第5代高級噴射教練機

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第5代高級噴射教練機(Fifth-Generation Advanced Jet Trainer),是指從21世紀初才開始陸續服役的最新世代高教機。

目前世界各國正在服役/研發中的5代高教機共有7款,它們有幾個共同的設計趨勢,包括都是採用大邊條翼前緣根部延伸(Leading-Edge Root eXtension,LERX)面、翼身融合(Blended Wing Body,BWB)等先天不穩定的高機動、高攻角氣動布局設計而成,因此都以先進的線傳飛控(Fly-By-Wire,FBW),作為標準的飛控系統;另外在駕駛艙方面,它們也都是採用數位化的全玻璃駕駛艙(Glass Cockpit)。

然而這些設計與系統都是20世紀7、80年代研製的高教機如中華民國的AT-3、日本的T-4、英國的鷹及捷克的L-39等當時想都想不到的(其中只有最新改良的鷹128與L-39NG才裝配有全玻璃座艙)。

因此這7款服役/研發中的第5代高教機如果與上述的20世紀7、80年代研製的高教機做比較的話,其性能可說是具有很大幅度的提升,所以它們都完全具備有擔任戰術先導教練機(Lead-in Fighter Trainer,LIFT)的實力;此外,由於這些5代高教機都具有模擬各型第5代戰鬥機(Fifth-Generation Jet Fighter)飛行特性的能力,因此這也意味著凡是以這些5代高教機所培訓出來的飛行員們,都可以輕鬆操控各型最新鋭的5代戰機了。

以下為這7款服役/研發中的第5代高級噴射教練機的簡介:

T-5勇鷹── 中華民國

T-5勇鷹(T-5 Brave Eagle),由漢翔航空工業股份有限公司(Aerospace Industrial Development Corporation,AIDC)設計生產,是目前世界上正在服役/研發中的7款第5代高級噴射教練機(Fifth-Generation Advanced Jet Trainer)種之1。將汰換自1984年開始服役的AT-3高級教練機與執行部訓機(Lead-in Fighter Trainer,LIFT)任務的F-5E/F戰鬥機;此外,勇鷹也能在「平戰轉換」的需求下,轉換為攻擊機的角色,執行防衛作戰的任務。

空軍將採購66架T-5高教機,總經費為686.4億元臺幣(約23.4億美元)。

首架原型機A1自2018年6月1日開始上架組裝、2019年9月24日出廠,並由時任中華民國總統蔡英文正式掛牌命名為「勇鷹」(Brave Eagle)。

T-5於2020年6月10日進行首飛任務,並預計於2026年6月全數完成交機。

T-5以F-CK-1戰鬥機為基礎發展,外型承襲F-CK-1的低阻力及高攻角的氣動力特性,兩者外觀雖相近,但T-5全機有超過80%更新,而結構也經過重新設計布局;且將全機複合材料使用比率提高到30%,以減輕機體重量,提升飛行性能;另外,內部包括座艙、軟體、電子零件也都是全新設計,發動機則是採用與義大利的M 346大師同系列的F124渦輪扇發動機,因此後機身配合新式發動機及相關附件外型而重新設計。

T-5勇鷹的自製率達55%,在全世界的教練機自製率中,應該算是最高的。

由於空軍將勇鷹的功能與定位,要求必須兼具高級教練機及部隊訓練機的功能與性能,所以勇鷹服役之後,空軍飛行員的訓練將自3階段3機種精簡為3階段2機種,因此,勇鷹的畫面顯示及難易程度可切換,用以擔負高教機及部訓機的雙重角色,也由於部訓機必須執行機炮射擊、炸彈對地炸射等戰術訓練,甚至是執行空對空、空對海飛彈的射擊訓練,因此,機上必然會保留相關武器設施的空間與必要時進行的系統擴充空間,以便於隨時可因應任務需要,而轉換為具作戰能力的戰機。

勇鷹也首度採用地面輔助訓練系統(Ground Based Training System,GBTS),這也是地面輔助訓練系統首度與中華民國產製的軍用航空器搭配使用,漢翔表示,包括各型客製化之飛行模擬器及後勤維護電腦輔助教學等系統之使用,將可有效節省實機操作維護成本;並提高訓練綜效。

L15獵鷹── 中华人民共和国

L15獵鷹(L15 Falcon),中國人民解放軍空軍把型號命名為教練-10(JL-10),是中國中航二集团下南昌洪都航空(Hongdu)设计的高级教练机,并可发展成轻型战斗机和攻击机,該機於2006年3月13日進行首飛。

目前国际市场上主要竞争对手为韩国的T-50、意大利的M 346和俄罗斯的Yak-130;另外,研發中未來可能加入竞争行列的有中華民國的T-5、美國與瑞典合製的T-7A以及土耳其的噴射自由鳥等5代高教機(Fifth-Generation Advanced Jet Trainer)。

L15由俄國雅克列夫設計局公司(A.S.Yakovlev Design Bureau)以顧問角色協助開發[1]。

自2004年以來,獵鷹已完成6架原型機研制。

2010年8月15日下午,全新狀態的06號獵鷹(L15B獵鷹攻擊教練機的原型機版本),正式出廠,交付試飛站。

L15獵鷹是中國第1款按照西方標準研製的高級教練機,該機按照「1機多型」的系列化發展思路,分為高級噴射教練機(Advanced Jet Trainer,AJT)和戰鬥入門訓練機(Lead-in Fighter Trainer,LIFT)等兩種版本。

06號獵鷹是1款戰鬥入門訓練機版本,該型機裝配了AI-222K-25F有後燃器發動機。

06號獵鷹航電系統的軟件部分是洪都自行設計的產品;另外,它還配備有戰術訓練相關的系統和設備,主要承擔戰術飛行和作戰使用等訓練科目,有效減少飛行學員在同型教練機上的改裝訓練時間,同時還可進入作戰部隊承擔伴隨訓練任務,用於飛行員的技能恢復與保持訓練。

2017年5月1日,L15B的實機首次曝光,B型除了教練能力外還有一些實戰能力可以做為2線空軍或是一些小規模軍隊的國家使用;並且已經具備超視距空戰和精確對地打擊能力,某種程度上該機的部分性能甚至達到了中、巴合製的梟龍戰機的水準[2]。

L15的飛控系統,是中國第1種完全獨立自主設計出來的3軸4餘度線傳飛控(Fly-By-Wire,FBW)系統。

T-50金鷹── 大韓民國

T-50金鷹(T-50 Golden Eagle),是1款超音速高級教練機(Advanced Jet Trainer,AJT),韓國航空宇宙產業(Korea Aerospace Industries,KAI)是本機研發計畫的主承包商,洛克希德·馬丁(Lockheed Martin)提供技術協助[3]。

本機旨在汰換鷹Mk 67、T-38A鷹爪等教練機的1款高教機;而由T-50金鷹高級教練機衍生的FA-50戰鷹戰鬥攻擊機,將汰換已退居二線的F-5E/F老虎Ⅱ戰鬥機[4]。

代號KTX-2的研發計畫於1992年正式展開。

2000年8月,風洞測試結束,展開首架原型機的組裝工程。2001年10月31日首架T-50原型機出廠。2002年2月,韓國航空宇宙產業在新加坡亞洲航太展上對外公開其命名──「金鷹」(Golden Eagle),KTX-2A教練機型改型號為T-50、KTX-2B攻擊機型改型號為A-50(現稱為FA-50)。同年8月20日,T-50教練機型進行首飛。2003年9月4日,4號原型機首飛,該機是A-50攻擊機的原型機。2004年12月,首架量產型機於現代重工公司飛機裝配廠開始進行組裝。2005年8月,首架T-50教練機量產機正式出廠。同年10月,韓國航空宇宙產業開始逐架運交T-50教練機給韓國空軍,用以成立作戰轉換單位(Operation Conversion Unit,OCU)。2006年1月,T-50教練機量產機正式移交韓國空軍,進入作戰序列擔負戰備任務。

FA-50戰鷹(FA-50 Fighting Eagle)於2011年5月首飞成功,2013年8月交付韩国空军,2014年10月正式投入实战部署[5]。该机最高能以1.5马赫的速度飞行,最大载重能力达4.5吨(4,500 kg)。

T-50教練機整體構型設計係以洛克希德·馬丁的F-16戰隼戰鬥機為基礎,但重量和尺寸分別為後者的70%和80%,結構及次系統有70~80%的共通性[6]。

飛行控制系統採用數位式線傳飛控(Fly-By-Wire,FBW)系統,座艙內採側邊操縱桿設計,裝設手置節流閥及操縱桿(Hands On Throttle-And-Stick,HOTAS),前後座均可獨立操控。

教練機型的T-50未配備射控雷達,但攻擊機型的A-50則加裝1具洛克希德·馬丁的AN/APG-67(V)4脈衝都卜勒X波段多模式雷達,它的搜索距離為150公里,能同時追蹤10個目標,並攻擊其中2個[7]。

T-50教練機採用1具奇異航空生產,配備全權數位引擎控制(Full Authority Digital Engine Control,FADEC)系統的F404-GE-102渦輪扇發動機。與T-50同屬第5代高級噴射教練機(Fifth-Generation Advanced Jet Trainer)的美國T-7A高教機,也是採用此系列的發動機。

噴射自由鳥── 土耳其

噴射自由鳥(Hurjet),是土耳其航太公司(Turkish Aerospace Industries,TAI)研發的高級噴射教練機暨輕型攻擊機(Advanced Jet Trainer And Light Attack Aircraft),其高教機版本,將汰換自1970年代就開始在土耳其空軍服役的70架T-38教練機;另外也將取代土耳其之星飛行表演隊(Turkish Stars)的NF-5A/B機隊;而其輕攻擊機版本,則將與土耳其空軍現役的F-16戰鬥機組成高低搭配,執行近距空中支援(Close Air Support,CAS)任務。

噴射自由鳥是目前世界各國正在服役/研發中的7款第5代高級噴射教練機(Fifth-Generation Advanced Jet Trainer)之中,最晚問世的1款。

2017年7月22日,土耳其國防工業總裁(SSB)宣布土耳其空軍和土耳其航太簽署了1項噴射自由鳥高級噴射教練機暨輕型攻擊機的研製計劃,該計劃旨在研製1款噴射教練機暨輕攻擊機,以滿足土耳其空軍和國際高教機暨攻擊機市場的需求。

在2018年7月16日揭幕的英國法恩堡國際航空展(Farnborough International Airshow,FIA)上,土耳其航太首度展出了1架數碼迷彩塗裝的噴射自由鳥全尺寸模型。

首架原型機預計在2021年12月岀廠、2022年6月進行首飛,之後在2025年交付土耳其空軍服役。

以第5代訓練飛機為目標而設計的噴射自由鳥,它的設計定位不單單是1款超音速教練機而已;且也是1款具有打擊能力的超音速攻擊機。其中教練機版本,將具備擔負高級噴射教練機(Advanced Jet Trainer,AJT)與戰術先導教練機(Lead-in Fighter Trainer,LIFT)的雙重角色。此外,該機還搭配有先進數位化的嵌入式戰術訓練暨實兵虛擬建構式訓練系統(Embedded Tactical Training & Live Virtual Constructive Training Systems);輕型攻擊機版本,則將配備優越的雷達和靈敏的攻擊系統,以及擁有9個掛載點和3噸有效載荷能力,可進行包括空對地、戰術攻擊、密接支援及武裝/非武裝空中巡邏等任務。並具有空中和地面通信能力,以減少威脅和風險。

噴射自由鳥採用先進的線傳飛控(Fly-By-Wire,FBW)系統;以及在其數位化的全玻璃駕駛艙(Glass Cockpit)中配備精密的任務電腦。

Yak-130── 俄羅斯

Yak-130,北約代號(NATO reporting name)為Mitten,是蘇聯解體後所研製的首款軍用機。為雅克列夫設計局(A.S.Yakovlev Design Bureau)所設計的1款次音速雙座高級噴射教練機/先導型戰鬥教練機暨輕型攻击机。

蘇聯空軍/俄羅斯空軍從20世紀70年代開始至今一直將捷克生產的L-39C高級教練機作為其教練機機隊的主力;但是預估到了21世紀初,該機的服役壽限也即將屆滿,於是在20世紀80年代末,蘇聯空軍和國土防空軍就決定開始研製下1代高級教練機,該項目的研製計劃書隨即下發到各個設計局。包括雅克列夫設計局在內,共有4家設計局參與該項目的競標。 其中雅克列夫設計局的Yak-130於1991年開始研發

1993年,當時俄國空軍經費不足,允許外資加入教練機計畫。俄羅斯雅克列夫設計局與義大利馬基航空(Aeronautica Macchi)合作推出Yak/AEM-130教練機,Yak-130編號RA-43130的第1架原型機是Yak-130 D(D代表Demonstrator,展示),它於1994年11月30日出廠,之後在1996年4月25日進行首飛。1999年12月,俄、義雙方因市場條件改變而分道揚鑣,之後各自區隔市場發展出Yak-130和M 346。

首架量產型的Yak-130於2004年4月30日在位於下諾夫哥羅德的索爾莫沃試飛站首飛,機號為「白色01」。Yak-130於2005年,獲得了俄羅斯政府的軍用教練機標案,並於2009年第1架Yak-130開始進入俄罗斯空军服役。

Yak-130型機規劃總費用約2億美元,單機價格為1,200~1,400萬美元。除了俄羅斯空軍預計購買200架的Yak-130之外,俄羅斯海軍也對該機極感興趣,有意將其改裝成艦載機。

Yak-130是全世界第1款引入現代戰機高機動氣動布局設計的第5代高級噴射教練機(Fifth-Generation Advanced Jet Trainer)。俄羅斯第5代戰機(Fifth-Generation Jet Fighter)的部分設備與航電架構就是在Yak-130上先1步落實。作為1款先進的教練機,Yak-130是能夠複製一些"4+世代"戰機和第5代Su-57戰鬥機的特點。它也可以執行輕型攻擊和偵察任務,可攜帶3000公斤的戰鬥負載。

Yak-130的全玻璃駕駛艙(Glass Cockpit),採用三塊大型液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)。

該機的發動機是根據俄、烏合作項目的規定裝配AI-222-25渦扇發動機。另外,中國研製的L15高教機,亦採用此系列的發動機。

M 346大師── 義大利

M 346大師(M 346 Master),是義大利馬基航空(Aeronautica Macchi)研發的高級教練機,義大利空軍將其型號稱為T-346A[8][9]。

1993年,當時俄國空軍經費不足,允許外資加入教練機計畫。俄羅斯雅克列夫設計局與義大利馬基航空合作推出Yak/AEM-130教練機,Yak-130編號RA-43130原型機於1994年11月30日出廠,1996年4月25日試飛。

1999年12月雙方因市場條件改變而分道揚鑣,之後馬基航空以當時合作研發的技術文件[10],發展出M 346[9][11][12][13][14]。

2001年6月17日,在巴黎航空展上展示M 346全尺寸模型[15]。首架原型機於2003年6月7日出廠,2004年7月15日試飛。2008年12月19日,從4,000個參與徵名活動中,挑選出「大師」(Master)為其名稱,象徵以最佳工具訓練新1代飛行員至最高水準[16]。

由阿萊尼亞·馬基航空(Alenia Aermacchi)為義大利空軍生產的首架T-346A,於2011年3月31日完成首飛,其在義大利空軍服役所擔負的是戰術先導教練機(Lead-in Fighter Trainer,LIFT)的角色。

M 346的主翼是採用大型前緣根部延伸(Leading Edge Root eXtension,LERX)面的設計型式,藉渦流升力提供運動性和操控性,使用兩具無後燃器的國際渦輪引擎公司/漢威聯合國際公司F124-GA-200渦輪扇發動機,可跨音速飛行。採英國航太系统四重數位化線傳飛控(Fly-By-Wire,FBW),高攻角可達40°。與Yak-130外觀明顯差異為翼根保留整流用小翼和省略輔助進氣口,無水平尾翼鋸齒面、採主翼翼尖外掛點方式、垂直尾翼翼根有冷卻器進氣口以及發動機艙稍長,基本上較接近拆夥前Yak-130 D的構型[17]。

M 346搭配李奧納多(Leonardo)研發的嵌入式戰術訓練系統(Embedded Tactical Training System,ETTS)、地面訓練系統(Ground Based Training System,GBTS),運用虛擬與資料鍊技術,將各種假想的戰術情況上傳給該機,讓飛行員練習攻擊空中、地面目標、反制敵方攻擊或電子戰;並且可以與電腦虛擬的「僚機」共同合作執行任務,例如1架在空中的M 346最多可模擬組成4機編隊,進行大兵力的模擬訓練。換言之,M 346雖然只是教練機,卻可模擬許多以往得在真正戰鬥機上才能演練的作戰科目,例如視距外空戰、對地精準武器攻擊、戰術對抗、空中加油等;也可以模擬F-16戰機、JAS 39戰機、颱風戰機、疾風戰機,甚至包括最先進的5代戰機(Fifth-Generation Jet Fighter),如F-22戰機、F-35戰機等,堪稱目前全球最先進的模擬訓練系統。加上座艙人機介面非常先進,所以阿萊尼亞·馬基航空曾宣稱M 346是1款真正意義上的第5代高級噴射教練機(Fifth-Generation Advanced Jet Trainer)。

T-7A紅鷹── 美國/ 瑞典

T-7A紅鷹(T-7A Red Hawk),最初被稱為波音T-X,是美國波音(Boeing)與瑞典紳寶(Saab)合作研製生產的高級噴射教練機。美國空軍教育訓練司令部(AETC)最早於2003年開始尋求新1代的高教機,用以汰換當時已服役40餘年的T-38教練機,因此於2015年3月20日提出了新式教練機採購競標專案──T-X教練機計畫(T-X program)。而參與此競標的主要機型有韓國的T50A及義大利的T-100(M 346)等高教機。

波音與紳寶於2013年12月6日簽署了美國空軍T-X教練機計畫的合作協議。

波音公司於2016年9月13日首度公開展示與紳寶集團合製的TX原型機[18],緊接著於同年的12月20日首飛[19][20]。

2018年9月27日美國國防部宣布由美國波音與瑞典紳寶合作研製的波音T-X教練機得標。美國空軍共計畫採購351架T-X教練機、46套飛行模擬器及相關的地面設備,預計花費成本為92億美元(約2,800億臺幣)[21][22][23][24]。

美國空軍2019年9月16日宣布正式將波音TX的型號與名稱定為T-7A紅鷹(T-7A Red Hawk),這是為了紀念2戰時的非裔飛行員[25][26]。

T-7A紅鷹教練機,從2020年1月10日起開始組裝生產。波音將於2023年向德州聖安東尼奧──蘭多夫聯合基地交付首架T-X教練機與首套模擬器;並預計在2024年達到初始作戰能力(Initial Operational Capability,IOC)。

T-7A的外形有如縮小版的F/A-18──因為它們都是採用大型前緣根部延伸(Leading-Edge Root eXtension,LERX)面與V型雙垂尾設計,而這種設計不僅能在低速時提供靈巧的操控,也能有更好的高攻角飛行能力,使它的飛行性能可以更接近現役的戰機。它還搭配有嵌入式訓練系統、遠端連線,可以與最先進的地面培訓演練器相結合,使完成T-7A演訓的飛行員,能夠輕鬆上手F-22與F-35等5代戰機(Fifth-Generation Jet Fighter)。另外,T-7A的單引擎推力比將要汰換的T-38C的雙引擎推力大了足足3倍。

負責測試的波音飛行員表示,新設計的第5代高級噴射教練機(Fifth-Generation Advanced Jet Trainer)符合了一切期望,具有優越的操縱性能,從教官座位望去,全景視線良好,而這對教練機來說十分重要。

T-7A採用先進數位化的全玻璃駕駛艙(Glass Cockpit),包括有一具大型抬頭顯示器(Head Up Display,HUD)與1具全數位觸控大面積顯示器(Large Area Display,LAD)等,這與F-35座艙配置相當類似;而對於至關重要的維修性設計來說,T-7A大部分的檢修面板都設在地面維修人員伸手可及的高度,非常方便操作,而且該機採用了單點壓力加油,這也是提高出動效率的關鍵。

參考資料

  1. ↑ YAK-130 COMBAT TRAINER OF NEW CENTURY. Yakovlev(TAKE-OFF). 2005-06 (英文).
  2. ↑ 中時-獵鷹戰鬥教練機亮相 性能超梟龍
  3. ↑ Korea, US to confer on surveillance plan sales
  4. ↑ Designation-Systems.Net MDS Designators
  5. ↑ 韩国FA-50战机正式投入实战部署 演示优秀性能. 新浪. 2014-10-31. 
  6. ↑ VectorSite: F-16 Derivatives: Ching Kuo / F-2 / Golden Eagle
  7. ↑ Global Security review
  8. ↑ Utilizzo della Nomenclatura 'Mission Design Series' (MDS) nelle Pubblicazioni Tecniche (PPTT) di Competenza della Daa [Using the nomenclature 'Mission Design Series' (MDS) in Technical Publications (PTT) of competence of Daa] (PDF). IT: Ministero Della Defesa. June 2011 [2015-08-09]. (原始内容存档 (PDF)于2013-12-20) (意大利语). 
  9. ↑ 9.0 9.1 "T-346" Program (页面存档备份,存于互联网档案馆). Aeronautica Militare Italiana (英文).
  10. ↑ Business in Brief: $77M Barter Deal. The Moscow Times. 2001-06-22 (英文).
  11. ↑ Yak-130: combat trainer of new century. Yakovlev (Take-off). (原始内容存档于2015-07-13) (英语). 
  12. ↑ Як-130. Уголок неба (俄文).
  13. ↑ 俄雅克-130在建造和进入国际市场领先意M346 (页面存档备份,存于互联网档案馆). 搜狐 (中国新闻社). 2006-09-27 (简体中文).
  14. ↑ Foreign Aircraft Builders Prepare for Soft Landing 互联网档案馆的存檔,存档日期2016-03-05.. Kommersant. 2006-05-16 (英文).
  15. ↑ Авиакосмический салон Le-Bourget '2001. ВВС России (俄文).
  16. ↑ Alenia Aermacchi: "MASTER" is the name chosen for the Aermacchi M-346 trainer. Alenia Aermacchi. 2008-12-19. (原始内容存档于2011-09-27) (英语). 
  17. ↑ New engine team-up eyes European market for M-346 (页面存档备份,存于互联网档案馆). Flightglobal. 2001-06-19 (英文).
  18. ↑ Boeing T-X Sees the Light. Boeing. [2017-04-10]. (原始内容存档于2017-05-04). 
  19. ↑ Boeing and Saab complete first T-X flight. Flight Global. 20 December 2016 [28 September 2018]. (原始内容存档于31 May 2019). 
  20. ↑ Niles, Russ. Boeing/Saab T-X First Flight. AVweb. 20 December 2016 [21 December 2016]. (原始内容存档于24 December 2016). 
  21. ↑ Air Force awards $9B contract to Boeing for next training jet. Defense News. 2018-09-27 [28 September 2018]. 
  22. ↑ Air Force awards next-generation fighter and bomber trainer. Saab. [28 September 2018]. 
  23. ↑ O'Connor, Kate. Air Force Selects New Combat Trainer. AVweb. 2 October 2018 [3 October 2018]. 
  24. ↑ Boeing: It’s Official: Boeing Wins T-X!. Boeing.com. [2019-01-22]. 
  25. ↑ 致敬二戰非裔英雄 美新高教機命名「紅鷹」. 青年日報. 編者王能斌. 2019年9月18日 [2019年9月18日]. 
  26. ↑ This is the name of the Air Force's new training jet. Defense News. 16 September 2019 [17 September 2019].