教練機是訓練飛行員從最初級的飛行技術到能夠單獨飛行與完成指定工作的特殊機種。無論是操作軍用或者是民用飛機的飛行員都需要經過一些相同的訓練程序,使用類似的教練機完成基礎飛行課程。
教練機是專門研製或改裝的飛機。訓練飛行員的教練機設有前後2個座艙或在1個座艙裏並排設2個座椅,有2套互相聯動的操縱機構和指示儀表,分別供教員和學員使用。
基本要求
在和平時期,教練機常常是空軍裏單一機種中數量最大的。教練機要求廉價、皮實、容易操縱,為了適合初學學員,需要容忍粗暴操作。
教練機還需要具有很高的出動率,好大量培訓新飛行員,所以需要運行成本低廉、維修簡單。這些要求實際上相當苛刻,使優秀教練機的設計相當不容易。
性能和等級
教練機對絕對飛行性能要求不是很高,最大速度、最大高度、機動性都隻要能達到中不溜就可以了,也沒有掛載武器的要求。教練機分初級、中級和高級。
初級教練機(簡稱初教)擔負新學員的最初飛行訓練任務,包括起飛、著陸、目視飛行等,還有一個很重要的任務就是篩選,鑒別出有前途的學員。
中級教練機(簡稱中教)用於訓練已經具有初步飛行技能的學員,用來訓練隊列飛行、儀表飛行等。
高級教練機(簡稱高教)是飛行學員的最後階段,用來訓練複雜氣象飛行、簡單戰術動作等。有的國家取消中教,隻有初教和高教。雖然教練機也用於訓練民航和通用航空的飛行員,教練機一般習慣上還是算作軍用飛機。
和所有飛機一樣,教練機可以是螺旋槳的,也可以是噴氣式的。初教通常都是螺旋槳的,而且采用活塞式發動機。中教有螺旋槳的,但一般已經不是活塞式發動機,而是渦槳發動機。中教也有采用噴氣式的。高教一般是噴氣式的。
推進形式的差異在很大程度上反應了初教、中教、高教的使命和使用習慣上的差異。初教最強調的是廉價、皮實,操作簡單,飛行性能特別溫和、穩定,還要具有很高的出動率。活塞式發動機在本質上和汽車發動機差不多,技術非常成熟可靠,經濟性也好,用於初教正合適。中教和高教對飛行性能有一點追求了,也要求和現代飛機的飛行特性相對接近,采用噴氣式推進就順理成章了。
發展曆程
過去,初教、中教、高教各居其位,也專心於訓練新飛行員,除了圖窮匕首見的情況,一般不參加戰鬥任務,在設計的時候也不考慮掛載武器的能力。
在20世紀60年代,歐洲時興起所謂“全程教練機”,希望用一種教練機完成從初教一直到高教的全部飛行訓練。這在經濟上可以減少機型,降低總采購成本;在技術上由於發動機和飛控的發展,初學的新學員也可以從相當先進的教練機直接入手。由於高教具有良好的飛行性能,賦予高教一定的戰鬥能力也成為一種時髦,成為所謂教練攻擊機。英國的“鷹”式和法德合作的“阿爾法-噴氣”都是這個時代的產物。
教練機不光承擔訓練任務,也將在戰爭時期作為對地攻擊機甚至簡易戰鬥機使用。從此,教練機的作戰能力成為教練機的設計指標的一部分,使得教練機的設計成為非常微妙的一個問題。這不是一個技術上能不能實現的問題,而是一個設計基準的選擇問題。換句話說,在技術上,教練機幾乎可以具有現代戰鬥機的一切能力,但這樣做將在經濟上使教練機喪失采購和運行成本低的特點。
另一方麵,五六十年代時,戰鬥機普遍達到超音速。為此,一些高教開始達到超音速,同時,戰鬥機開始裝備同型的雙座戰鬥教練機。
現代高性能戰鬥機在操控上各有特色,常規高教已經不足以訓練飛行員掌握安全操縱了,需要專用於換型訓練的同型戰鬥教練機。西方戰鬥機廣泛開始在裝備新型單座戰鬥機的同時,裝備雙座的戰鬥教練機。
除了航程可能略有損失外,戰鬥教練機通常保留戰鬥機的絕大部分飛行性能和武器發射能力,在戰爭期間可以作為戰鬥機使用,甚至利用其雙座可以減輕飛行員負擔的特點,承擔難度更高的對地攻擊或者空戰指揮任務。即使對於一般空戰,後座飛行員可以專心操縱雷達和觀察後半球的敵情,也可以減輕前座的負擔,增加空戰格鬥的勝算。
20世紀70年代後,蘇聯戰鬥機也開始依此辦理,為新研製的戰鬥機發展同型雙座戰鬥教練機。戰鬥教練機從上往下擠壓高教的空間,尤其是接近服役壽命尾聲而退出一線因而價格低廉的前高性能戰鬥教練機,也為高教設計增加了困難。
全程教練機在技術上沒有問題,但是在使用上出現訓練成本過高的問題,連減少機型、縮小教練機隊總規模都不能彌補。另一方麵,早期超音速飛行時的穩定性問題在飛控問題解決後不再成為問題,超音速飛行和高亞音速飛行在飛行技能上不再有本質的差別,超音速教練機的必要性消失了,同型戰鬥教練機可以承擔高級武器、戰術和超音速適應性訓練。教練機的發展再次進入困境。