三代机飞行员技艺养成及其对教练机装备的要求
熊远
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熊远,. 三代机飞行员技艺养成及其对教练机装备的要求[J]. 中国航空航天科学,20252. DOI:10.12721/ccn.2025.157433.
摘要: 飞行员是航空兵部队战斗力的主体,保障飞行员身体健康,就是保证战斗力,保障飞行安全。为了迅速生成战斗力,飞行员必须充分认识三代机的本质,掌握三代机的训练规律,遵循科学合理的训练方法,尽早养成三代机飞行技艺。本文提出了飞行技艺的概念,分析了高机动环境给三代机飞行员带来的全新挑战,研究了三代机飞行技艺养成对教练装备的要求,相关研究成果可为三代机飞行员训练方法提供科学的参考。
关键词: 飞行员技艺养成;教练装备
DOI:10.12721/ccn.2025.157433
基金资助:

一、飞行技艺的概念

飞行技艺是飞行人员品质的组成部分,它是地面和飞行训练过程中形成的行为,包括感知行为、智力行为、运动行为及其综合行为。

形成飞行技艺的过程分几个阶段:

1) 领会当前的动作;

2) 有意识地,但并不大胆地执行动作;

3) 能够习惯成自然地动作,没有多余动作,当对其执行设备的有意监控不十分要紧时,能够把一系列分动作连贯成一个整体动作;

4) 最后是高度自然动作阶段,能够轻松、准确、无多余动作地行动,其动作结构最合理,能够利用更合理的方法和途径在最省脑力的条件下完成动作。

因此,形成飞行技艺是高水平驾驶技术的保证,也能够让飞行人员在执行某些操作时不需费心去监控,评估飞行情况变化的动作手法是自然一体的,这样才可完成包括作战任务等与驾驶无关的目标任务。

二、高机动环境给三代机飞行员带来了全新挑战

1 三代机的本质

三代机的本质是高机动。三代机亚跨音速中低空高机动优势源于平台特性:

1)高升低阻的先进气动平台

§ 广泛采用了边条翼(鸭翼)、翼身融合及前缘机动襟翼等先进的气动布局,显著提高全机升力特性和升阻比。

§ 利用脱体涡升力满足了飞机在低速、大迎角飞行情况下所需要的升力。

2)快速响应、高推重比的涡扇发动机提供了充沛动力和燃油经济性

3)“动则灵、静则停”的电传飞控系统提供了优良的操稳品质

4)高度综合的航电系统提供了快速、多源信息保障

三代机平台的高机动主要体现在下面几个性能指标:

1)高的单位剩余功率——提供了爬升、加速和转弯的能力

2)高的稳定盘旋角速率和瞬时盘旋角速率

3)低的稳定盘旋和瞬时盘旋最小半径

4)高的滚转率

5)大的可用迎角

2 三代机需要飞行员更高的技艺

对三代机飞行员来说,完成快节奏作战,不仅要求具有在高机动环境适应条件下驾驶飞机的进行高机动飞行的能力,还要求具有快速高效处理座舱综合信息的能力(如战场态势、敌友信息、目标探测、战术决策等)。具体表现在:

1)高机动环境适应能力

§ 提高过载意识能力

§ 提高抗大过载、连续过载、高过载增长率能力

2)飞行态势掌控

§ 精确操控的能力——精确控制操纵量、精细化控制机动飞行

§ 能量管理的能力——精确控制飞行态势以确保连续机动能量

§ 适应信息化环境的能力——快速、准确判读数字信息和多源信息的能力

§ 座舱/机组资源管理的能力——准确判断工作负担并在必要时请求支援

3)风险管理

§ 安全监控和预防——飞行边界限制、油量管理等

4)任务管理

§ 任务规划、合理实施、实时评估、适时调整

§ 快速准确理解信息化战场态势并快速合理决策

§ 在高机动、高敏捷的飞行负载下,飞行员快速、准确完成战术任务的能力

三、三代机飞行技艺的养成对教练装备的要求

为了在训练过程中,可以完整复现完成作战任务时影响飞行员的所有因素,减轻学员高机动飞行时产生的心理负担,除了在地面模拟器上进行必要的飞行技艺训练外,最重要的是需要一型安全可靠地的高机动性教练机训练飞行技艺。

1 教练机的机动性应接近三代战斗机

随着空气动力学、飞机动力系统、火控系统、武器系统等方面技术的飞速发展,第三代战斗机的广泛应用,传统的二代机水平的教练机已无法满足第三代高机动战斗机对飞行员驾驶技能提出的要求。因此,要求教练机在机动性上需接近第三代战斗机的水平,主要用于三代机飞行员的高级驾驶术训练和部分战斗技术训练。另外还要求教练机的操纵特点、机载设备等与目标战斗机相当或相近,可基本模拟目标战斗机的动态特点、战术技术动作和驾驶特性。再现战斗机对操纵和外部作用反应的必要条件,是保证教练机的操纵性和机动性在很多情况下不差于目标战斗机的这些特性。

明确了教练机的高机动要求后,根据外部设计方法的指导,采用保证有效利用物理试验和数值试验数据的综合气动力设计方法,可在相对低的费用下,在一定意义下形成综合气动布局,在所形成的气动布局基础上,研制出高机动教练机。保证其最大滚转角速度、稳定盘旋法向过载、垂直速度和最大可用迎角都远远超过二代机水平的教练机,与目标战斗机相当或相近。

2 教练机应能降低学员心理负担提高飞行欲望

飞行学员进行高机动飞行训练,心理易出现预期性紧张,心理负担可达到人类心理和生理能力的极限。身体上会出现适应性防御反应,不敢大胆地操纵飞机。紧张心理还会加大飞机超出飞行状态使用区域的概率。限制系统效率的不足,会对学员的心理产生极大影响,这又会使其降低飞行的欲望和降低培训效率。要克服这些心理影响,势必要延长在三代机上的飞行时间,浪费有限的战斗资源。

为了消除学员高机动飞行时产生的紧张心理,需要教练机具有机载安全保障和地面安全保障功能,这样飞行学员心理负担小,可以充分训练三代机高机动的能力,培养飞行学员的飞行技艺。

3 安全保障功能应走向系统化

高级培训阶段,教练机的飞行技术性能和驾驶性能,接近战斗机的相应特性。学员的负担可达到人类心理和生理能力的极限。

为了减轻学员负担,保证飞行安全,提高训练效率,教练机上需要装备飞行安全保障系统。飞行安全保障系统的特点是可以报告机载设备的工作状况,能对飞行学员的操纵进行跟踪观察,当学员出现动作偏差时,会发出警报,提示学员如何摆脱危险,以预防紧急状况的发生,在失控的危急关头,还可以对飞机进行自动操纵。

教练机需要采用电传飞行控制系统和综合航电系统,使得飞机具有优异的飞行品质、边界限制、故障告警、故障重构以及自动从某些危险状态改出的功能。

教练机的机安全保障系统消除了飞行学员的紧张心理,可以充分调动学员训练高机动飞行的积极性,尽早养成战斗飞行技艺,这样缩短了三代机改装训练的时间,节省了宝贵的战斗资源,大大地节约了成本,具有很好的经济性。

四、总结

三代机的本质是高机动。高机动飞行环境对飞行员技艺提出了更高的挑战。飞行技艺是驾驶高机动战斗机技术的保证。高机动飞行技艺的养成,需要进行生理,心理,空间定向,智力等科学训练。此外,飞行技艺还需要定期的飞行训练来保持。为了更好地适应三代机飞行特点,学员应尽早在三代机水平的训练装备上培养三代机飞行技艺,缩短三代机飞行员培养周期,节约训练成本,最大程度的优化飞行训练体系。

三代机水平的教练机由于电传飞行控制系统具有机载和地面安全保障系统,消除了飞行学员预期性紧张心理,减轻了心理负担,大大地提高了其主观训练的欲望,提前适应了三代机高机动飞行的生理反应,最大程度地发掘学员训练潜能,使其能更快地掌握三代机操纵的特点和规律,帮助了学员建立战术技能的牢固基础,养成三代机的飞行技艺,从而更快地生成三代机的作战能力。

参考文献

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熊远(1988-),男,江西南昌人,硕士研究生,研究方向:飞行器设计。