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[军事] T-50A,洛马公司的低风险T-X解决方案

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发表于 2017-6-10 02:25 PM | 显示全部楼层 |阅读模式


T-50A,洛马公司的低风险T-X解决方案 

 2017-06-10 Armstrong 空军之翼

  在参加美国空军T-X未来教练机竞争的方案中,波音和诺斯罗普·格鲁曼公司提交了全新设计的方案,而洛克希德·马丁和雷神公司提交的则是改进自现有平台的设计。其中,洛马公司的T-50A可以说处于领先地位,但是该机能在T-X竞标中最终获胜吗?

  洛马/韩国航空宇宙产业公司(KAI)的T-50A是T-X项目中的一位实力派选手,具有F-16般的性能表现,久经考验的服役记录,全面而完整的试飞计划,对美国空军这个350架教练机大单是志在必得。

  T-50A首席试飞员表示T-50A是一种成熟的现货飞机,如果美国空军选择了该机,那么计划中的T-X初始战斗力(IOC)形成时间就能提前。一位前F-16试飞员认为T-50A是4个方案中风险最低的,美国空军F-16飞行员会非常熟悉该机的性能,知道它能做些什么。


一位前F-16试飞员认为T-50A是4个方案中风险最低的,美国空军F-16飞行员会非常熟悉该机的性能,知道它能做些什么

T-50A的前世今生

  这个判断不无道理,T-50A的基础是洛马/KAI联合研发的T-50“金鹰”教练机。韩国空军已经接收了102架各种型号的“金鹰”,韩国已经订购了49架T-50高级教练机、9架T-50B“黑鹰”特技表演队用机、22架TA-50战斗机先导教练机、60架FA-50战斗攻击机。T-50还获得了小有成就的出口业绩,印尼空军购买了16架T-50I高教机,泰国空军购买了4架T-50TH高教机,菲律宾空军购买了12架FA-50PH轻型攻击机,伊拉克空军购买了24架T-50IQ战斗机先导教练机。(相关资料:飞行员报告:试飞T-50“金鹰”


韩国空军“黑鹰”特技表演队的T-50B

  韩国在1992年正式启动了代号KTX-2的未来教练机研制计划,基本构型构想在1995年初步确定,但就在本阶段结束后,由于亚洲经济金融风暴造成韩国经济产生危机,使得研发计划停滞。1996年,洛克希德马丁公司与三星公司签署合作协议书,确定KTX-2计划将继续进行。

  1997年KTX-2计划进入全尺寸发展(FSD)阶段。同年7月,韩国政府同意负担全部研发经费的70%,洛克希德·马丁公司则出资17%,三星、大宇、现代等公司共同分摊剩余的13%。

  1998年KTX-2基本设计确定。1999年7月完成详细设计,同年10月,属于国营事业的韩国航空宇宙产业公司(Korea Aerospace Industries,KAI)成立,该公司是由三星、大宇及现代三家公司的航太部门合并而成。2000年8月,风洞测试结束,展开首架原型机的组装工程。2001年10月31日首架T-50原型机出厂。


第一架T-50原型机

  2002年2月,韩国航宇在新加坡亚洲航太展上对外公开其命名──“金鹰”(Golden Eagle),KTX-2A教练机型改编号为T-50,KTX-2B攻击机型改编号为A-50。同年8月20日,T-50教练型首飞成功。

  T-50全长12.98米,翼展9.17米,全高4.78米,空重6441千克,最大起飞重量11985千克。安装一台通用电气F404-GE-102涡轮扇发动机,最大加力78.7千牛。该机最大速度超过1.5马赫,航程1851公里,14630米,是一种拥有出色性能的教练机。


T-50安装一台通用电气F404-GE-102涡轮扇发动机,最大加力78.7千牛

  FA-50战斗攻击机是KAI在T-50高级教练机基础上研制的轻型战斗攻击机,用来取代韩国空军的老旧F-5E/F战斗机。该机与教练型最大的不同在于增加了数据链和APG-67(V)4脉冲多普勒雷达,能同时追踪10个空中目标并攻击其中2个。


韩国空军的FA-50战斗攻击机

  参加T-X竞争的T-50A基于FA-50战斗攻击机。事实上,洛马的两架试飞原型机TX-1和TX-2都是用FA-50改装的,分别在2016年6月2日和7月26日在韩国泗川首飞。这两架原型机的座舱都安装了全新的大面积显示器(LAD)主仪表面板,显示器尺寸为20 x 8英寸,和F-35的一样大,此外原型机还具有全新的座舱布局和一个新平显。


T-50A模拟器的座舱,布局和F-35接近

  由于T-50的座舱比较局促,所以T-50A的座舱能否满足美国空军宽泛的飞行员身材适应性要求,这点值得关注。洛马公司表示会对座舱设计进行一些修改以增加一些空间,并把踏板设计成能前后调节以适应长腿学员。


并肩飞行的T-50A TX-1和TX-2原型机,TX-1的机背安装了空中加油鼓包


空中加油鼓包

  TX-1原型机安装了机背空中加油油箱(DART),用于“驼背”构型的颤振、负载、稳定性和操控性试飞,并扩展全部飞行包线。目前洛马试飞员已经完成该机所有的亚音速试飞科目,没有出现任何问题,TX-1的超音速试飞正在顺利进行中。


TX-1原型机安装了机背空中加油油箱(DART),用于“驼背”构型的颤振、负载、稳定性和操控性试飞

  TX-2原型机主要用于验证新的座舱设计,以及能把两架原型机通过训练数据连接在一起的嵌入式训练系统。在完成对新版本软件的回归测试后,TX-2将被用于验证与T-50相同的完整包线。

  洛马把DART设计成一个可拆装的设备,美国空军并没有硬性要求T-X具有空中加油能力,所以T-50A在未来可根据需要来决定是否安装DART(如作为假想敌机使用时)。DART由两部分组成,前半部分是美国空军标准的空中加油插座,后半部分是一个附加油箱。洛马在最初设计DART时考虑能用这个附加油箱来增加飞机的内油,但由于意义不大,所以没有把油箱接入飞机的燃油系统,所以现在只能把油箱看做是面积律鼓包了。洛马已经完成了DART的全部地面测试,甚至架起飞机在地面进行了模拟空中加油的测试。洛马还没有决定是否进行实际空中加油测试,如有必要可以安排。


DART由两部分组成,前半部分是美国空军标准的空中加油插座,后半部分是一个附加油箱

  两架原型机目前已从韩国被运到南卡罗来纳州格林维尔的T-50A总装和检修工厂(FACO)。TX-2在去年11月中旬抵达,并在11月19日在格林维尔的唐纳森·菲尔德机场进行了第一次飞行。TX-1在韩国结束超音速试飞后在2017年2月初抵达格林维尔。


美国空军并没有硬性要求T-X具有空中加油能力,所以T-50A在未来可根据需要来决定是否安装DART(如作为假想敌机使用时)


虚拟技术

  令人惊讶的是,韩国空军的T-50至今没有采用嵌入式虚拟训练系统(VTS)技术,而意大利莱昂纳多-芬梅卡尼卡公司的T-346和英国BAE Systems公司的“鹰”T2教练机早已采用了这项技术。因此,T-50A是“金鹰”家族总首次采用该技术的型号。

  T-50A是第一种具备嵌入合成训练功能的“金鹰”,根据美国空军的硬性要求,该机安装有全新的T-X软件来处理LAD显示和嵌入式训练。


T-50A是第一种具备嵌入合成训练功能的“金鹰”

  多架T-50A可以通过数据链连在一起,然后在数据链中运行空中或地面目标的威胁场景。设计威胁场景很方便,只需先选择一个虚拟威胁,后再确定它的武器,机动性和信号特征就行了。嵌入式虚拟训练适用于单机或多机训练。

  学员在训练中可以使用飞机的虚拟传感器进行攻击或作出实时反应,T-50A有虚拟雷达、虚拟瞄准吊舱和虚拟电子战系统,通过座舱显示器的一个接口,使学员能沉浸在逼真的第4代和第5代战斗机的座舱环境中。

  洛马公司正在为T-50A研制配套的地面训练系统(GBTS),所有培训材料都通过平板电脑分发,一套完整的演示设备于2016年年底在格林维尔投入使用。


T-50A的地面模拟器

  学员将在地面模拟器上开始高级飞行训练课程,先是感觉和熟悉T-50A的座舱和显示器布局,然后开始“高保真飞行训练”,之后是“武器系统训练”,只到掌握全部系统。实时虚拟是T-X的一个要求,到2016年年底,格林维尔的T-50A的地面模拟器将能与真机相连。


性能

  美国空军将在今年年底发布正式的T-X方案需求书(RFP),洛马和其竞争对手们并不确定美国空军是否要求4种设计进行竞争试飞。目前,T-50A在所有竞争者中进度最快,很快就能让空军飞行员上手体验。

  除了波音双垂尾的BTX-1外,T-50A的飞行性能将超越其他两个竞争者。该机在设计上大量借鉴了F-16的技术,翼展与F-16相同,机身略微缩小,并从机腹进气改为机身两侧进气。虽然单台通用电气F404发动机的推力不及F16的F100或F110,最大加力推力只有8039千克,但T-50A的重量也更轻,空重低于6.8吨,所以T-50A的飞行性能虽然不能说是与F-16一样,但也是非常接近了。在操控方面,T-50A安装了一台F-16 Blcok 60的数字式飞控计算机,操控响应平顺而迅速。T-50A能轻易达到T-X的6.5g转弯过载要求,7.5g的目标值也是伸手可及,不存在任何问题。在超音速飞行方面,T-50A能飞到625节,也就是1.2马赫。


T-50在设计上大量借鉴了F-16的技术,翼展与F-16相同


KF-16和T-50原型机

  驾驶T-50A保持密集编队非常容易,该机具有与F-35和F-22类似的全位移侧杆,操纵飞机降落也很简单。F-16的主起落架在降落时容易造成飞机弹跳,为此洛马在T-50上改进了主起落架设计,即使重落地也不会造成弹跳。虽然在表面上看,T-50的主起落架和F-16差不多,但前者具有完全不同的控制臂和避震,完全消除了F-16降落时经常发生的弹跳现象。


T-50的主起落架和F-16差不多,但前者具有完全不同的控制臂和避震,完全消除了F-16降落时经常发生的弹跳现象

  如果T-50A获胜,洛马预计在获得合同后只需再进行一些细微改动后就能开始生产了。

  目前整个T-50机队已经积累了超过20万小时的飞行时间,在韩国空军中,该机的完好率稍稍低于90%,这是一个很不错的成绩。在韩国空军训练基地的日常训练中,两个训练中队每日能分三波次出动20-24架T-50,很少出现飞机因故障退出的情况。TX-1和TX-2在韩国试飞中表现出的可靠性也很不错。T-50A的任务再次出动准备时间为23分钟,低于美国空军要求的30分钟。

  虽然美国空军可能要求T-X执行假想敌或轻型攻击任务,但洛马公司表示目前专注于满足空军现在的训练需求。其实现有FA-50战斗攻击机就能轻易满足美国空军对T-X的任务扩展需求,该机有七个外挂点,能够挂载副油箱和各种弹药,甚至还有一门20毫米机炮。目前T-50A只能在机腹中线挂架挂载一个行李吊舱,按照T-X的要求,所有武器训练都将采用虚拟方式进行。


其实现有FA-50战斗攻击机就能轻易满足美国空军对T-X的任务扩展需求,该机有七个外挂点,能够挂载副油箱和各种弹药,甚至还有一门20毫米机炮

  总体而言,T-50A要想获胜仍需充分证明自己的合成训练能力,此外该机的采购和总寿命成本也是一个决定性因素。对T-50A有利的一点是该机由70%的部件与F-16通用,在后勤和维护上对于装备F-16的空军部队来说能降低不少成本。


对T-50A有利的一点是该机由70%的部件与F-16通用,在后勤和维护上对于装备F-16的空军部队来说能降低不少成本


有趣的竞争

  虽然基本预算数字使得T-X竞争者看起来需要为飞机报出低于2000万美元的单价,但美国空军指定了一些有趣的经济激励措施来提高相应产品的性能。

  2016年7月发布的方案征求书(RFP)显示,如果设计的性能指标超过门槛规定,厂家就能获得奖金。以过载能力为例,最大过载在6.5g的阈值上每提高0.1g直至7.5g的目标值,投标人都将获得财务激励。如果两个设计得分相同,那么具有更高的持续G能力的一个将获胜。美国空军还表示,具有更大的持续过载能力的设计即使价格稍高也会获得更高的评分。

  波音公司和诺斯罗普·格鲁曼公司的全新设计都是用与T-50A相同的F404发动机,只是诺斯罗普的Model 400没有加力燃烧室。这两家公司试图通过先进制造技术和减少组装工时的方法来降低整体成本,以此与T-50A竞争。相关资料:“鹰狮”和“超级虫”之子,详解波音T-X教练机


波音的T-X采用双垂尾设计


诺格的Model 400已经退出战局

  雷神/莱昂纳多公司的T-100(M-346)和T-50A一样也是基于现有设计,相对于全新设计在风险和成本上具有天然优势。M-346目前拥有世界领先的合成训练能力,但在飞行性能上无法与T-50A比肩。相关资料:飞行员报告:雅克-130的意大利表兄M-346


M-346目前拥有世界领先的合成训练能力,但在飞行性能上无法与T-50A比肩

  2017年2月1日,诺斯罗普·格鲁曼公司和BAE系统公司决定不再参与T-X竞争,而在之前一周,雷神公司退出基于T-100方案投标的总承包商,让莱昂纳多集团这家意大利制造商独自评估是否继续参与竞争。

  在风云突变,诺斯罗普退出竞标,莱昂纳多独自支撑的情况下,T-X战局出现了波音对阵洛马的阵的局面,鹿死谁手尚未可知。


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