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跨越喀喇昆仑的雄鹰:K-8教练机

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为了开发新一代装备先进的喷气初级教练机,1982年洪都集团公司成立了教练机方案组,开始研制新一代国产初级教练机。通过广泛的国内外需求调查,结合中国具体情况,洪都集团提出“提高训练效率,降低训练费用”的研制思路。1986年,由于巴基斯坦使用的美国教练机寿命到期,需要更换新机,通过有关渠道表达了和中国合作研制教练机的意向。于是中巴两国一拍即合,由双方出资建立合资公司,巴方占股份的25%,并负责生产前机身等部位,而飞机的设计和主要生产都在中国,由两国共同发展K-8“卡拉昆仑”(Karakorum)初级喷气式教练机。1987年7月,K-8教练机正式开始具体设计。

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研发方案设想

洪都集团公司在研发K-8之初,就提出了“高低速兼顾、良好的机动性能和失速特性、良好的视野和舒适的座舱环境”等具体设计计划,并确定了综合利用当今世界现代高科技技术为K-8研制的基础,而非一味像其他军机那样强调自力更生。因此K-8初生时,已经大量借鉴了国外的先进经验和成熟技术。

K-8飞机的基本技术要求是:可全程用于中级飞行训练,能完成所有初级训练科目和部分高级训练科目;飞行员经过K-8飞机训练后能够直接驾驶歼-6、强-5、幻影Ⅲ/Ⅴ 等作战飞机,经过一段高级训练后可驾驶F-16、幻影2000等先进作战飞机;飞机本身具备一定的作战能力。

在初期的设计任务中,中巴两国设想飞机的主要部分采用西方的最新航空科技,同时,根据巴基斯坦空军的提议,巴方的配置方案选择马丁·贝克座椅、美国的电子飞行仪表系统、仪表着陆系统、塔康导航系统及电台等国际航空市场上的成熟产品,还与美国宇航设备公司合作配装了高效环控系统,与美国盖瑞特公司合作设计进排气系统。

K-8飞机被定性为基础/高级喷气教练机,采用两侧进气、下单翼、阶梯式串列双座舱、正常尾翼及前三点起落架布局,具有较高的机动性、宽阔的速度包线和较长续航时间。该机从开始设计,就与国际航空工程接轨,按照现代军用教练飞机的可靠性及可维护性标准进行,尤其是飞机的发动机、飞行员的救生系统和地面滑行系统都具有很高的可靠性。K-8飞机将装备先进的航空电子设备和武器系统,可以承担对飞行员的全部基础训练和部分高级训练任务,包括起落、空域特技、航行编队、仪表飞行、夜航、螺旋飞行等训练科目,而且还可以担负武器使用训练任务。

在具体设计制造工作中,洪都飞机公司广泛采用了计算机辅助工艺管理技术,解决了下大梁、后机身初装、垂尾型架、返修等许多重大技术问题。K-8是我国首次全面开展可靠性维护性设计的飞机,合理的气动布局及先进成熟的机载设备使教-8具备多项优良的飞行品质与性能,如速度范围宽、机动性能好、航行时间及航程长等。

设计试验过程

由于中国早就开始了对新一代教练机的预研工作,再加上综合利用的世界最新科技全是招标采购,因此,设计进展速度很快。但是由于该机一开始设计就分别根据中巴两国的实际需要各有侧重,因此,该型机当时实际是分两套方案进行的,即中国自用型和巴军用型。可是这项计划的中国自用型,在1989年6月之后原来计划采用的美国设备被取消,因为美国已经开始禁止相关设备出口中国。之后,中国把目光投向前苏联国家,乌克兰制造的AI-25TLK涡扇发动机和其他国家制造的航空设备进入了中国的视线。但是巴方的计划仍然采用美国设备,并不受到限制。

1989年1月开始制造K-8原型机,共制造5架原型机(3架试飞,2架用于静力试验),001与003号原型机分别于1990年11月26日和91年10月首飞。随后15架预生产型开工,并在1992年7月首飞。1992年开始,K-8多次参加新加坡亚洲航展飞行表演,还先后到缅甸、孟加拉、泰国等国家飞行表演,引起了世界航空界的关注。在研制、促销等过程中,英国、美国、俄罗斯等20多个国家的飞行员飞过K-8,认为K-8在国际同类教练机中处于较佳的水平,机动性能好,横向操纵品质尤其好。在研制过程中克服了美国进口设备仪表缺少资料等各种困难。1994年9月,巴基斯坦空军接受了6架预生产型飞机,到1996年年底为止,该型飞机共生产21架。

交付到巴基斯坦的K-8,还在那里完成了发动机畸变、旋转天平、环控系统,弹射救生和电子飞行仪表系统交联等试验。上述措施使得教-8研制快捷顺利,解决了80年代军工科研经费严重不足的问题,提高了飞机的技术起点。同时为我国航空工业引进了国外技术,开创了我国走国际合作之路研制先进飞机的先例。

与此同时,K-8的国内型号也进展顺利,1994年12月首飞,1997月12月技术鉴定完成,1998年6月首批交付8架。出口型K-8与国内使用的K-8略有不同,具体表现在选用不同的电子设备、座舱仪表、发动机等。1998年12月,K-8改装国产发动机涡扇-11(WS-11),首飞成功。K-8和涡扇-11的定型试飞员均为史同洲,在这两次定型试验中史同洲都经历了发动机停车而被迫迫降的险情。涡扇-11就是乌克兰的AI-25TLK涡扇发动机的国产型号,该发动机于2000年10月完成了定型试验。

在1999年巴黎航展上,K-8在每天5分钟规定时间内进行的高难度特技表演,包括超低空最大允许坡度盘旋、低空斤斗、大角度上升横滚、低高度半滚倒转、超低空倒飞通场、战术机动回转、超低空多次横滚以及其他同类飞机无法完成的尾冲动作,凸现了K-8优异的机动性,被评为那届航展的“十大明星”之一。这是中国飞机首次在欧洲上空做飞行表演、与50多种外国飞机同场竞技的辉煌结果,也为更多的国家了解中国的航空工业水平,为大批量出口创造了机会,使得该机成为公认的国际二代教练机中的骄子。

性能、装备和出口情况

特别值得一提的是,在大多数同类型的教练机中,K-8是少数能够完成“尾冲”机动的机种之一。“尾冲”机动最早由苏-27、米格-29在航展中表演成名,其过程是飞机先大角度爬升,同时发动机推力不增大,当飞机到达顶点时速度减为0,然后飞机自由向后下方滑降,机头逐渐转向至下降方向,然后飞机推力增大增速至改出机动。从尾冲机动可以看出,K-8飞机的大迎角性能和低速性能都是非常出众的。

中国自用的K-8早期被称为教练-8(JL-8,不称教-8),使用一台乌克兰制造的AI-25TLk涡扇发动机。后来由于国产WS-11发动机研制成功,并装备该机,使用WS-11发动机的教练-8编号又统一变更为练-11(L-11)。目前在中国空军L-11飞机主要装备于各航校和一些训练基地,基本取代了歼教-5型飞机。

除了飞行性能,L-11飞机的其他设计特点也值得介绍一下。L-11飞机设计之初就瞄准西方先进标准,采用了一些在中国首创的新思维和新标准。L-11飞机前后舱高度差较大,采用整体风挡,这样就改变了过去中国喷气教练机座舱视野不佳、后舱飞行员视野更差的状况,后舱飞行员可以清楚的观察前舱飞行员的动作(并且在着陆时能保证后舱飞行员的观察),前后舱飞行员的视野都非常好。L-11飞机设计时采用了大量的外维修口盖设计(共计134个,58%为快卸口盖),发动机采用腹部顶装设计,可在50分钟内完成装卸。根据飞行员在航展上的观察,L-11飞机的出勤率最高,而俄罗斯的一些飞机则有时因为机务问题而不能准时起飞。

许多飞过练-11的飞行员对它的评价很高,普遍认为练-11目前是中国空军有史以来驾驶最为舒适的飞机,从而说明其人机工程设计是非常好的。练-11也是装备的教练机里面飞行航时最长的,这样就能保证在一个架次内,有更长的时间来进行飞行训练,可以一次进行多个科目的飞行训练。它也是中国空军装备的第一种使用涡轮风扇发动机的教练机。

K-8出色的飞行性能加上中航技公司史无前例的海外宣传,除了中巴两国大批装备外,缅甸、赞比亚、纳米比亚、斯里兰卡、埃及等多个国家也先后购买了K-8型飞机。截至2008年底,K-8飞机累计向巴基斯坦出口39架。1999年12月,经过与世界同类飞机的佼佼者意大利的S-211A和捷克的L-139教练机同场竞技获胜,中航技与埃及签订合作生产80架K-8E飞机合同,其内容包括出口整机、生产线和专有技术;提供软、硬件并帮助埃及建立飞机设计研究中心和飞机综合后勤保障体系等,总金额达3.45亿美元。K8E项目也是新中国航空工业第一次以生产许可方式,向国外输出整机生产线及技术专利,同时也是出口数量最多、金额最大的一个项目。由于埃及空军对K-8E项目很满意,2005年8月,中埃双方再次签署协议,再次增购第二批40架K-8E教练机,使得埃方采购这型飞机的总数达到120架。

截止到目前为止,K-8飞机已累计出口240余架,占同类教练机国际市场的70%,深受国外用户好评。

近年,根据中国空军的最新需要,K-8还发展了IFSTA改型,即“综合飞行测试模拟飞机”的意思,又称多轴变稳机。该改型可模拟复杂的飞行状态,代号K-8V,具有了高级教练机的一些特性。应指出的是,K-8V研制的目的,就是为了适应学习掌握下一代歼击机的需要,也就是直接为歼-10和歼-11服务,这无疑为K-8V赋予了新的技术优势。

K-8主要技术数据:

翼展 9.63米

机长 11.60米(含机头空速管)

机高 4.21米

机翼面积 17.02平方米

空重 2687千克

最大燃油重量 780千克(机内)

最大外挂戴荷 950千克

最大起飞重量 4330千克

最大平飞速度 800千米/小时(海平面)

进场速度 200千米/小时

着陆速度 165千米/小时(襟翼放下)

最大爬升率 30米/秒(海平面)

实用升限 13000米

起飞滑跑距离 410米

着陆滑跑距离 512米

航程 1400千米

续航时间 4小时25分

限制过载 +7.33/-3g

结语

K-8至今已经发展成为一个家族,共出口200多架,还有多个亚洲、美洲和非洲国家感兴趣,有的已开始采购、使用。洪都公司正在与中航技公司紧密合作,深入进行国际市场的培育和开拓工作,市场预期会超过1000架。这是中国首次采用多方投资、国际合作开发研制,具有中国自主知识产权、面向两个市场、产品和技术全面出口、出口量最大的第一款中国飞机。K-8飞机走出了一条从世界走回中国,再从中国走向世界的独特发展之路。

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