高、低速兼顧該機速度從165-800千米/小時,有良好的操穩(wěn)特性,機動能力強,留空時間長,起降距離短。飛機具有良好的失速特性,失速前有告警信號。 K-8的飛行性能優(yōu)于國際同類教練機飛機性能的主要指標。 K-8教練機采用簡潔高效的總體布局設計小后掠和后緣適當前掠的機翼布局,通過彎、扭組合設計,并與可產(chǎn)生升力貢獻的機身進行組合修形,應用自主開發(fā)的全機參數(shù)優(yōu)選軟件經(jīng)過4800多組參數(shù)優(yōu)化、副機翼和3組尾翼,在風洞中2400多次選型和驗證試驗,獲得了簡潔高效的總體布局;控制了翼面的氣流分離,隔離了大迎角、大側(cè)滑角飛行條件下的偏離,取得了零速和大的負迎角狀態(tài)下穩(wěn)定性,提高了大迎角機動飛行能力。 K-8可以進行尾沖、小速度定點急側(cè)轉(zhuǎn)和頂點速度為零的小半徑斤斗飛行。像尾沖這類大迎角機動動作為國內(nèi)僅見,在國際上也只有少數(shù)高性能戰(zhàn)斗機才能完成。K-8的尾沖機動為中國將來高性能戰(zhàn)斗機實施高難度戰(zhàn)斗避讓、反追擊機動提供了優(yōu)良的訓練平臺。K-8具有多種外掛組合,可進行攻擊訓練,并具有近距攻擊能力,優(yōu)于國際同類教練機。 K-8飛機機身采用半硬殼式結(jié)構(gòu),主要材料為鋁合金,也有部分復合材料,采用損傷容限原則設計,充分注意了可靠性和維修性。機翼采用梯形布局的下單翼,機翼前緣后掠角為7度。尾翼由單垂尾和低平尾組成。 K-8教練機的動力裝置為一臺美國蓋瑞特公司生產(chǎn)的TFE-731-2A型渦扇發(fā)動機,最大推力為16014牛,燃油消耗率14.21毫克/牛秒。發(fā)動機為單元體結(jié)構(gòu),最初周期性檢查間隔時間為600~1200小時,主要轉(zhuǎn)動部件低周疲勞循環(huán)次數(shù)為3000一12000次。發(fā)動機燃油系統(tǒng)的調(diào)節(jié)是通過一個數(shù)字現(xiàn)實的電子發(fā)動機控制裝置,來保證正常姍油調(diào)節(jié),并有液壓機械式燃油調(diào)節(jié)和備份燃油控制系統(tǒng)作為應急之用。發(fā)動機具有獨立封閉式的滑油系統(tǒng)。K-8教練機的TFE-731-2A發(fā)動機凈重329千克,耗油率0.502千克/(千克力·小時)(海平面),最大起飛推力可連續(xù)使用。 洪都飛機公司在K-8最初計劃設計飛機包含采用重要的美國的設備,其中有美國AlliedSignal公司(霍尼韋爾、Horeywell國際公司)TFE731-2A渦扇發(fā)動機和柯林斯/瑪格奈沃克斯航空電子設備。這一個計劃的發(fā)展在1989年6月之后被美國對中國的制裁中止。稍后K-8教練機改成采用烏克蘭制造的AI-25TLK渦扇發(fā)動機。 K-8教練機座艙中兩個座椅為串列階梯排列,采用馬丁·貝克公司生產(chǎn)的MK.10L型火箭彈射座椅,也可使用國產(chǎn)的TY-7A型穿蓋式彈射座椅;風擋為整體圓弧型,艙蓋采用側(cè)開式,駕駛員具有良好視野。起落架為前三點式布局,液壓收放,前輪有轉(zhuǎn)彎裝置和液壓傳動電子防滑剎車系統(tǒng) K-8教練機配裝電子飛行儀表通過數(shù)據(jù)總線,將塔康、儀表著陸系統(tǒng)、大氣數(shù)據(jù)計算機、航姿系統(tǒng)、無線電高度表進行交聯(lián),實行飛行民航綜合顯示。同時配備了備份飛行儀表及VHF或UHF通信電臺[10]。K-8飛機座艙裝雙顯示器數(shù)據(jù)處理裝置和串列操作選擇板、甚高頻全向指向標/儀表著陸系統(tǒng)、大氣數(shù)據(jù)計算機和標準盲目飛行儀表等。 K-8的大型整體座艙蓋及穿艙彈射和良好的座艙環(huán)境氣密增壓座艙,配裝高效空調(diào)系統(tǒng),能實現(xiàn)地面空調(diào),在地面環(huán)境50℃的條件下,座艙溫度可控制在30℃以下。采用藍白光照明,有利于夜航訓練。座艙儀表及操縱臺布局可與戰(zhàn)斗機銜接。該機液壓剎車,配備電磁防滑系統(tǒng)能保證剎車安全、延長輪胎壽命。液壓系統(tǒng)驅(qū)動前輪轉(zhuǎn)向裝置,有利于飛機小速度滑行,小半徑轉(zhuǎn)彎。不用冷氣系統(tǒng),由液壓泵和輔助電動泵向主液壓系統(tǒng)和輔助液壓系統(tǒng)提供動力源,可避免高寒地區(qū)冷氣結(jié)冰,又簡化了維護,減少再次起飛的準備時間。 K-8教練機研制中為進行全機可靠性、維修性設計編制了可靠性和維修性大綱。飛行儀表、起落架收放等重要系統(tǒng)進行了余度設計。全機共開設134個口蓋,口蓋總面積達22.4平方米,占飛機總表面的27.7%。其中機身口蓋103個,總面積為13.13平方米,占機身表面積的34.6%,58%以上口蓋為快卸式,提高了飛機維護的可達性、開敞性。可靠性、維護性設計,降低了飛機全壽命使用維護費用。 K-8教練機抗疲勞設計飛機目標使用壽命為8 000飛行小時,日歷年限20年。全機有五個外掛點,可掛裝航炮吊艙、訓練彈、250千克級炸彈、火箭、空空導彈及250升副油箱等。能完成攻擊訓練,并具有近距支援能力。 K-8除基本型外已開發(fā)了K-8J 、K-8E、K-8S、K-8P和K-8V等多種型號。 K-8J(基教-8[教練-8]) K-8J研制之初,航空工業(yè)總公司稱其為教-11,后總參命名為基教-8教練機,代號JL-8,在K-8系列中為K-8J,其實就是K-8的國內(nèi)型。它是20世紀90年代后期裝備中國空軍使用的新型教練機,用于進行飛行駕駛術(shù)和戰(zhàn)斗技術(shù)訓練,取代了殲教-5。學員經(jīng)過基教-8教練機訓練后,再經(jīng)過短期訓練即能使用航空兵主要作戰(zhàn)機種。 K-8J能在四種氣象條件下,按飛行訓練大綱規(guī)定的要求,完成起落、特技、儀表、編隊、航行、攻擊和晝夜復雜氣象等課目的飛行訓練任務。 K-8J是以外銷型K-8為原準機研制的國內(nèi)型基礎教練機,配裝國產(chǎn)發(fā)動機和國產(chǎn)設備。K-8J于1992年2月立項,1994年12月首飛成功,2004年7月設計定型,現(xiàn)已裝備我國空、海軍部隊。1997年10月完成配裝AI-25TL發(fā)動機的鑒定試飛,11月完成設計技術(shù)鑒定審查,同年12月空軍司令部、航空工業(yè)總公司批準技術(shù)鑒定。2003年11月,配裝國產(chǎn)渦扇-11(FWS-11)發(fā)動機的基教-8教練機通過設計定型審查。2004年7月國務院、中央軍委產(chǎn)品定型委員會批準設計定型。 K-8E K-8E教練機是K-8基本機的改型,動力系統(tǒng)與K-8基本機相同,機械操縱系統(tǒng)增加了電動腳蹬調(diào)節(jié)機構(gòu),彈射救生系統(tǒng)使用馬丁-貝克雙零彈射座椅并與國產(chǎn)氧氣系統(tǒng)相匹配,機載電子設備以E-FIS-86(T)電子飛行儀表系統(tǒng)為核心,配備KTU709塔康、KNR634A儀表著陸系統(tǒng)、GPS系統(tǒng)、ADF-462無線電羅盤、265無線電高度表、HZX-4A(1)航向姿態(tài)系統(tǒng)、SS/SC-5大氣數(shù)據(jù)計算機等系統(tǒng),通訊系統(tǒng)采取雙余度設計,安裝了2套651全頻段電臺。改進后的K-8E通信導航性能大大加強。 1999年12月27日,我國與埃及簽署了合作生產(chǎn)80架K-8E的合同,包括出口飛機散件和生產(chǎn)線,提供技術(shù)培訓和專家支持,并為埃方建立飛機研發(fā)中心和綜合后勤保障系統(tǒng)。合同總金額3.45億美元,是我國航空工業(yè)新單機型出口數(shù)量最多、金額最大的合同,也是我國首次成套出口飛機生產(chǎn)線和對外輸出飛機設計和制造技術(shù)。 2005年,80架K-8E按合同要求圓滿交付。同年,中埃兩國又續(xù)簽了40架K-8E合作生產(chǎn)采購合同。2010年5月26日,中國和埃及合作生產(chǎn)的第120架K-8E軍用教練機交付儀式在開羅舉行,這標志著中埃合作生產(chǎn)K-8E高級教練機項目順利完成。 K-8E合同被埃及總統(tǒng)穆巴拉克譽為中埃兩國在軍工領域合作的典范。K-8E工程被中國工程院評為建國以來重大工程成就之一。 K-8P K-8P教練機是K-8基本型繼K-8E后又一次技術(shù)提升。K-8P的動力系統(tǒng)、機械系統(tǒng)、彈射救生系統(tǒng)與K-8E相同,K-8P主要對機載及航空電子設備進行技術(shù)升級。取消了基本機的EFIS-86(T)電子飛行儀表系統(tǒng)、150瞄準具、7L照相槍,換裝平顯多功能顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)除具備原EFIS-86 ( T)電子飛行儀表系統(tǒng)的功能外,增加了內(nèi)置GPS接收機,擴充了GPS導航、飛行員語音記錄、視頻攝錄等功能。平顯多功能顯示系統(tǒng)作為飛機的主導航、武器攻擊及訓練系統(tǒng),具有綜合處理和顯示導航信息、系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控信息,具有武器選擇(導彈、航炮、火箭、炸彈及訓練彈)、攻擊方式選擇、視頻攝錄系統(tǒng)的控制與顯示功能;能夠記錄并回放飛行過程中平顯畫面及平顯外界背景的視頻圖像。GPS導航是飛機的主導航方式,具有自動和手動加載任務數(shù)據(jù)的功能。 2005年6月中航技公司與巴基斯坦空軍簽訂了出口27架K-8P的合同。 2006年8月中航技公司與加納空軍簽訂了出口4架K-8P的合同。 K-8S K-8S教練機是JL-8的改型機,采用JL-8的機身、機翼以及K-8的平尾和垂尾,配裝AI-25TLK發(fā)動機和SAPHIR -SC空氣發(fā)生器,國產(chǎn)出口型,TY7A座椅,TKR123電臺和WL-7BI無線電羅盤,腳蹬剎車代替JL-8的手動剎車,取消了空管應答機,座艙照明由JL-8的紅光改為白光,導光板文字及機載設備的標識由中文改為英文。在JL-8座艙儀表基礎上取消高度指示器、故障設置器和高度預選器。 2003年6月,中航技公司與蘇丹空軍簽訂了12架K-8S飛機合同。 K-8V K-8V變穩(wěn)機是K-8的改型變穩(wěn)飛機。該機具有三個自由度(俯仰、橫滾、偏航),裝有二余度數(shù)字式電傳操縱系統(tǒng),保留了原機機械操縱系統(tǒng)作安全備份裝置它相當于一個空中試驗室,可用于飛行控制、飛行品質(zhì)、人機工程、飛行模擬等項目的試驗研究。 該試驗機于1992年立項,1997年6月首飛成功,1998年12月完成鑒定試飛投入應用研究。由于世界上只有美、英、法、俄少數(shù)航空強國擁有這項技術(shù),因此K-8V變穩(wěn)機的研制成功獲得了2001年度“國家科技進步二等獎”。 K-8教練機也是中國最賺錢的一種機型,曾經(jīng)出過給全球多國,巴基斯坦首當其沖,緬甸,贊比亞,斯里蘭卡,埃及,委內(nèi)瑞拉等多國都有K-8的身影。根據(jù)不完全統(tǒng)計K-8教練機已經(jīng)賣出去200架之多,很多國家都用K-8充當對地攻擊機,并取得了不錯的戰(zhàn)果,從另一個方面肯定了這架飛機無論是操控品質(zhì)還是易用性上都相當出色。 K-8教練機的外銷的單價是1000萬美元一架,按照這樣計算,K-8賣出200架是20億美元。 據(jù)美國《防務新聞》網(wǎng)2009年2月11日報道,委內(nèi)瑞拉軍方表示,2010年1月,委內(nèi)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。這些飛機將用于打擊毒品犯罪。委內(nèi)瑞拉戰(zhàn)略司令部司令岡薩雷斯(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架這種飛機盤旋在委內(nèi)瑞拉上空?!苯又?,岡薩雷斯將軍補充說,這種雙座飛機在被運到委內(nèi)瑞拉之前,先要在中國接受委內(nèi)瑞拉飛行員的試飛。俄羅斯、中國與白俄羅斯是委內(nèi)瑞拉的主要軍用物資供應商。 K-8飛機一共出口了14個國家總計304架,并且在國外建立了3條合作生產(chǎn)線(巴基斯坦、埃及、緬甸) 以及3條大修線(巴基斯坦、埃及、蘇丹)。K-8不僅開創(chuàng)了我國航空工業(yè)成套技術(shù)出口的先河,而且作為我國最能賺錢的飛機,近10年來K-8及其延伸系列產(chǎn)品的出口交付量占到全世界同類教練機出口貿(mào)易總量的70%,按照外銷單價1000萬美元來算,K-8迄今已經(jīng)為我國至少創(chuàng)造了30億美元的高額外匯。 K-8教練機除多個項指標先進,還在我國飛機研制中創(chuàng)造了多個第一,開創(chuàng)了我國自籌資金、中外合資開發(fā)研制飛機的先河。 第一個向國外(埃及及巴基斯坦)轉(zhuǎn)讓飛機設計制造技術(shù);第一架中國自己研制的飛機,在國際航展上登臺進行飛行表演;中國新研噴氣式飛機首先突破尾旋試飛;第一個在研制中全面推廣使用可靠性、維修性設計準則的國內(nèi)機種;是我國研制的軍機中設計壽命最長的飛機;向埃及出口80架,合同金額一次達3.45億美元,是中國航空產(chǎn)品出口史上最大的一宗;在重要受力構(gòu)件上大膽采用復合材料(全復合材料垂尾),在中國屬首例;在中國飛機研制中第一個積極采用數(shù)字化技術(shù),起落架運動機構(gòu)收放協(xié)調(diào)采用計算機模擬,取代傳統(tǒng)的實物模擬,全機外形采用計算機建模,取代傳統(tǒng)的理論模線;飛機彈射救生采用穿艙彈射為我國第一例。 K-8教練機已經(jīng)發(fā)展成為一個家族,共出口200多架,還有多個亞洲、美洲和非洲國家感興趣,有的已開始采購、使用,市場預期會超過1000架。這是我國首次采用多方投資、國際合作開發(fā)研制,具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)、面向兩個市場、產(chǎn)品和技術(shù)全面出口、出口量最大的第一款飛機。
埃及空軍裝備的K-8E型教練機
K-8飛機三視圖