K-8教練機

亞音速渦扇發動機噴氣式教練機

K-8教練機(中國代號:K-8,英文:Hongdu K-8 ,曾用代號:教-8,L-8),是中國航空工業洪都飛機工業公司(代號:320廠)研製的亞音速渦扇發動機噴氣式教練機。

作為新一代初級教練機,K-8教練機於1987年7月開始設計,1989年1月開始製造原型機,共製造5架機(3架試飛,2架用於靜力試驗) 。

K-8教練機採用兩側進氣、串列座艙、中等展弦比下單翼、正常尾翼和前三點起落架的布局。K-8是中國第一種對外轉讓飛機設計製造技術的機型,並出口巴基斯坦、埃及、緬甸等國。

發展沿革


研發背景

捷克斯洛伐克的L-29噴氣式教練機
捷克斯洛伐克的L-29噴氣式教練機
K-8(L-8)教練機,是中國航空工業320廠研製的亞聲速渦 扇教練機,該機可以用來完成空軍飛行員的全部基礎科目訓練和部分高級科目訓練。飛行學員只要經過短期訓練篩選,就可以在K-8上進行飛行訓練;飛行學員在K-8上完成訓練后,可直接駕駛殲-6、強-5、“幻影”Ⅲ、“幻影”Ⅴ等作戰飛機;這些學員再經過一段高級教練機的訓練,就可以適應F-16、F-18、“幻影”2000等第三代作戰飛機的飛行。
1968年,中國空軍曾從捷克斯洛伐克進口過4架L-29教練機,這種教練機具有飛行包線廣、綜合油耗低、續航時間長等優點,當時中國曾經嘗試在該機的基礎上自行研發初教-7飛機,但由於種種原因項目下馬。
但這種類型教練機的需求依舊存在,1982年航空工業部要求恢復噴氣式教練機的研製,320廠為此成立專案組,並將新機定名為教-8(當時稱為L-8),但由於後續經費無法保障,項目擱置。

巴方參與

K-8教練機試製樣機靜力試驗
K-8教練機試製樣機靜力試驗
由於巴基斯坦使用的美國教練機壽命到期,需要更換新機,通 過有關渠道表達了和中國合作研製教練機的意向。於是中巴兩國一拍即合,由雙方出資建立合資公司,巴方占股份的25%,並負責生產前機身等部位,而飛機的設計和主要生產都在中國,由兩國共同發展K-8“卡拉崑崙”(Karakorum)初級噴氣式教練機。
1987年5月,巴基斯坦國防部官員考察了洪都飛機製造公司(代號:320廠),詳細了解L-8設計方案,對戰術技術要求和主要技術狀態進行討論和確認,最後雙方簽署協議,明確1987年6月作為L-8工程的正式起點。1987年7月,L-8開始具體設計。1987年9月,在南昌召開了機載設備協調訂貨會,落實了訂貨技術條件並簽訂了合同。實際上,L-8分為國內和外銷兩個系列。外銷系列定名K-8,國內型號定名基教-8 。
鑒於L-8研製的目的是以滿足中國空、海軍訓練需要,同時兼顧出口。因此,洪都公司在抓緊與空軍聯繫進行方案設計論證的同時,中航技則在友好國家中積極爭取潛在用戶。巴方對L-8飛機設計方案沒有什麼不同意,但強調一定要用西方發動機,井對能在巴方生產這種飛機表示濃厚興趣。此後,中航技重點對巴方空軍和國防部進行了不懈努力。巴國防部同意出資參加教練機研製,總研製費2400萬美元,巴方出資25%,巴方投資分二期支付,同時再次肯定巴方有75架採購意向。

立項啟動

巴基斯坦空軍的K-8教練機
巴基斯坦空軍的K-8教練機
1986年8月21日,中航技與巴國防部簽訂了《中巴合作研製新一代教練 機總協議》,協議明確巴方參與L-8飛機研製,巴方投資600萬美元,合作生產中巴方工作量要佔25%, 巴方參與研製,為L-8批准立項起了重要的促進作用。1986年9月,航空工業部以航軍函(1986)824號文任命張彤為型號研製總指揮,童承祖為副總指揮,石屏為總設計師。1987年1月,航空部以航計1號文下達了L-8研製計劃。1987年4月國防科工委以(1987)計字431號文批誰L-8機作為出口型飛機立項研製。1987年8月,航空部以計函(1987)711號文件,向部屬有單位發出了“關於抓緊L-8噴氣教練機研製卜11的通知”。通知指出,“L-8研製是吸引外資進行整機研製的初次嘗試,它將對我部中外合資經營、設計、研製、生產飛機開創一條新路子。”要求各有關單位要打破過去依靠國家投資搞新機的老路,還決定將L-8列入部計劃管理渠道,至此L-8研製工作全面展開。
後來,巴基斯坦總統齊亞·哈克,與中國航空工業部部長莫文祥會晤時提議,為紀念中巴合作,取代表聯繫中巴兩國友誼之山KLAWQUELEN(喀喇昆崙山)字首,較練機代號由L-8改為K-8 。
中國航空技術進出口公司(簡稱:中航技)利用巴基斯坦空軍對教練機的需要,將巴方資金引入新型噴氣教練機的研製。從某種意義上說,中國在K-8上幾乎是沒花一分錢,但通過借船出海,卻收穫了數億美元的回報。

研製歷程

K-8教練機三視圖
K-8教練機三視圖
在L-8項目組成立之後,先後進行了CJ610-8A、JT15-4C/5和 TFE731-2A等3種發動機的選型,最終確定使用美國TFE731-2A發動機。
1987年10月,開始進行K-8飛機的風洞試驗。1989年1月31日完成詳細設計發圖。1989年1月,320廠開始製造K-8原型機,共製造了5架原型機(3架試飛,2架用於靜力試驗)。001號與003號原型機分別於1990年11月26日和1991年10月首飛。隨後15架預生產型開工,並在1992年7月首飛。
K-8教練機總數為14架的初始生產型計劃(六架給巴基斯坦空軍)在1996年底之前完成交付。然而,巴基斯坦在1994年決定生產的飛機不在國內服役。雖然最初的計劃涉及達到75架飛機用於巴基斯坦,在1996年初之前,據傳聞多達100架預期去代替陳舊的巴基斯坦CessnaT-37教練機。
1994年9月,巴基斯坦空軍接收了6架預生產型飛機。除巴基斯坦以外,K-8還成功出口到緬甸、尚比亞、納米比亞等國家。2001年K-8飛機研製獲得中國國家科學技術進步一等獎。

技術特點


總體設計

K-8教練機是全新設計、以外銷為主的飛機,其使命是執行承擔全 部基礎訓練內容和部分高級訓練內容,包括起落、空域特技、航行編隊、儀錶飛行、夜航、螺旋飛行等訓練課目,還可以擔負武器訓練任務並具有一定的近距離支援作戰能力。
該機採用兩側進氣、串列座艙、中等展弦比下單翼、正常尾翼和前三點起落架的布局。飛機全長11.6米,翼展9.63米,正常起飛重量3,700千克,最大起飛重量4,468千克,無副油箱航程1,400千米。
在研製K-8的過程中,320廠提出了高低速兼顧,良好的機動性能和失速特性,良好的視野和舒適的座艙環境等具體方案,並確定了走國際合作的路子。K-8在研製伊始就充分考慮到了照顧巴基斯坦空軍的使用習慣。飛機在配置方案中選擇了英國馬丁·貝克公司的彈射座椅、西方電子飛行儀錶系統、儀錶著陸系統、塔康導航系統等國際市場上的成熟產品,還與國外公司合作配裝了高效環控系統、排氣系統等。上述措施使得K-8研製比較順利。
K-8教練機高、低速兼顧該機速度從165-800千米/小時,有良好的操穩特性,機動能力強,留空時間長,起降距離短。飛機具有良好的失速特性,失速前有告警信號。

氣動布局

K-8與幾種外國教練機性能比較
K-8與幾種外國教練機性能比較
K-8的飛行性能優於國際同類教練機飛機性能的主要 指標(性能比較見右附表)。
K-8教練機採用簡潔高效的總體布局設計小后掠和后緣適當前掠的機翼布局,通過彎、扭組合設計,並與可產生升力貢獻的機身進行組合修形,應用自主開發的全機參數優選軟體經過4800多組參數優化、副機翼和3組尾翼,在風洞中2400多次選型和驗證試驗,獲得了簡潔高效的總體布局;控制了翼面的氣流分離,隔離了大迎角、大側滑角飛行條件下的偏離,取得了零速和大的負迎角狀態下穩定性,提高了大迎角機動飛行能力。
K-8可以進行尾沖、小速度定點急側轉和頂點速度為零的小半徑斤斗飛行。像尾沖這類大迎角機動動作為國內僅見,在國際上也只有少數高性能戰鬥機才能完成。K-8的尾沖機動為中國將來高性能戰鬥機實施高難度戰鬥避讓、反追擊機動提供了優良的訓練平台。K-8具有多種外掛組合,可進行攻擊訓練,並具有近距攻擊能力,優於國際同類教練機。
K-8飛機機身採用半硬殼式結構,主要材料為鋁合金,也有部分複合材料,採用損傷容限原則設計,充分注意了可靠性和維修性。機翼採用梯形布局的下單翼,機翼前緣後掠角為7度。尾翼由單垂尾和低平尾組成。

動力裝置

美國GARRETT公司TFE731渦扇發動機
美國GARRETT公司TFE731渦扇發動機
K-8教練機動力裝置為一台美國蓋瑞特公司生產的TFE-7 31-2A渦扇發動機,最大推力為16014牛,燃油消耗率14.21毫克/牛秒。發動機為單元體結構,最初周期性檢查間隔時間為600~1200小時,主要轉動部件低周疲勞循環次數為3000一12000次。發動機燃油系統的調節是通過一個數字現實的電子發動機控制裝置,來保證正常姍油調節,並有液壓機械式燃油調節和備份燃油控制系統作為應急之用。發動機具有獨立封閉式的滑油系統。K-8教練機的TFE-731-2A發動機凈重329千克,耗油率0.502千克/(千克力·小時)(海平面),最大起飛推力可連續使用。
K-8教練機後期採用烏克蘭AI25TL發動機
K-8教練機後期採用烏克蘭AI25TL發動機
洪都飛機公司在K-8最初計劃設計飛機包含採用重要的美國 的設備,其中有美國AlliedSignal公司(霍尼韋爾、Horeywell國際公司)TFE731-2A渦扇發動機和柯林斯/瑪格奈沃克斯航空電子設備。這一個計劃的發展在1989年6月之後被美國對中國的制裁中止。稍後K-8教練機改成採用烏克蘭製造的AI-25TLK渦扇發動機。

座艙航電

K-8教練機座艙
K-8教練機座艙
K-8教練機座艙中兩個座椅為串列階梯排列,採用馬丁·貝 克公司生產的MK.10L彈射座椅,也可使用國產的TY-7A穿蓋式彈射座椅;風擋為整體圓弧型,艙蓋採用側開式,駕駛員具有良好視野。起落架為前三點布局,液壓收放,前輪有轉彎裝置和液壓傳動電子防滑剎車系統。
K-8教練機配裝電子飛行儀錶通過數據匯流排,將塔康、儀錶著陸系統、大氣數據計算機、航姿系統、無線電高度表進行交聯,實行飛行民航綜合顯示。同時配備了備份飛行儀錶及VHF或UHF通信電台。K-8飛機座艙裝雙顯示器數據處理裝置和串列操作選擇板、甚高頻全向指向標/儀錶著陸系統、大氣數據計算機和標準盲目飛行儀錶等。
K-8的大型整體座艙蓋及穿艙彈射和良好的座艙環境氣密增壓座艙,配裝高效空調系統,能實現地面空調,在地面環境50℃的條件下,座艙溫度可控制在30℃以下。採用藍白光照明,有利於夜航訓練。座艙儀錶及操縱檯布局可與戰鬥機銜接。該機液壓剎車,配備電磁防滑系統能保證剎車安全、延長輪胎壽命。液壓系統驅動前輪轉向裝置,有利於飛機小速度滑行,小半徑轉彎。不用冷氣系統,由液壓泵和輔助電動泵向主液壓系統和輔助液壓系統提供動力源,可避免高寒地區冷氣結冰,又簡化了維護,減少再次起飛的準備時間。

維修外掛

K-8教練機
K-8教練機
K-8教練機研製中為進行全機可靠性、維修性設計編製了可 靠性和維修性大綱。飛行儀錶、起落架收放等重要系統進行了余度設計。全機共開設134個口蓋,口蓋總面積達22.4平方米,占飛機總表面的27.7%。其中機身口蓋103個,總面積為13.13平方米,占機身表面積的34.6%,58%以上口蓋為快卸式,提高了飛機維護的可達性、開敞性。可靠性、維護性設計,降低了飛機全壽命使用維護費用。
K-8教練機抗疲勞設計飛機目標使用壽命為8 000飛行小時,日曆年限20年。全機有五個外掛點,可掛裝航炮吊艙、訓練彈、250千克級炸彈、火箭、空空導彈及250升副油箱等。能完成攻擊訓練,並具有近距支援能力。

技術數據


K-8教練機參考數據:
機長11.6米
機高4.21米
翼展9.63米
空重2910公斤
最大燃油重量890公斤
最大起飛重量4686公斤
最大平飛速度800公里/時
最大升限12000米
最大航程1400公里
載彈量720公斤
機載武器可掛1具23毫米航炮吊艙、5個掛架可掛炸彈、火箭、導彈、副油箱、訓練彈等,每個掛架最多可懸掛250公斤重量

衍生型號


K-8除基本型外已開發了K-8J 、K-8E、K-8S、K-8P和K-8V等多種型號。

K-8J

基教-8(JL-8)教練機
基教-8(JL-8)教練機
K-8J研製之初,航空工業總公司稱其為教-11,后總參
命名為基教-8教練機,代號JL-8,在K-8系列中為K-8J,其實就是K-8的國內型。它是20世紀90年代後期裝備中國空軍使用的新型教練機,用於進行飛行駕駛術和戰鬥技術訓練,取代了殲教-5。學員經過基教-8教練機訓練后,再經過短期訓練即能使用航空兵主要作戰機種。
K-8J能在四種氣象條件下,按飛行訓練大綱規定的要求,完成起落、特技、儀錶、編隊、航行、攻擊和晝夜複雜氣象等課目的飛行訓練任務。
K-8J是以外銷型K-8為原准機研製的國內型基礎教練機,配裝國產發動機和國產設備。K-8J於1992年2月立項,1994年12月首飛成功,2004年7月設計定型,現已裝備我國空、海軍部隊。1997年10月完成配裝AI-25TL發動機的鑒定試飛,11月完成設計技術鑒定審查,同年12月空軍司令部、航空工業總公司批准技術鑒定。2003年11月通過配裝渦扇-11(FWS-11)發動機的基教-8教練機設計定型審查。2004年7月國務院、中央軍委產品定型委員會批准設計定型。

K-8E

K-8E
K-8E
埃及空軍的K-8E教練機
埃及空軍的K-8E教練機
K-8E教練機是K-8基本機的改型,動力系統與K-8基本
機相同,機械操縱系統增加了電動腳蹬調節機構,彈射救生系統使用馬丁-貝克雙零彈射座椅並與中國產氧氣系統相匹配,機載電子設備以E-FIS-86(T)電子飛行儀錶系統為核心,配備KTU709塔康、KNR634A儀錶著陸系統、GPS系統、ADF-462無線電羅盤、265無線電高度表、HZX-4A(1)航向姿態系統、SS/SC-5大氣數據計算機等系統,通訊系統採取雙余度設計,安裝了2套651全頻段電台。改進后的K-8E通信導航性能大大加強。
1999年12月27日,中國與埃及簽署了合作生產80架K-8E的合同,包括出口飛機散件和生產線,提供技術培訓和專家支持,並為埃方建立飛機研發中心和綜合後勤保障系統。合同總金額3.45億美元,是中國航空工業
新單機型出口數量最多、金額最大的合同,也是中國首次成套出口飛機生產線和對外輸出飛機設計和製造技術。
2005年,80架K-8E按合同要求圓滿交付。同年,中埃兩國又續簽了40架K-8E合作生產採購合同。2010年5月26日,中國和埃及合作生產的第120架K-8E軍用教練機交付儀式在開羅舉行,這標誌著中埃合作生產K-8E高級教練機項目順利完成。
K-8E合同被埃及總統穆巴拉克譽為中埃兩國在軍工領域合作的典範。K-8E工程被中國工程院評為建國以來重大工程成就之一。

K-8P

K-8P教練機
K-8P教練機
K-8P教練機是K-8基本型繼K-8E后又一次技術提升。K-8P的 動力系統、機械系統、彈射救生系統與K-8E相同,K-8P主要對機載及航空電子設備進行技術升級。取消了基本機的EFIS-86(T)電子飛行儀錶系統、150瞄準具、7L照相槍,換裝平顯多功能顯示系統。該系統除具備原EFIS-86 ( T)電子飛行儀錶系統的功能外,增加了內置GPS接收機,擴充了GPS導航、飛行員語音記錄、視頻攝錄等功能。平顯多功能顯示系統作為飛機的主導航、武器攻擊及訓練系統,具有綜合處理和顯示導航信息、系統狀態監控信息,具有武器選擇(導彈、航炮、火箭、炸彈及訓練彈)、攻擊方式選擇、視頻攝錄系統的控制與顯示功能;能夠記錄並回放飛行過程中平顯畫面及平顯外界背景的視頻圖像。GPS導航是飛機的主導航方式,具有自動和手動載入任務數據的功能。
2005年6月中航技公司與巴基斯坦空軍簽訂了出口27架K-8P的合同。
2006年8月中航技公司與迦納空軍簽訂了出口4架K-8P的合同。

K-8S

K-8S教練機
K-8S教練機
K-8S教練機是JL-8的改型機,採用JL-8的機身、機 翼以及K-8的平尾和垂尾,配裝AI-25TLK發動機和SAPHIR -SC空氣發生器,國產出口型,TY7A座椅,TKR123電台和WL-7BI無線電羅盤,腳蹬剎車代替JL-8的手動剎車,取消了空管應答機,座艙照明由JL-8的紅光改為白光,導光板文字及機載設備的標識由中文改為英文。在JL-8座艙儀錶基礎上取消高度指示器、故障設置器和高度預選器。
2003年6月,中航技公司與蘇丹空軍簽訂了12架K-8S飛機合同。

K-8V

K-8V變穩機
K-8V變穩機
K-8V變穩機是K-8的改型變穩飛機。該機具有三個自由度(俯 仰、橫滾、偏航),裝有二餘度數字式電傳操縱系統,保留了原機機械操縱系統作安全備份裝置它相當於一個空中試驗室,可用於飛行控制、飛行品質、人機工程、飛行模擬等項目的試驗研究。
試驗機於1992年立項,1997年6月首飛成功,1998年12月完成鑒定試飛投入應用研究。由於世界上只有美、英、法、俄少數航空強國擁有這項技術,因此K-8V變穩機的研製成功獲得2001年度“國家科技進步二等獎” 。

服役動態


委內瑞拉空軍裝備的K-8教練機
委內瑞拉空軍裝備的K-8教練機
K-8教練機也是中國最賺錢的一種機型,曾經出過給全球多 國,巴基斯坦首當其衝,緬甸,尚比亞,斯里蘭卡,埃及,委內瑞拉等多國都有K-8的身影。根據不完全統計K-8教練機已經賣出去200架之多!很多國家都用K-8充當對地攻擊機,並取得了不錯的戰果,從另一個方面肯定了這架飛機無論是操控品質還是易用性上都相當出色。
K-8教練機的外銷的單價是1000萬美元一架,按照這樣計算,K-8賣出200架是20億美元。
據美國《防務新聞》網2009年2月11日報道,委內瑞拉軍方表示,2010年1月,委內瑞拉將接收首批6架其從中國訂購的K-8教練機或輕型攻擊機。這些飛機將用於打擊毒品犯罪。委內瑞拉戰略司令部司令岡薩雷斯將軍(Jesus Gonzalez )稱:“2010年1月,我們將接收首批6架中國飛機,而到2010年中期之前,將會有18架這種飛機盤旋在委內瑞拉上空。”接著,岡薩雷斯將軍補充說,這種雙座飛機在被運到委內瑞拉之前,先要在中國接受委內瑞拉飛行員的試飛。俄羅斯、中國與白俄羅斯是委內瑞拉的主要軍用物資供應商。
K-8飛機一共出口了14個國家總計304架,並且在國外建立了3條合作生產線(巴基斯坦、埃及、緬甸)以及3條大修線(巴基斯坦、埃及、蘇丹)。K-8不僅開創了中國航空工業成套技術出口的先河,而且作為中國最能賺錢的飛機,近10年來K-8及其延伸系列產品的出口交付量佔到全世界同類教練機出口貿易總量的70%,按照外銷單價1000萬美元來算,K-8迄今已經為中國至少創造了30億美元的高額外匯量!

總體評價


埃及空軍的K-8E型教練機
埃及空軍的K-8E型教練機
K-8除多個項目達到國際先進水平外,還在中國飛機研製中創 造了多個第一,開創了中國自籌資金、中外合資開發研製飛機的先河:
第一個向國外(埃及及巴基斯坦)轉讓飛機設計製造技術;第一架中國自己研製的飛機,在國際航展上登台進行飛行表演;中國新研噴氣式飛機首先突破尾旋試飛;第一個在研製中全面推廣使用可靠性、維修性設計準則的國內機種;是中國研製的軍機中設計壽命最長的飛機;向埃及出口80架,合同金額一次達3.45億美元,是中國航空產品出口史上最大的一宗;在重要受力構件上大膽採用複合材料(全複合材料垂尾),在中國屬首例;在中國飛機研製中第一個積極採用數字化技術,起落架運動機構收放協調採用計算機模擬,取代傳統的實物模擬,全機外形採用計算機建模,取代傳統的理論模線;飛機彈射救生採用穿艙彈射為中國第一例。
K-8教練機已經發展成為一個家族,共出口200多架,還有多個亞洲、美洲和非洲國家感興趣,有的已開始採購、使用,市場預期會超過1000架。這是中國首次採用多方投資、國際合作開發研製,具有中國自主知識產權、面向兩個市場、產品和技術全面出口、出口量最大的第一款中國飛機。