从喀喇昆仑到尼罗河畔——K8总设计师石屏院士谈中国教练机发展

陆凯聊军事 2023-09-15 21:16:12

本文原载于《兵器》杂志2007年11月刊,本次转载时经重新二次内容完善及编辑、补充整理部分插图,以与同好共同分享。个人认为《兵器》杂志是一本专业、客观的军事杂志,推荐持续订阅,丰富自身的军事及政治知识。将家中《兵器》数字化保存过程中,转载其上的一些年代比较久远的文章,主要是想让读者以另一种比较独特的视角审视曾经的事物和观点。

石屏院士是我国著名的飞机设计专家,因主持设计当时中国最成功的K8教练机而功勋卓著。K8系列飞机为洪都集团正在研制的新初级教练机和L15高级教练机的发展架起了桥梁,为奠定洪都航空工业集团成为教练机发展基地作出了宝贵的贡献。

石屏1934年出生在江西都阳一个贫苦农民家庭,3岁丧父,后来边放牛边上学,因成绩优秀,13岁进城读初中,后因家境贫寒学业时辍时复。1949年新中国成立后,石屏得到甲等助学金,10月份复学。

高中毕业时石屏想到日寇飞机对家乡的狂轰滥炸,想到志愿军因没有制空权蒙受极大损失,决心投身祖国的航空事业,遂考进南京航空学院,20岁时加入中国共产党。

1956年石屏被分配到南昌飞机制造厂,一干就是50多年,从一名普通的技术员做起,一步一个脚印,一直干到飞机总设计师。石屏2003年被推荐申报中国工程院院士,获得通过。

今年(2007年)是中国人民解放军建军80周年。建军节前夕《兵器》杂志特约记者赵淑芬前往南昌,采访洪都航空工业集团公司K8飞机总设计师、中国工程院院士石屏。

K8飞机首飞后,K8飞机的首批总设计师系统成员合影(右一为石屏)

漫漫攀登路

赵淑芬(以下简称赵):一般一种新飞机要经过10~20年的研制、生产、使用才能成熟,周期很长。听说您参加了多种飞机的研制,特别是从头到尾经历了K8教练机的研制全过程,能否向读者作一简单介绍。

1996年11月5日,K8飞机参加首届珠海航展。

石屏(以下简称石):是的,我很幸运。1956年我从南京航空学院毕业分配到南昌320厂(洪都航空工业集团)工艺科,1958年调到飞机设计研究所,就和飞机打上了交道,先后参加了安2运输机、东风103的仿制,初教6和强5系列设计改型,后来就和教练机结缘,一直到现在。

图示:中国空军某部强-5攻击机资料图,图片摄于2015年空军航空开放活动。强-5攻击机是国产第一款专用攻击机,具备近距对地攻击能力,强-5攻击机也是航空工业洪都(南昌飞机制造厂)的明星产品。

我这辈子只在一个地方,干了一件事情,就是研制我们中国自己的飞机,主要是教练机。上世纪70年代各国教练机开始更新。我们对世界各国10余款新教练机,如L39、SZ11、C101、1A63等进行研究,探索研制自己的教练机。洪都的领导有远见,当机立断,在没有国家立项条件下支持新教练机预研。1982年洪都公司和中国航空技术进出口总公司(以下简称中航技)精诚团结,各投入100万元人民币,于是我们开始了方案论证。

K8飞机原型机

赵:在国家没有立项的背景下,最主要的困难是什么呢?

石:当时有两大困难。

一是缺乏资金。飞机的研发是多学科、大兵团、长时间的协同工作,需要大量人才和财力。没有一定的资金支持,设计、试验无法进行,人才也会流失。所以当时洪都和中航技投入的200万元十分重要,解了燃眉之急,使教练机的研制工作得以启动而继续进行。

二是没有发动机。发动机是飞机的心脏,既决定飞机性能,又关系飞机竞争力。我们研制飞机,不能像外国那样选发动机,因为我们国内没有,只能去选配国外的。选发动机时既要与我们的飞机匹配,又要国外能够卖给我们,而技术、经济、政治捆在一起的这种困难情况至今也没有彻底改变。

1999年6月12日,K8飞机参加第43届巴黎航展

我们先后和加拿大普惠、美国GE公司、盖勒特公司,进行了长达4年的艰难谈判。这3家公司都看好K8飞机,认为能成功,肯定有市场,都愿意提供发动机。竞争的结果,我们选中了美国盖勒特公司的涡扇发动机。这种发动机除性能、售价有吸引力外,合作条件也很优惠。研制阶段他们免费借给我们3台发动机让我们试用,还包括发动机仪表及与发动机有关的液压泵和启动发电机等。

这样一来,有了启动资金,发动机选型也定了,我们冲过了难关,赢得了时间。

K8教练机采用美国盖勒特公司的TFE731涡扇发动机

赵:您那时担任什么职务?

石:1982年我是新型教练机方案组组长。当时我发表文章,提出“提高训练效率,降低训练费用”的教练机研制理念,得到了广泛的认同。

赵:这样国家给你们立项了吗?

石:还没有,所以我们还是非常艰难,但是苍天不负有心人,我们终于等来了机会。

1986年由于巴基斯坦使用的美国教练机寿命到期,要更换新机,因此有合作研制教练机的意向,于是我们应邀组团前往。到达的第二天巴国防部就开听证会,我受团长委托连夜起草报告文本。报告列举了国际教练机发展情况,我们研制的教练机基本性能、特点以及研制周期和计划节点。

巴基斯坦虽然不能制造飞机,但由于长期使用美国和法国飞机,有飞机和发动机的修理厂,所以对教练机和作战飞机的性能比较了解,对机载设备及使用维护也有经验。听证会开了一天,到会的将军们认定我们的研制方案新颖、有特点、有创新,很有信心,当场拍板合作研制,并立即进入合同讨论。

讨论中我们建议文本只写几个大指标,如总重、最大速度、研制进度及经费投入。至于评价技术指标待双方准备后定期商谈。这样一个星期就签了合同,巴方投入600万美元研制费用,研制周期3年。1987年5月巴方代表团到南昌访问。双方签订了飞机的战术技术要求,明确1986年6月1日为工程零时,3年飞机首飞,在国际市场上要有竞争能力。

中巴合作合同使我们的研制工作峰回路转、柳暗花明。有了国外的研制资本、有了用户,国内很快就给我们立了项。教练机研制工作从此进入航空部项目管理,走上了快速发展轨道。

由于是中巴两国合作,两国交界于喀喇昆仑山脉,所以这型教练机就被命名为“喀喇昆仑之鹰”,简称K8。

赵:K8这么被看好,一定有它的独到之处吧?

石:K8飞机是基础/高级喷气教练机,采用两侧进气、下单翼、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的续航时间。从设计开始K8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,尤其是飞机发动机、飞行员的救生系统和地面滑行系统都有很高的可靠性。K8飞机装备先进的航空电子设备和武器系统,可以完成一般起降、导航、夜航、编队飞行训练,还可以作包括尾旋在内的特技飞行和射击训练。

图示:航电设备,开始时搭载了EFIS-87电子飞行仪表系统,并辅助战术空中导航系统,并不具备全天候作战能力和投掷精确制导炸弹能力,后续使用了液晶多功能显示器,GPS或北斗卫星导航系统,升级机载计算机,并可兼容挂载对地攻击吊舱。

国外著名的教练机,如捷克和意大利教练机研制历史很长、加工精致,美国T-37教练机遍及许多国家,是巴基斯坦现役的教练机。K8要和它们竞争必须扬长避短、在方案上有所创新,那就是高低速条件下的机动性好、可靠性高、维修性好、寿命长、成本低、操作方便。

K8在结构和系统方面都有突出的优点。例如为了发动机维护性好,在后机身下部设计了三块装卸发动机的快卸舱盖,换发只要56分钟;开有维护口盖134个,分布合理,其中快卸口盖占58%,维护人员可以站立维护,保障了高出勤率,一天可以有10个起落;飞机平均故障率间隔飞行为14小时,远远高于设计的2.5小时;飞机结构寿命可达8000飞行小时。

教8飞机编队整装待发

配装了双零弹射座椅,紧急时刻可直接穿舱弹射,救生系统安全可靠;为保证长翼展的襟翼效率,采用了3条滑轨,既保证了效率也减轻了重量;座舱为阶梯式串列双座,后舱视线高于前舱280毫米,方便了教练员对学员的指导;配备的航空电子设备优于当时的同类飞机。1992年国家鉴定委员会评价称:K8综合性能优于同类飞机,填补了我国基础教练机的空白。

2018珠海航展K8飞行预演

飞机的设计来不得半点马虎和虚假。K8要全面覆盖和模拟战斗机各项飞行特性,有很多技术难点。我们列出了10项关键技术、80多项试验,编制网络计划,每周检查实施情况。

飞机设计实际上是各方面矛盾的折中和协调。但其中有些是保证飞机竞争优势的,不能退让。1991年在一次强度试验中,一个部件加力到90%时机翼破坏。大家议论是不是质量问题。我冷静分析后,果断宣布:这是科学试验中的正常现象。后来作了局部加强,试验就成功了。在新机的研制中面对风险和挫折要敢于承担责任,决策要有胆识。

1990年11月21日K8首飞成功。

1990年11月21日 K8飞机成功首飞

赵:这时您担任什么职务?

石:1986年10月我被任命为K8飞机总设计师。

煌煌战鹰行

赵:飞机顺利上了天,就能够进入国际、国内两个市场吗?

石:为了实现面向两个市场的目标和承诺,我们在设计中除认真贯彻国标、军标外,还选用了美国军标。方案论证阶段我们就进行全机系统可靠性、维修性设计,编制可靠性、维修性大纲,进行可靠性指标分配、失效模式分析、区域安全性检查、技术状态管理等。当时这些工作在国内还是首创。我们编写了《飞行手册》、《技术说明书》、《维护手册》、《定检资料》和《培训教材》等,做到随机设备、工具、备件与飞机同时交付,使K8从设计、生产、管理到售后服务都与国际接轨,成为一个完整、规范的国际商品,走上了一条中国飞机从来没有走过的国际化、商业化之路。

赵:作好了这些准备和包装,K8就能够飞出去吗?

石:我们的飞机要进入两个市场,光自己说好是不行的。它的性能、价格和售后服务都必须在同类产品中占据优势,用户才会认可。

常言说“百闻不如一见”。1992年2月12日K8从南昌起航,飞抵新加坡参加国际航展,这是中国飞机第一次在国际航展上和国外飞机一样作飞行表演。此后,K8先后10次参加国际航展,次次作飞行表演。有10多个国家的飞行员亲自飞过K8。

在1999年巴黎航展上,K8在每天5分钟规定时间内进行了高难度特技表演,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K8优异的机动性,被评为这届航展的“十大明星”之一。

1999年6月13日,巴黎航展上进行飞行表演的K8飞机

K8勇敢而真实的表现展现了它的价值魅力,飞出了可靠的竞争实力赢得了信任和市场,成为国际公认的、二代教练机中的骄子。

K8在国外市场的美誉传回国内后,被军方看中。1992年新机立项。新机继承了K8的特点,全部成品按照要求选用国产件,性能达到并超过战技指标,现在已被部队采购、列装,成为国内教练机的主力机型之一。

教8飞机空中编队

1995年12月埃及训练用的捷克L29教练机到寿,在用的L59因为技术问题全部停飞。此时中航技果断地运去两架K8,并为埃及高层领导作了飞行表演,获得好评。后来我们按照埃及教练机全球采购的招标要求,与意大利的S-211A和捷克的L-139竞标,经过5~6轮的激烈角逐,在国际招标中胜出,机型为K-8E。意大利在议标进入白热化时召集了大批美女模特前来助阵也没有成功。

2000年6月6日,出口埃及的K8E飞机首飞仪式

首架由埃及自行组装的K8E教练机下线仪式现场。组装好的K8E停放在最左边,右边的三架尚未组装完成

1999年12月27日中国和埃及签约,并以一次80架、后续40架的大批量订单进入埃及市场。K8E第一次实现了中国飞机生产总装线、飞机研发中心、飞机综合保障系统出口国外,被誉为“金字塔之鹰”。

至今K8已经出口200多架。还有多个非洲国家感兴趣,有的已经采购、使用。洪都公司正在与中航技紧密合作,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。它的成功说明中国不仅能够造出飞机,还能够以优异的性价比占领国际市场。

委内瑞拉装备的K8教练机

纳米比亚K8机群

K8飞机在国外进行公路降落试验

赵:是不是可以理解K8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。

石:是的。这种研制机制在世界上并不罕见,在我国却是第一次。航空发展不仅需要技术上的创新,也需要体制和机制上的创新。K8先走了这一步,取得了成功。现在K8已经成为一个家族,其中出口型的K8E部分采用了西方国家的设备,而用于装备中国空军的新教练机则更多采用国产设备。装有变稳操作系统的K8VIFSTA是空中模拟试验飞机,它能在K8上模拟其他飞机的性能飞行,或者模拟尚在设计阶段的新飞机的某一单独的新设计,因此K8不但能够充分发挥教练机功能,也能成为新飞机设计的空中试验平台。

装有变稳操作系统的K8VIFSTA空中模拟试验飞机

飞行员驾驶教8飞机进行训练

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陆凯聊军事

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