L-15高級教練機

L-15高級教練機

超音速高級教練機
中國L-15教練機是中國航空型号發展中第一個在設計上達到國際最先進技術水平的機種。[1]L-15教練機與中國現役同級的“殲教”-7超音速教練機相比,具有整體氣動性能好、機動性能高、整機推重比大、使用壽命長、結構設計合理、制造技術先進以及任務使用彈性大和發展潛力高的優勢,在整體技術标準上與國外目前正在發展的t-50、“馬克”(mako)和雅克-130高級教練機相當,在有效載荷能力和機動飛行性能上甚至可以和"美洲虎"這類輕型戰鬥轟炸機相媲美。
  • 中文名:L-15高級教練機
  • 外文名:
  • 别名:
  • 類型:教練機
  • 成就:中國航空型号發展中第一個在設計上達到國際最先進技術水平
  • 特點:動性能好、機動性能高、整機推重比大、使用壽命長

機型特點

中航工業江西洪都航空工業集團有限責任公司(簡稱中航工業洪都),繼初教6、K-8、教練8之後,又推出了具有先進氣動布局、飛控及航電系統的L-15高級教練機。該機在2003年北京航展上展出後引起了衆多專業人士和媒體的極大關注。航展還一度傳出洪都公司将與雅克合力打造L-15的消息,使得L-15的發展充滿了神秘色彩。

L-15是面向二十一世紀、面向國際、國内兩個市場,由中航工業洪都正在研制的先進的、達到第三代戰機水平的高級教練機,該機設計思想先進、機載設備優良,具有很強的競争力。

L-15高級教練機的研制構思于二十世紀九十年代,由于空軍武器裝備的更新換代,迫切需要培養新型戰鬥機飛行員的新一代高級教練機,以彌補現役教練機與第三代戰機間的空白。

L-15用于飛行員基礎訓練後的高級訓練、戰鬥入門(Lead In Fighter)訓練及戰術訓練,并可執行戰鬥機同型教練機的部分課目訓練,即伴随教練機((Companion Trainer)的部分任務。經過多年的可行性論證和方案設計,已完成方案設計,并于2010年實現首飛。

L15飛機主要是為滿足先進戰鬥機飛行員訓練要求而研制的新一代超音速高級教練機。分為兩種機型,一種是滿足戰鬥入門訓練的LIFT型,另一種是滿足高級訓練需求的AJT型。該機機長12.27米,翼展9.48米,機高4.8米,最大飛行速度M數1.4,升限16000米,最大航程:3100千米。

其中AJT型能夠承擔與先進戰鬥機相銜接的起落、特技、儀表、編隊等飛行技術訓練任務和武器使用、空/地目标攻擊、單機/多機戰術等基礎戰術訓練任務。LIFT型是在AJT型基礎上,配裝加力發動機和高性能火控雷達,能夠完成基礎戰術訓練和伴随訓練任務,可實現L15飛機一機多型的系列化發展。這也是L15飛機與同類教練機相比占據的優勢。

L15飛機是中國自行研制的新一代高級超音速教練機。該機具有典型的第三代戰鬥機特征,采用大邊條翼氣動布局、高度翼身融合體結構;配裝兩台全權數字式控制的渦輪發動機,具有優良的飛行性能和機動能力;采用新材料和三軸四餘度數字式電傳操控系統,以及基于開放式數據總線技術的綜合航電系統,操控敏捷,大迎角機動性強,能充分滿足第三代戰鬥機飛行員的高級訓練。

L15教練機的設計起點高,不僅性能優良,而且充分考慮用戶的需求及耐用性,機體設計壽命達10000飛行小時,具有很高的訓練效費比。

L-15高教機為帶邊條的後掠中單翼、單垂尾、正常平尾、前三點式機身主起落架布局型式。機翼采用中等後掠角、中小展弦比的平面形狀。動力裝置采用兩台渦輪風扇發動機;操縱系統采用電傳操縱系統;采用先進的綜合航空電子系統。L-15高教機從一開始設計就注重飛機的全壽命周期費用,嚴格控制成本價格,充分考慮效能與費用之比。

設計理念

1、突出第三代戰鬥機氣動布局的特點,大邊條、翼身融合體布局設計,提高飛行敏捷性和大迎角高機動能力;

2、航空電子系統進行綜合設計,采用雙餘度多路數據總線(1553B)、集中顯示與控制技術;

3、機體結構按先進的設計準則設計以滿足30年/10,000飛行小時使用壽命;

4、座艙艙蓋采用水泡形設計;

5、高可靠性、維修性設計。

飛行特點

1、飛行包線寬廣

2、具有第三代戰鬥機大攻角機動能力

3、在訓練體系中與其它機種銜接良好

4、留空時間長

5、訓練效費比高

6、具有第三代戰鬥機特征的人機界面、大視場角

7、良好的操縱品質

8、可靠性高、維護性好

9、使用壽命長

L-15是一種全新設計的、完全針對第三代戰鬥機的特性而設計。從氣動上看,L-15采用了大邊條加翼身融合設計,進氣口被置于邊條下,結構特點比較類似以大迎角性能著稱的F/A-18戰鬥機。結合電傳操縱系統,可以預計該機的大迎角飛行性能将十分出色。

氣動設計

1、氣動總體印象

L-15教練機為串座,雙發,兩側邊條下進氣,前三點起落架正常布局,采用大邊條、翼身融合設計,機翼為中等展弦比,帶前緣鋸齒,全動平尾,單垂尾,配備兩台加力渦扇發動機。

2、整體機翼翼型

從整體上看,L-15教練機機翼比較飽滿,說明并非為适合高速飛行的翼型。這樣L-15的速度定位也就比較明确了,主要是考慮高亞音速區域。L-15的機翼後緣有很小的前掠角(後緣前掠可以提高副翼的效率),這一點同K-8教練機相同,說明我們在下一代教練機研制上也借鑒了以前國産教練機的成功經驗。

3、邊條

L-15教練機的邊條與F-16、T-50那種尖尖的帶S形的邊條不同,而是類似F/A-18E/F和MIG-35那樣的外凸的尖拱形,這種尖拱形邊條的主要優勢是在保證大迎角足夠渦升力的要求下還具有很好的升力線線性度,控制簡單,不會因為迎角太大導緻邊條升力劇增而進一步加大飛機迎角,進入惡性循環從而導緻飛機失速的情況。

且L-15的邊條前緣後掠角約為55度,由于後機身的不同,L-15的邊條比YAK-130和M-346的要大。說明我們在邊條設計上并沒有照抄YAK-130和M-346,而是在吃透F/A-18E/F和MIG-35的邊條設計技術後的一種自主創新,體現我們緊跟時代步伐,與時代同步的技術追求。

4、進氣道

L-15教練機的進氣道,從前面看有點象傾斜拉長的四分之一圓,跟YAK-130、SU-47“金雕”的設計非常相似。但L-15在進氣道設計上絕非YAK-130、SU-47“金雕”設計的簡單翻版,還有很多細節設計不同。比如:L-15的進氣口與座艙的相對位置與YAK-130的不同,機頭形狀不同,也就是進氣效率會不同等。

此外,L-15的進氣口采用了如同美國F/A-18E/F和F-22一樣的雙斜切,這種雙斜切進氣口設計方案主要的是考慮飛機在某些狀态下的進氣效率,如帶側滑大迎角機動時,雙斜切進氣口的進氣效率要高于普通進氣口。L-15與YAK-130的還有一點不同是L-15的進氣道有上隔道,這主要是考慮其飛行馬赫在1.4以上才增加的,而YAK-130的進氣道内裝有防外來物擋闆,等等。

所有這些說明我們在進氣道的設計上即借鑒了俄羅斯的YAK-130、SU-47“金雕”的設計經驗,又參考了美國F/A-18E/F和F-22戰機的成果,是兩者的結合,是我們的科研人員在進行了大量的風洞試驗的基礎上,研制出的俄美兩種設計理念的再創造,我們的科研人員将之統一整合成具有世界最先進水平的L-15進氣道,這一點的确可以說是自主創新。

5、機翼前襟鋸齒

L-15的機翼前襟有鋸齒,這個鋸齒的作用主要是在大迎角時産生一個渦,改善機翼流場。這一點也符合世界的潮流。據相關專業資料和筆者的記憶,F/A-18E/F的機翼,F-15的平尾,米格1.44的鴨翼,YAK-130的機翼和平尾等都采用了類似鋸齒設計。

6、機身後邊條

L-15的兩側有後邊條,它的作用是在迎角過大時,後邊條可以配合後機身在飛機氣動中心之後産生一個向上的升力,從而形成一個很大的低頭力矩,緻使飛機低頭,避免迎角進一步增加而進入失速,具有自動減小飛機迎角的特性。後邊條的棱邊在某些迎角狀态下産生的渦對平尾和垂尾的效率提高有作用。

由于采用雙發及後邊條的布局,L-15的平尾位置相比YAK-130或M-346更靠外,這樣在平尾差動的情況下能提高飛機滾轉速率。這一點是L-15高教機原創設計,不同于現有其他戰機,說明我們的航空人還是有獨特設計思路的。

7、減速闆

在L-15的背部、垂尾之前有一塊面積較大的減速闆,這一點和YAK-130一樣,開度60度。它的作用是打開減速闆之後能使垂尾效率明顯降低。國外戰機中有類似減速闆的有EF-2000、狂風等。

8、平尾

L-15的平尾轉軸并不是固定在機身主承力框上,而是釣魚竿式的拖在突出的後邊條裡面,考慮到平尾偏轉的時候後邊條産生扭轉和彎曲的情況,相對扁平的後邊條可以更好的利用發動機噴流的作用提高平尾的效率。類似這樣的設計有F-16,F-22、F-35、X-32。這說明中國航空人已掌握美國最先進戰機的平尾設計技術,這又是一件喜事。

9、垂尾

L-15教練機擁有一個突出的、相對很高的垂尾,而且位置比較靠前。一般而言,對于單垂尾布局飛機,如果後機身寬度比較大,高大的垂尾則比較重要,以保證着陸時航迹的穩定,美國的A-5就是這樣設計的。當然,現如今采用單垂尾設計有些過時。令廣大軍事愛好者興奮的是,據國内外專業媒體介紹,L-15已經擁有一些改型方案,包括機頭略有下垂加大和雙垂尾隐身改進設計,用以提高未來戰場的适應能力。

10、雙發布局

實踐表明,雙發布局對飛行員的心理有很大的穩定作用,穩定的心理狀态是安全飛行的重要保證。這是因為單發飛機,一旦發動機出現故障,駕駛員會非常緊張,而如果是雙發飛機,飛行員安全感更強,即使有一台發動機發生故障,飛行員也相信靠自己的技術能把飛機控制好和平穩着陸。現代戰機設計雙發動機已經成為潮流。

11、機身截面

L-15的機身截面可以簡單的分為上下兩條連續的曲線,沒有截面突變,這對結構受力和飛行來說是好事。也體現出一點美學。L-15就是一種擁有線條美的飛機,正如那句話,好的飛機也是最美的。

上述11個要點表明,L-15的氣動技術裡面包含着很多當今世界最先進的設計理念,采納了F/A-18E/F、F-22、F-35、YAK-130、SU-47、MIG-35等世界先進機型的某些氣動特征。我國航空人已經掌握了這些最先進的設計理念和技術,并轉化成一種現實機型。

國際比較

L15飛機作為一款當今世界先進的高級教練機,在媒體一亮相就引起世界各國的高度關注。對此,俄羅斯、韓國都把中國的L15教練機列為與雅克-130和T-50的競争對手。俄媒稱,在世界教練機市場上,特别令人關注的教練機是中國的L15超聲速噴氣式高級教練機。

它性能優異,物美價廉,不僅是俄羅斯雅克-130,還是意大利M-346和韓國T-50的直接競争對手。這主要是因為:第一,中國L15在外形上同樣與俄羅斯雅克-130教練機類似。第二,中國L15教練機使用烏克蘭研制的兩台AI-222-25F加力渦扇發動機,具備超聲速飛行能力。

而俄羅斯雅克-130雖然安裝的也是相同品牌的發動機,卻是AI-222-25非加力型号。第三,中國L15售價僅為1100萬美元,遠遠低于雅克-130、M-346和T-50,具有較高的吸引力。另據簡氏防務周刊網站2014年2月11日報道,中航工業在新加坡航展上透露,L15高級教練機的第一個海外用戶在2012年訂購了6架L15高級教練機。文章稱,作為中航工業出口平台的中航技公司正在向泰國、斯裡蘭卡和馬來西亞推銷L15教練機。由此可見,L15教練機面臨的出口前景非常廣闊。

基本參數

發動機推力:2×4200公斤

正常起飛重量:6800公斤

最大起飛重量:9800公斤

最大馬赫數:1.4

實用升限:16500米

最大可用迎角:>29.2°

最大過載:+8.5/-3

着陸速度:220~234千米/小時

起飛滑跑距離:200~238米

着陸滑跑距離:593~669米

機體壽命(飛行小時):10000小時

研制進展

2006年3月13日,在正式發圖僅14個多月後,L-15“獵鷹”高級教練機就沖上了藍天,成為中國第一架具備電傳飛控系統的高級教練機,并且具有極高的培訓效率:飛行員隻須駕駛“獵鷹”十幾小時,就可以上第三代戰鬥機!

L15高級教練機(配裝無加力型渦扇發動機)03架于2009年3月13日首飛成功。

L15高級教練機05架(配裝加力型渦扇發動機)于2009年6月8日首飛成功。

L15高級教練機于2014年3月完成高空多種高難動作試飛,表明該機試飛在繼續順利進行。

市場發展

前景可期

2012年中國航展期間,L15飛機吸引了多國客戶的關注。

航展結束後,也門空軍司令、孟加拉空軍參謀長、坦桑尼亞國防軍司令和空軍司令陸續來到洪都,詳細了解L15飛機的技術性能、生産能力,并參觀考察了生産線。

已有多個潛在客戶到訪洪都評估L15飛機。10月,孟加拉空軍代表團曾專程來洪都對L15進行專業評估。在為期一周的時間裡,代表團參觀了L15飛機部裝、總裝、試飛生産線,并接受了L15飛機詳細的空、地勤理論培訓。孟加拉方飛行員體驗了L15飛機模拟器,并到L15座艙實習。孟加拉方地勤人員還就專業問題與洪都技術人員進行了深入交流,并觀看了L15飛機部分地面工作演示。

2012年中國航展期間,洪都公司與中航技公司成功簽訂首份L15合同,由此,該款飛機走出國門已近在眼前。多年來,L15飛機根據客戶需求不斷改進,優化性能,得到了多國空軍官員和業界人士的高度評價。洪都在國際市場上對L15飛機的強力營銷效果已經顯現,即将結出碩果。

出口預期

2013年6月17日,第50屆法國巴黎國際航空展在巴黎近郊布爾歇機場開幕。此次巴黎航展展出的L-15獵鷹高級教練機,是一款世界上少有的具備超音速飛行能力的高級教練機,最大飛行速度達到1.1-1.2馬赫。馬赫是航空領域常用的速度單位,1馬赫即1倍音速,馬赫數小于1者為亞音速,反之是超音速,1馬赫大約折合1225千米每小時,而環球網記者掌握的數據顯示,與L-15同一級别的俄羅斯雅克-130教練機的最大飛行速度是1050千米每小時,屬于亞音速飛機。

除了具備超音速飛行能力,L-15還采用了完全三軸電傳操縱系統以及百分之百玻璃化座艙,能夠直接培訓諸如殲-10、殲-11/蘇-27、枭龍和諸多西方戰機的飛行員。此外,挂載相關武器後,L-15獵鷹高級教練機還具備對空、對地打擊能力。

關于L-15的銷售情況,2012年12月30日實現向一個非洲國家銷售6架的業績。

委内瑞拉

據俄羅斯軍工綜合體新聞網2014年4月8日報道,委内瑞拉國防部發布的新聞稿中包含的信息表明,委空軍開始采購中國洪都航空公司生産的L-15“獵鷹”高教機。

委内瑞拉國防部新聞稿指出,委國防部長卡門-梅倫德斯(女)海軍上将在阿拉瓜州委空軍軍事學院講話時表示,向委空軍供應L-15高教機的項目确實存在。随後她在4月4日會見委内瑞拉總統馬杜羅後向媒體表示,引進中國L-15高教機的項目已經開始落實。但是在這個階段,有關飛機購買細節和交付期限暫時不便透露。

據悉,2013年11月委内瑞拉空軍代表和來訪的中國航空技術進出口總公司代表團進行了談判。中方代表團展示了L-15“獵鷹”噴氣式訓練/輕型作戰飛機的性能,它主要用于培訓三代機(按照中國的分類)飛行員。

委内瑞拉空軍長時間以來一直都在尋找高效噴氣式教練機培養現代化戰鬥機飛行員。根據防務信息網站的消息,雖然委軍此前已經從中國購買了K-8V“喀喇昆侖”教練機,但是仍然無法完全解決這個問題。此前,委内瑞拉空軍也曾經考慮過引進俄羅斯雅克-130教練戰鬥機的可行性,但是後來還是對購買中國L-15感興趣。2012年9月俄國防出口公司正式建議向委内瑞拉空軍供應雅克-130教練戰鬥機,提出了報價。當時預計委内瑞拉将會在未來幾個月内就新型初教機/高教機供應商選擇問題做出決定。

贊比亞

據簡氏防務周刊網站2014年2月11日報道,中航工業方面在新加坡航展上透露,L-15高級教練機的第一個海外用戶是贊比亞。

簡氏稱,不願透露姓名的中方參展人員稱,贊比亞在2012年訂購了6架L-15AJT型高級教練機,它們将配合正在贊比亞空軍服役的16架K-8教練機。

文章稱,作為中航工業出口平台的中航技公司正在向泰國、斯裡蘭卡和馬來西亞推銷L-15教練機。

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