李汶軒

（中國直升機設(shè)計研究所，江西景德鎮(zhèn) 333000）

0.引言

隨著裝備技術(shù)的快速發(fā)展，新一代直升機裝備陸續(xù)服役，以美軍陸航、俄羅斯空天軍為代表的直升機作戰(zhàn)編隊規(guī)模急速擴充，新一代直升機裝備的發(fā)展對飛行員現(xiàn)代化訓練裝備及高等級模擬器的研發(fā)與采購提出了迫切的需求。

以教練直升機及直升機模擬訓練裝備為主體的直升機訓練裝備體系是實施飛行員培訓的主要裝備平臺。長期以來，國外直升機教練機裝備的發(fā)展略顯緩慢，現(xiàn)有教練機裝備存在機型老舊、故障高發(fā)、模擬訓練裝備產(chǎn)品等級偏低、運營成本過高等問題，未能實現(xiàn)與直升機機隊主戰(zhàn)裝備的換代接軌，導致教練機裝備發(fā)展無法滿足現(xiàn)代化軍隊體系建設(shè)要求，在一定程度上制約了主戰(zhàn)裝備在未來戰(zhàn)場上作戰(zhàn)效能的發(fā)揮，新一代主戰(zhàn)裝備與老舊的教練裝備之間的矛盾愈加突出。

為了適應新一代直升機主戰(zhàn)裝備的發(fā)展需要，滿足飛行員的培訓需求，急需提升教練直升機的現(xiàn)代化水平，增加教練機的裝備規(guī)模，提升模擬訓練裝備產(chǎn)品等級，增強教學訓練質(zhì)量，美、俄、英等各國紛紛招標采購新一代教練直升機，以適應未來多域戰(zhàn)場環(huán)境對直升機裝備的作戰(zhàn)訓練和保障要求，并建立起能適應現(xiàn)代化軍事需要的教練直升機訓練裝備體系。

1.國外教練直升機的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 TH-119獲得美國教練機競標項目

如圖1所示，美軍現(xiàn)有教練直升機典型裝備主要有海軍的TH-57“海上游騎兵”，該機是由Bell公司基于Bell 206“噴氣突擊隊員”開發(fā)的單發(fā)教練直升機。TH-57于1970年投入使用，直徑已服役近50年。隨著直升機技術(shù)的快速發(fā)展和更新?lián)Q代，TH-57教練機呈現(xiàn)出機型老舊、故障高發(fā)、維修困難、訓用不一致、運營成本增加以及飛行員培訓上崗時間長等問題，嚴重制約了部隊戰(zhàn)斗力生成。鑒于此，美國海軍決定對TH-57教練機進行招標更換，2017年10月份，美國海軍發(fā)布了新型TH-XX教練直升機采購建議征詢書（RFP），并對教練直升機的經(jīng)濟性、安全性、先進性、可維護性提出了更高的要求。建議書計劃采購130架TH-XX教練直升機以替代現(xiàn)有TH-57“海上游騎兵”教練機，合同總價值6.48億美元，該型教練直升機更換計劃的合同在2020年開始執(zhí)行，到2023年完成TH-57整個機隊的替換。

圖1 美國海軍現(xiàn)有TH-57“海上游騎兵”教練直升機

為迎合美國海軍市場，響應美國政府現(xiàn)有政策，降低采購成本，TH-119使用單臺PT6-B發(fā)動機并將在美國本土進行生產(chǎn)。為方便學員學習，TH-119在航電系統(tǒng)及飛控系統(tǒng)設(shè)計方面有著特殊的考慮，機體采用金屬結(jié)構(gòu)，堅固易修復，除此之外，TH-119直升機可滿足基本及高級訓練飛行訓練要求，是一款全方位訓練直升機。

2020年1月13日，Leonardo TH-119擊敗Bell 407Gxi、Airbus H135贏得了海軍教練機合同，結(jié)合招標內(nèi)容與評選結(jié)果，美國海軍教練機裝備將從原有TH-57的單一化、機械化、簡易化向體系化、智能化、綜合化方向發(fā)展。

1.2 “安薩特-U”取代老舊米-2成為俄羅斯空軍新型初級教練機

2001年，“安薩特”贏得了俄羅斯空軍的訂單，俄羅斯國防部決定在其原型機的基礎(chǔ)上改型研制“安薩特-U”，作為新型初級教練直升機以取代已經(jīng)服役40多年的米-2直升機?！鞍菜_特-U”裝備了KSU-A數(shù)字電傳操控系統(tǒng)，其四軌數(shù)字集成系統(tǒng)可以在各個飛行階段控制直升機飛行，可以根據(jù)具體訓練飛行的要求進行調(diào)整，并能考慮到在臨界狀態(tài)下的飛行條件限制，能大大擴展直升機的使用能力。該機發(fā)動機采用全權(quán)數(shù)字電子控制系統(tǒng)（FADEC），在飛行訓練中可以有效地模擬“單發(fā)失效”的情況，進一步豐富飛行員的訓練科目，提高飛行訓練的可靠性和安全性。

按照空軍的計劃，“安薩特-U”在2010年前已成為俄羅斯空軍的新型教練直升機，截至2016年，俄軍已經(jīng)裝備了51架“安薩特-U”教練機，而后這一數(shù)量還在增加。

1.3 米-28N研發(fā)具備實戰(zhàn)能力的教練機米-28UB

美軍武裝直升機“阿帕奇”首飛成功后，為了與其相抗衡，俄羅斯軍方提出需要一種除了完成作戰(zhàn)、指揮任務，還能用于訓練的武裝直升機。米里莫斯科直升機制造廠最終贏得競標并推出了具有夜戰(zhàn)能力的米-28N，如圖2所示。

圖2 米-28UB教練直升機示意圖

為了更好地培訓米-28N的飛行員，擴展訓練能力并增加“臨場感”，從2009年開始，俄直集團在米-28N的基礎(chǔ)上開展了同型教練機米-28UB的研發(fā)工作。由于米-28UB是針對性的改型，相比模擬器中的訓練，米-28UB教練直升機可以將飛行員的培訓時間縮短為原來的1/2至1/3。為適應實戰(zhàn)需求，米-28UB武裝直升機還專門針對敘利亞戰(zhàn)場進行了很多修改，雙重的操縱系統(tǒng)使它更適應戰(zhàn)場的復雜環(huán)境。

按照俄羅斯國防部的招標預算，俄空軍在2020年之前計劃采購40～60架米-28UB教練型直升機，每個基地（團）將裝備4～6架，最終裝備10個米-28空軍基地（團）。隨著“安薩特”教練機以及米-28UB教練機陸續(xù)裝備部隊，將進一步改變俄羅斯空天軍教練機裝備構(gòu)成，并將大大提升俄羅斯陸軍、空軍的立體作戰(zhàn)能力，完善陸軍航空裝備體系的作戰(zhàn)能力。此次教練機的更新?lián)Q代將為俄羅斯陸軍、空軍打造新型精銳陸戰(zhàn)力量，推進俄羅斯陸軍、空軍的現(xiàn)代化進程。

1.4 英國采用H135和H145作為新型教練直升機

2016年，空客直升機公司贏得英國國防部軍事飛行訓練系統(tǒng)（MFTS）框架下的旋翼機訓練合同。計劃用價值11億歐元（16億美元）的（MFTS）合同采購包括29架H135和3架H145來替換原有的34架AS350“松鼠”HT1輕型單發(fā)直升機和15架貝爾412 HT1雙發(fā)直升機。按照合同規(guī)定，自2018年開始，英國海、陸、空軍直升機的機組成員將采用新教練機開展旋翼機的基礎(chǔ)培訓和高級培訓。全新的旋翼機訓練組合將顯著改變英國現(xiàn)役教練機機隊構(gòu)成。國外新一輪教練機采購情況表明，近幾年，直升機教練機的發(fā)展呈現(xiàn)快速增長趨勢，新舊替換及技術(shù)更新已成為教練機規(guī)模數(shù)量增長的主要原因。

2.國外模擬器技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著仿真應用技術(shù)的逐步成熟，美歐直升機強國逐步將飛行仿真的研究拓展到除直升機設(shè)計研究之外的直升機飛行訓練模擬器、直升機全任務訓練模擬器等地面模擬訓練產(chǎn)品。由此構(gòu)建的訓練裝備體系覆蓋了不同階段、不同程度、不同科目的訓練需求，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合未來作戰(zhàn)設(shè)想，配合美軍未來大規(guī)模作戰(zhàn)行動（LSCO）。美國陸軍航空杰出中心（USAACE）仿真董事會（DOS）設(shè)計采用了兩項關(guān)鍵項目持續(xù)適應旋翼機的訓練方式，即飛行員下一步訓練項目（ATN）和合成訓練環(huán)境（STE）項目。模擬器技術(shù)的飛速發(fā)展與關(guān)鍵旋翼機訓練體系的結(jié)合將從根本上改變美軍飛行員訓練方式，并為航空指揮官在常駐機場綜合訓練環(huán)境中進行全員訓練提供更有效的手段，提高飛行員戰(zhàn)場生存力，滿足未來高強度的作戰(zhàn)需求。

美軍在直升機模擬訓練裝備體系上的建設(shè)一直走在世界前沿，美軍黑鷹（UH-60M）直升機的全任務工程模擬器配套任務仿真環(huán)境等仿真系統(tǒng)，除了進行人機工效評估、飛行品質(zhì)仿真、飛行控制律設(shè)計驗證、故障特情等飛行任務類仿真試驗之外，還能開展裝備級的任務效能評估仿真試驗。美國陸軍第160特種作戰(zhàn)航空旅的戰(zhàn)術(shù)訓練系統(tǒng)通過配置多型直升機模擬器、CGF計算機生成兵力模擬紅藍方、異地聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)直升機分隊戰(zhàn)術(shù)模擬訓練、指揮作業(yè)訓練、指揮控制訓練以及戰(zhàn)術(shù)對抗模擬訓練功能，為戰(zhàn)術(shù)對抗提供有效的訓練平臺，具體如圖3所示。歐洲典型代表有空直公司20世紀90年代初研制的直升機工程模擬器SPHARE系統(tǒng)和NH90直升機培訓中心。

圖3 美國陸軍第160特種作戰(zhàn)航空旅戰(zhàn)術(shù)訓練系統(tǒng)主要構(gòu)件

目前，以美國為代表的國外直升機裝備正在經(jīng)歷直升機的不斷升級換代，在此大背景下，美國海軍正在開展新的直升機教練機更新項目，以更好地適應以CH-53K為代表的未來新型的SB﹥1、V-280等新構(gòu)型旋翼機裝備的訓練需求。

綜上所述，隨著VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)在模擬器技術(shù)發(fā)展中的不斷滲透和旋翼機訓練體系的不斷完善，美、俄等直升機裝備先進國家已經(jīng)構(gòu)建了完備齊全的直升機教練機體系和模擬訓練裝備體系，可有效提升飛行員訓練水平，促進其軍隊戰(zhàn)斗力的快速形成。

3.國外教練機發(fā)展對教練直升機裝備發(fā)展的啟示

我國的直升機教練機正處于發(fā)展的關(guān)鍵期，直升機地位作用不斷凸顯，新一代直升機裝備的作訓需求不斷增大。為了充分發(fā)揮直升機裝備在未來戰(zhàn)場中的作戰(zhàn)效能，培養(yǎng)飛行員對新裝備的適應能力及對未來戰(zhàn)場態(tài)勢的感知能力，就必須在直升機教練機裝備的研制初期，充分考慮未來裝備特點及未來戰(zhàn)爭特點，充分借鑒國外的發(fā)展經(jīng)驗，明確現(xiàn)有能力與裝備建設(shè)需求之間的差距，結(jié)合自身的裝備發(fā)展特點規(guī)劃未來教練直升機的發(fā)展之路。

3.1 精簡完善教練機型譜，形成體系化的發(fā)展模式

精簡現(xiàn)有的教練直升機型譜，對等級偏低、機型老舊、故障頻發(fā)的教練機經(jīng)分析評估后可轉(zhuǎn)作他用，以減輕維修保障壓力并緩和訓用不一致的矛盾。完善我軍現(xiàn)有的直升機教練機型譜，從型譜上對缺乏的教練機類型進行判斷，從體系上實現(xiàn)我軍有人直升機教練機及戰(zhàn)術(shù)訓練模擬系統(tǒng)與主戰(zhàn)裝備同步接軌，甚至是教練機裝備技術(shù)的發(fā)展可高于現(xiàn)有裝備的技術(shù)狀態(tài)，形成初教機-中教機-高教機體系化的發(fā)展規(guī)劃，使其能夠滿足不同階段、不同程度、不同科目的訓練需求，促使部隊教練機訓練能力快速提升。

3.2 創(chuàng)新訓練思想，以軍事理論創(chuàng)新引導教練裝備發(fā)展

軍事思想創(chuàng)新是軍隊轉(zhuǎn)型建設(shè)的關(guān)鍵所在。軍事思想引導現(xiàn)實需求，甚至勝過了技術(shù)和武器裝備本身的進步，它牽引著武器裝備、軍隊編成、模擬訓練模式、作戰(zhàn)方法的發(fā)展與變革。通過創(chuàng)新軍事思想牽引武器裝備的整體發(fā)展方向、戰(zhàn)技術(shù)性能、重點技術(shù)和領(lǐng)域、規(guī)模與結(jié)構(gòu)。缺乏創(chuàng)新理論指導已成為制約我軍裝備建設(shè)的“瓶頸”[1]。反觀美國，不斷加強對理論創(chuàng)新和試驗，以先進軍事思想為技術(shù)和武器裝備發(fā)展的“導向器”，美軍陸航針對未來訓練環(huán)境提出了“合成訓練環(huán)境”(STE)概念，主要工作是優(yōu)化流程從而更快速地確定并同步訓練環(huán)境和未來訓練能力需求[2]。合成訓練環(huán)境（STE）能力將在多域戰(zhàn)場為陸軍集體訓練提供支持。通過使用通用標準、結(jié)構(gòu)、地形和權(quán)威數(shù)據(jù)的共性提供規(guī)?？烧{(diào)節(jié)的環(huán)境（實兵訓練、虛擬的、架構(gòu)式的和游戲方式），STE可解決多域訓練的挑戰(zhàn)。STE將為陸軍提供可用的、現(xiàn)實的、復雜的訓練環(huán)境，這些措施將會通過增加的重復訓練提高戰(zhàn)備狀態(tài)，從而實現(xiàn)掌握作戰(zhàn)技能的目標。

只有通過創(chuàng)新研究適用于未來軍事斗爭準備的超前性軍事思想，預先自主設(shè)計未來的作戰(zhàn)樣式，從中推導出符合我軍未來作戰(zhàn)能力需求的武器裝備發(fā)展原始輸入，即作戰(zhàn)需求，才能科學牽引教練裝備的發(fā)展，使教練裝備的發(fā)展適應未來戰(zhàn)爭的需求，達到打什么仗就發(fā)展什么教練裝備的目的，培養(yǎng)適應于未來裝備的飛行員。

3.3 向多元、多維、跨域、協(xié)同訓練環(huán)境發(fā)展

充分利用現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)積累及跨界技術(shù)產(chǎn)出，利用混合現(xiàn)實顯示設(shè)備、觸覺手套和人工智能等新興技術(shù)擴大和增強訓練效果的技術(shù)手段，并結(jié)合基礎(chǔ)試驗研究成果技術(shù)對訓練模擬設(shè)備進行技術(shù)創(chuàng)新和驗證。拓展教練機訓練模式，由基本的單機駕駛能力訓練逐漸發(fā)展為多機聯(lián)網(wǎng)組合訓練，實現(xiàn)所有飛行訓練設(shè)備都能聯(lián)網(wǎng)并與地面訓練系統(tǒng)協(xié)作交互。創(chuàng)建合成訓練環(huán)境，將實兵訓練、虛擬訓練和軍事游戲場景融合在同一個仿真訓練環(huán)境中，將實際作戰(zhàn)飛行計劃納入合成訓練環(huán)境，并能夠在盡可能短的時間內(nèi)與真實飛機實現(xiàn)聯(lián)動，為陸軍當前及未來現(xiàn)代化進程提供全面的技術(shù)仿真環(huán)境與實戰(zhàn)模擬條件，創(chuàng)建貼近實景的模擬仿真訓練裝備體系。

4.結(jié)語

面對未來快速發(fā)展的智能化技術(shù)以及未來戰(zhàn)場的復雜性，我們應當予以高度關(guān)注和持續(xù)的跟蹤研究，同時要根據(jù)未來戰(zhàn)爭的發(fā)展變化牽引教練裝備的發(fā)展，進一步完善教練機專業(yè)化訓練能力和綜合保障體系，隨時根據(jù)戰(zhàn)場形態(tài)的變化調(diào)整教練機裝備發(fā)展的方向，精簡完善教練機及模擬訓練裝備譜系，并根據(jù)需求牽引加快推動直升機教練裝備的標準化、體系化，注重平臺的通用性、任務能力的多樣化，打造全方位、多領(lǐng)域、通用性、低成本的教練機，以多元、多維、多域聯(lián)合訓練保障發(fā)展及合成訓練環(huán)境為未來引導，不斷創(chuàng)新軍事思想。明確現(xiàn)有能力與部隊需求之間的差距，明確未來我軍有人教練直升機、直升機模擬訓練裝備及無人教練直升機的重點發(fā)展方向和關(guān)鍵技術(shù)投入。