美國T-1 教練機

美國 T-1“樫鳥鷹”教練機,改自8座的“比奇噴氣”400A公務機,用來為KC-10、KC-135、C-5和C-17 培訓空勤人員。“比奇噴氣”400原非美國設計,而是來自日本三菱重工。

1990 年 2 月 21 日美國空軍官員宣布將採購 211 架“比奇噴氣”400T 作為其 T-1A 計畫的加油機和運輸機飛行員用教練機。1992 年 1 月 17 日,比奇公司為美國空軍交付了第一架 T-1 飛機。1997 年夏,該公司向美國空軍交付了最後一架即第 180 架 T-1。

1993 年,美國空軍的訓練體制進行了改革,T-1A是美國空軍實行新的飛行員訓練大綱後交付的第一批教練機。

“比奇噴氣”400A公務機

日本三菱重工業公司,作為日本一家重要的飛機製造商,曾經與另外幾家公司一同研製了該國二戰之後首架民用飛機YS-11。該公司於1960年開始研製的MU-2雙發渦槳飛機的後期型號分別被稱作“寶石”、“鑽石”。兩者的機翼、機身和尾翼由三菱重工生產後運到美國,與當地生產的發動機、螺旋槳、電子設備等一同總裝。 從1967年起,三菱重工在美國成立的三菱飛機國際公司負責飛機銷售業務。之後,三菱重工開始研製其首款安裝兩台普拉特·惠特尼加拿大公司的JT15D-4渦扇發動機的MU-300“金剛石”公務機。該機於1978年8月在日本完成首次試飛後,其中的兩架原型機於次年被運往美國,由其在美國的子公司負責試飛。該機於1981年11月取得美國FAA型號合格證。1983年8月31日,三菱重工宣布將“金剛石”I 型改為標準的生產型即“金鋼石”IA型。緊接著,三菱重工開始研製“金鋼石”II。首架原型機於1984年6月20日進行了首次試飛。1985年1月28日,第一架生產型首次試飛,4月30日獲FAA型號合格證,6月開始交付使用。

1985年12月,以研發小型渦輪螺旋槳飛機著稱於世的美國比奇飛機公司(1994年併入雷神飛機公司)從三菱 重工業公司和三菱飛機國際公司買斷了“金鋼石”II的專利。比奇公司在對飛機的內部進行了重新設計,增加了提高航程用的燃油箱和尾錐行李艙,並選用新型電子設備後將之改稱“比奇噴氣”。第一架完全由比奇公司生產、裝配的飛機於1986年5月19日出廠,一個月後即開始交付使用。1989年9月22日,生產型的“比奇噴氣”400A完成了首次飛行。次年6月20日獲得FAA型號合格證,11月開始交付。

選擇“比奇噴氣”400 的緣由

經濟性

“比奇噴氣”400A之所以能夠被美國空軍選中的其原因是該機在行將定型之際,恰逢美國空軍因T-38短缺、國防預算裁減,正在為培訓運輸機、加油機飛行員物色替代飛機。如果研製新型的傳統布局的軍用教練機,將因經費有限導致裝備數量嚴重不足。例如,一架MB339C的出廠價格為500萬美元,“阿爾法噴氣”2的單價是700萬美元,“隼”100的單價為850萬美元,而美國海軍在90年代中期開始裝備的T-45C的單機價格已經達到2630 萬美元,而T-1A的單價只有410萬美元。也就是說,採購一架T-45的花費,足夠購買6架“樫鳥鷹”。假如使用由波音737-200改裝而成的T-43,或由灣流公務機改裝成的教練機,則會因機體較大,起飛重量較大而加大使用成本。這些均為“比奇噴氣”400A被軍方選中創造了條件。從美國海空軍裝備史看,已經為軍方提供飛機及相關係統的製造商,容易再次在軍方裝備採購計畫中中標。比奇公司曾經為海空軍提供了由“空中國王”系列和比奇1900C飛機改裝的C-12系列小型軍用飛機。儘管當時美國海軍有使用賽斯納飛機和灣流飛機的成功經驗,但是海空軍之間存在的矛盾,使美國空軍很難選擇海軍正在使用的任何軍用飛機。當然,空軍選擇“比奇噴氣”400A的最主要原因,還是因為使用該機所能產生的效果。

操作性

T-1A儘管採用雙人駕駛駕駛體制,但只需一人就可正常駕駛飛機。因該機擁有足夠的航程與留空時間,在正常情況下,一名教官至少可以帶飛4名飛行員在一次飛行中輪換練習駕駛技術。較之傳統的雙座教練機,培訓效率大大提高。T-1A的飛行性能、飛行包線等接近噴氣式的運輸機和加油機。與傳統的串列或並列雙座教練機不同,該機的人機界面與運輸機、加油機有著很大的共通性,減少、甚至消除了學員今後駕駛大型的運輸機、加油機的生疏感。

總體布局與設計特點

“樫鳥鷹”教練機的翼展為13.2米,機長14.75米,機高4.19米,最大起飛重量只有7,157千克。比之於要服務的機體碩大的加油機、運輸機等對象,甚至是重型戰鬥機等,該機可謂是體態嬌小的空中精靈。作為由公務機改進而來的教練機,除了個別地方被適當改動外,T-1A最大限度地保留了“比奇噴氣”400A的全部特徵和設計。

布局

T-1採用尾吊雙發、下單翼、T形尾翼的常規布局,而與多數雙座軍用教練機的外觀有著很大不同。該機座艙前有兩片較大的擋風玻璃,兩側有較大的側窗,前向和側向視野良好。卵形橫截面的機身長13.15米,採用了半硬殼式破損安全耐疲勞增壓結構。帶有上反角的懸臂式下單翼採用三菱重工業公司計算機設計的翼型。1/4弦線後掠角20°,展弦比為7.8,淨面積達到22.43平方米;相對厚度在翼根處為13.2%、翼尖處11.3%;翼根安裝角3°,機翼負扭轉角6°30′。機翼被設計成化學銑切的鋁合金蒙皮結構。每個機翼有兩個腹板式盒形主梁,形成一個整體油箱。機翼後緣是幾乎全翼展的富勒襟翼,在其前端有幾乎與其等長的窄弦擾流板,用於滾轉操縱,也可作為減速板使用。每個後緣襟翼的外側有一個小型副翼。機翼前緣有熱空氣防冰裝置,在靠近翼根處有一小型翼刀。具有較大後掠角的垂直尾翼前緣為小型背鰭,與其圓滑過渡,方向舵上有可調調整片。高置可變安裝角的平尾翼展5.0 米,與垂直安定面形成懸臂式T形尾翼。其形狀、結構與機翼基本類似,只是後掠角更大。機身尾部靠近垂尾處有一對細小的邊條,尾錐下面有一狹長帶切角的腹鰭。

T-1A採用液壓可收放的前三點式起落架,主輪距2.84米,前主輪距5.86米。前、主起落架均為單輪結構並帶油-氣減震器,安裝有固特異公司機輪和剎車裝置。主起落架向內收入機身,可轉彎操縱的前起落架向前收起。有應急自由下落放起落架的裝置。因起落架支柱較短,使機身在地面停放時距地面較近,可方便地勤人員日常維護。

設計變化

T-1A與“比奇噴氣”400A在外觀上最明顯的不同是,舷窗由原先的12個減少到6個(首批交付的型號為8個)。其他在外觀上的不同之處包括:T-1A位於前機身左側的登機門和右側的逃生艙門沒有舷窗,而民用型號則有舷窗;T-1A還在機頭右側增設了冷空氣進口。

T-1A 的內部變化有:加大了燃料的攜帶量;機翼前緣和擋風玻璃按照軍用標準得到了加強,以經受鳥撞帶來的損傷;為了減少維護需求,飛機上配單點加油系統;機頭的航空電子設備被移至座艙內。

動力裝置

T-1A安裝的JT15D-5B渦輪風扇發動機,長1600毫米,直徑686毫米,乾質量為288千克;單台最大連續推力12.9千牛(1315 千克),起飛耗油率為0.562千克/牛頓/小時。與民用飛機和T-400不同的是,為了降低採購成本,減少維護工作量,絕大多數的T-1A在交付時發動機短艙都沒有安裝反推力裝置。

JT15D是普·惠加拿大公司研發的中等涵道比、小推力的雙轉子渦輪風扇發動機,推力範圍在 9.78~14.18千牛,主要供小型商業飛機和公務機使用。截至2004年底,已經生產了1/1A/1B、4/4B/4C/4D、5/5A/5B/5C/5D/5F三大系列,總計5997台。除“比奇噴氣”400系列和“金剛石”系列外,使用飛機主要有:賽斯納公司的“獎狀”系列(含T-47教練機)、雷神公司的“霍克”400XP、威遜艾爾公司的VA-10“優勢”、法國宇航公司的SN601“帆艦”,以及義大利SIAI-馬歇蒂公司的S.211高級教練機和美國的X-47無人機等。

JT15D-1於1966年6月開始設計,其設計目標是使用最少數量的旋轉部件,污染排放物少、噪聲低,易於維修和翻修間隔時間長等。設計人員利用美國普·惠公司在JT9D高涵道比渦扇發動機的研製經驗和該公司對高增壓比離心式壓氣機長期的研究成果,使發動機具有國際先進水平,且縮短了研製周期。以壓氣機為例,設計人員為JT15D選用了一級鈦合金離心式壓氣機,壓比5.22,轉速32760 轉/分。對於小尺寸的壓氣機而言,單級離心式壓氣機具有結構簡單、外形短、重量輕等優點,其效率要高於軸流式的壓氣機。目前,該型發動機仍在改進、生產之中。其中:JT15D-5已經使用了具有更高的增壓比和更大流量的新型風扇,高、低壓壓氣機、高壓渦輪轉子和控制系統等都得到了改進。

T-1A所用JT15D-5B發動機,於1990年取得適航證。該型發動機保證了T-1A在8840米高度時,最大平飛速度達到854千米/小時,在11890米的巡航速度為828千米/小時,實用升限12495米,4 名乘員和最大內部燃料時的航程為3575千米的飛行性能。

飛行員訓練體制

從20世紀60年代開始,美國空軍航校的訓練體制一直採用三機三級制:篩選和初級訓練飛行14小時,採用活塞式的T-41;基礎訓練飛行81小時,使用T-37噴氣式教練機;高級訓練飛行120小時,選用T-38超音速教練機。學員在校時間約一年,飛行訓練時間215小時左右。此後的基礎改裝訓練,還要在T-38教練機上再飛30小時。接著,畢業學員使用F-15B/D或F-16B/D等型雙座戰鬥機,完成50多小時的作戰改裝訓練。

上述訓練體制和相應的教練機都是針對戰鬥機飛行員設立的。美國空軍飛行學員在使用T-37完成基礎訓練後,將分別使用T-38、T-44或CT-12、UH-1等飛機、直升機進行戰鬥機/轟炸機、運輸機/加油機、螺旋槳飛機和直升機專業的飛行訓練。之後,方能成為正式的飛行員。

1993年,美國空軍的訓練體制進行了改革,駕駛噴氣式運輸機、加油機的學員要在完成T-37(現在是T-6A)基礎教練機的飛行訓練後,再駕駛T-1A,進行為期120個訓練日,共飛行61架次104小時的飛行訓練。因此,T-1A便成了美國空軍實行新的飛行員訓練大綱後交付的第一批教練機。

技術數據

最大起飛重量:7,157千克

最大平飛速度:854千米/小時(高度:8840米)

巡航速度:828千米/小時(高度:11890米)

實用升限:12495米

航程:3575千米

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