勇鷹高級教練機將提升空軍訓練能量
2020.07.17
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壹、新聞重點
我空軍國產「勇鷹」先進高級教練機(Advanced Jet Trainer, AJT)的第一架原型機,已於2020年6月完成首飛。[1] 2018年6月,漢翔公司為高教機舉行開架典禮,首架原型機於2019年9月出廠,預計在2026年達成66架交機目標,用以取代現有AT-3教練機及F-5E/F,訓練新進飛行員。勇鷹先進高教機出廠並試飛成功,不僅提升國內航空工業能量,維持航太供應鏈運作,也對強化空軍訓練、提升新進飛行員素質有極大助益。
貳、安全意涵
新式高教機將採全新的訓練模式,搭配先進訓練航電及地面模擬訓練系統,可取代現役AT-3教練機以及F-5E/F部隊訓練機(以下簡稱部訓機)。自力研發先進高教機有兩項意義,一方面可以維持漢翔的軍用機研發能量,提升航空工業能量;另一方面,由於新高教機具備與IDF類似的戰機運動性能,採用線傳飛控設計,新進飛行員得以提早熟悉其操控模式及數位化座艙,可以減化訓練流程,增進訓練效率及提升訓練品質。
一、國機國造為下一代戰機籌備研發能量
先進高教機的研發,使得國內航空工業得以持續累積知識並培育新一代航空工業人才。國機國造肩負3項重要任務,包括:自行研發生產、厚植台灣航太工業人才,加強產業鏈結。先進高教機雖以IDF雙座機為基礎發展,但機體內部及航電系統為適應教練任務需要,幾全部重新設計,已接近一架新飛機。
雖然先進高教機為IDF戰機的雙座型衍生而來,然而先進高教機取消後燃器,機翼及起落架重新設計,以改善飛行品質、節省油耗、降低進場速度,增進低速飛行穩定性及著陸安全性,以利學生安全操作,迅速掌握飛機性能及基本飛行操作。[2] 另外,雙座機因後座佔用較大機體空間,以致減少機內燃油容量,影響其滯空時間,因教練機不可能攜掛副油箱,若按空軍要求增加航程,也需要漢翔重新設計機體,加大內部油箱。飛機取消後燃器及可變式噴嘴,也會改變機體重心,雖然飛機採線傳飛控,但仍需重新調整機體配重,以利維持飛行穩定性,然而又需維持與IDF一定程度的共通性,節省生產與後勤成本。以上調整都需要漢翔團隊重新為新教練機進行設計。
同時,這也使漢翔公司藉先前IDF升級計畫以及現在生產先進高教機的契機維持飛機研發能量,包括設計製造、生產規劃、工程執行、品質管制、工業合作、跨界整合等。對未來發展IDF的後繼戰機籌備能量,當有一定助益。國機國造也可培植優質零組件供應商,提升技術水準,維持國內航太工業供應鏈持續健康運作,包括發動機、機內系統、機體金屬與複材結構等,並藉與IDF零組件共通優勢,減少操作成本、消失性商源、以及後勤補保問題。
二、簡化飛行員換訓流程以提升飛行素質
我空軍訓練採3級制,初、中、高級在空軍官校進行,初級為訓練新手飛行員基本飛行訓練,中級為更複雜的飛行訓練課程,例如編隊等,高級則要讓飛行員熟悉噴射機的飛行操作,以及基本作戰科目,完訓合格的新進飛行員還要到台東接受部隊訓練,也就是超音速戰機的換訓,讓飛行進行戰術飛行訓練,包括空戰戰術戰法,以及武器系統運用,精進其戰鬥飛行的專業素養。
目前初級教練由螺旋槳動力的T-34擔任,未來也將面臨換裝問題,新進飛行員在完成螺旋槳飛機的初級教練任務後,接著中、高階訓練則使用AT-3教練機,完訓後再到台東第7聯隊接受部隊訓練,使用機種為F-5E/F。這些機種皆採用傳統式飛行控制系統,不具先進的數位化航電、顯示器及座艙等裝備,當飛行員完訓後分發部隊時,又要依機種重新進行銜接,熟悉數位化座艙及線傳飛控系統,作戰訓練也要重新開始,無異加重部隊負擔,並拖長合格戰鬥飛行員的完訓流程。
因F-5E/F已經老舊,原來擔任假想敵任務的46中隊已解除假想敵任務,空軍戰術訓練中心則移至清泉崗基地。而部訓雖仍由第7聯隊擔任,但早已無法滿足幻象2000、F-16、IDF三種二代戰機的作戰訓練要求,合格飛行員下部隊後,依其分發單位機種進行換裝時,又要重新開始訓練。美國空軍發展T-7教練機取代老舊的T-38,也是因為使用傳統飛操系統的T-38已無法滿足60%以上訓練任務要求,飛行員需分發至部隊後才能實施,增加部隊負擔。[3]
未來部訓任務同樣由先進教練機擔任,因其具有戰鬥機的血緣,其座艙配置與IDF相同,與F-16亦十分接近,先進教練機將可執行大部分作戰訓練任務,飛行員完成部訓後分發部隊,可以立即改飛IDF,F-16只需極短時間亦可銜接完成,將可大幅縮短訓練流路,對減輕新進飛行員塞車現象、強化空軍戰力,有極大幫助。
三、數位座艙環境與模擬器有利銜接二代戰機
新式高教機由IDF戰機衍生,雖然有機體構型的先天限制,例如後座座艙無法直視前座學官席,要以攝影機來彌補,然而其性能與戰鬥機無異,新進飛行員得以直接運用高教機進行進階空戰訓練,有助於提升飛行員本職學能,而新高教機也會具備模擬器、地面輔助訓練系統(Ground Based Training System,GBTS)等,由地面直接監控並紀錄學員飛行狀況,落地後可以重新檢討其飛行流程,這亦有益於提升飛行員素質,增加訓練安全。[4]
未來新高教機搭配與IDF同等級的航電系統、座艙顯示環境、線傳飛控系統,以及地面模擬訓練系統。當新高教機開始服役後,一方面空軍要讓教官熟悉新式高教機,並重新規劃包括模擬機在內的訓練流路。但由於新式高教機由IDF雙座機衍生,空軍對此機型已很熟悉,且有足夠的資深飛行員可調任官校教官,雖然新進飛行員由T-34轉飛超音速的先進教練機,可能會有壓力,但模擬器訓練能夠補足此方面能量,讓新進飛行員在實際登上飛機時,從模擬器累積足夠操作經驗,這有利於他們實際進行飛行。
參、趨勢研判
先進高教機由IDF戰機衍生發展,具有戰鬥機類似之操作性能,飛行員可以直接使用該機訓練進階空戰技能。新一代教練機多具備與戰機類似的外型,及線傳飛控等先進航電,以使飛行員訓練能與戰鬥機性能充分接軌,簡化訓練流程,提升飛行員素質。另外若能保留掛載武器能力,也可協助強化空防。
一、先進高教機接軌世界發展趨勢
各國空軍發展訓練任務發展機種,多循兩種方式,即發展專供訓練使用的教練機種,以及由戰鬥機衍生出教練機。前者多為次音速飛機,操作簡易,但性能與戰鬥機有一段距離,飛行員在完訓後分發部隊時,尚需進行機種轉換訓練及部隊訓練,以訓練進階空戰技能,或該機種特定的作戰任務。後者由輕型戰鬥機衍生發展,或本身具備發展為輕型戰鬥機的潛力,具有與戰鬥機接近的操縱性能,可超音速飛行,例如美國過去的T-38、發展中的T-7教練機、韓國空軍的T-50等均是同類型機種。[5]
目前世界上新一代教練機,多具備大型翼前緣延伸版、翼胴融合、先天不穩定設計、線傳飛控、數位化座艙等第四代或五代戰機所具備的特徵,以便讓飛行員可以直接訓練高階空戰技能,減少分發部隊後轉換訓練的時程,更先進的機種甚至可以直接模擬不同型別的戰鬥機。
目前解放軍空軍新一代教練機是教練10,從俄Yak-130衍生,教練9則從殲教9及殲7等第二代戰機(F-104或MiG-21)衍生而來,Yak-130本質上仍為教練機,雖具備戰鬥機的外型設計,但作戰性能應有差距。雖無實質數據比對,不過具備第四代戰機基因的國軍新式高教機,性能應較前兩者優異,若能保留作戰能力,協助執行部分低強度作戰任務,可以協助強化空防戰力。
二、恢復聯隊戰備以強化空軍戰力
據媒體報導,先進高教機保留作戰能力,未來可以承擔低強度空防任務,補充空軍戰力,這仍要視未來試飛及後續發展情況,及空軍對任務以及採購成本的綜合估算,若具備掛彈能力,不但可以讓新進飛行員直接進行真實的空對空及空對地訓練,必要時也可執行戰備能力。不過空軍官校的訓練流程需在接裝高教機時,務須縝密規劃。
在部訓任務回歸官校、台東聯隊未來接裝新的F-16C/D block70後,空軍多出一個專責戰備的聯隊,也能大幅提升空軍整體戰力。F-16料將順利通過預算,未來與若要快速發揮新聯隊的戰力,空軍應儘速籌備F-16種子教官,並先由逐漸交機的F-16A/B升級型(換裝APG-83主動電子掃瞄雷達)累積操作能量。由此角度看,新式高教機的服役,也會有助未來新F-16C/D聯隊戰力的快速成軍。而若高教機要模擬F-16等機種擔任部訓任務,也需在座艙環境、任務模式、模擬器等訓練設備或操作上,足以模擬其他作戰機種,使新進行飛行能儘快完訓。
三、先進高教機將取代AT-3成為雷虎小組表演機
目前雷虎小組以空軍官校AT-3教練機編組而成,空軍現無表演隊之正式編組。未來高教機量產並交機成軍後,若雷虎小組仍保留在官校,先進高教機承繼IDF的優異操縱性能,以及流線型的帥氣外觀,加上適當的彩繪塗裝,先進高教機將可成為下一代雷虎小組的表演機,從而在重大國家慶典活動及全民國防活動中展現英姿,宣傳國軍戰力,同時新型高教機作為特技小組表演機,也能在國際軍事圈創造話題,有助國際宣傳。
[1]〈國機國造再創歷史:高教機「勇鷹號」首飛成功,最大亮點通訊機是『MIT』〉,《關鍵評論》,2020年6月22日,https://www.thenewslens.com/article/136744。
[2]〈國造高教機正式亮相,2020 年 6 月首飛後進入新里程碑〉,《科技新報》,2019年9月24日,https://technews.tw/2019/09/24/aidc-crew-trainer/。
[3]“Boeing's T-X Win Is Really Much Bigger Than Just Building A Replacement for the T-38,“ The Drive, September 28, 2018, https://bit.ly/2B9hE12.
[4]〈勇鷹帶動台灣航太產業 瞄準新一代戰機研發〉,《中央社》,2020年6月22日,https://bit.ly/2OrA4Nq。
[5] “Why Boeing’s T-7 Red Hawk Trainer Is Shaping Up to Be A Breakthrough Success for the U.S. Air Force,” Forbes, February 13, 2020, https://bit.ly/3h36hXG.