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高教机今年首飞?出厂? 连总统都搞不清楚…

高教机今年首飞?出厂? 连总统都搞不清楚…

蔡英文总统(前左二)到陆军官校主持三军六校毕业典礼,学生送上画作。 记者林伯东/摄影

继前天(6/27)出席国军将领晋任典礼后,昨天蔡英文总统又南下高雄凤山的陆军官校,参加三军六校(陆军官校、海军官校、空军官校、国防大学、国防医学院、空军航技学院)的毕业典礼。总统致词时也一如前日,历数过去三年来国防政绩,并再一次强调「会做国军的靠山」。

典礼后合影时,军方也很贴心,安排学生赠送总统一幅「Q版」漫画像。每年大合照之后,学生都会兴奋地将大盘帽抛向空中,庆祝终于毕业。以往这都是长官离席后的自发性活动,今年校方安排总统留在现场,观赏学生万帽齐飞的壮观画面。

致词时,总统介绍任内国防成绩提到,空军新式高教机的原型机,将在今年首飞。由于先前国防部与汉翔都曾公布,高教机原型机将于今年9月「出厂」,2020年6月首度升空试飞。难道总统的发言,预告高教机的进度提前?但现实上似乎不大可能。果然,等到府方发布总统讲话稿,高教机首飞就变成了「明年」。究竟是读稿时的一时口误?或是撰稿幕僚误以为出厂就是试飞,事后紧急订正?引发外界揣测。

高教机今年首飞?出厂? 连总统都搞不清楚…

总统蔡英文主持汉翔新式高教机宣告正式组装开架。 图/联合报系资料照片

「出厂」不等于「首飞」

每架飞机研发时,都会先製造「原型机」(prototype),经由实际测试,验证先前设计的可行性,并发觉原先未发现的毛病。等到相关问题获得解决,才会进入量产。

至于「出厂」(roll out),则是原型机组装完成后,首度对外亮相。如果飞机在典礼中,是以自身的引擎动力滑行而出,而非由外力拖曳,则会称为「热出厂」(hot roll out)。

出厂象徵的是原型机组装完成,距离真正升空还有一段时间,典礼的日期选择,公关考量往往大于技术性。以美军现役最强的F-22战斗机而言,其原型机YF-22是1990年8月29日出厂,9月29日第一次试飞;当时的竞争对手YF-23,是同年6月23日出厂,8月27日第一次试飞。国军现役的IDF战机,1988年12月10日出厂,并且由当时的李登辉总统命名「经国」,1989年5月28日首飞。

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美军F-22战斗机的原型机,机鼻装有如同避雷针的大型空速管,在量产型上就不复见,鼻锥雷达罩的形状也有差异。 图/美国空军档案照

原型机测试的原则是循序渐进,每次仅测试一个或少数几个项目。因此在第一次升空之前,会先在跑道上高速滚行,亦即加马力「助跑」,但试飞员并不将飞机带起升空。等到设计团队有信心可以升空,第一次试飞通常也不会收起落架,保持全程都放着轮子飞行,第二次以后再测试起落架的收放,测试无虞之后,再进行新的科目。

此外,由于原型机需要充分了解飞行中的各种资讯,因此飞机上的空速管(经常为于机鼻尖端)会特别粗大。等到开始量产后,空速管只需提供航速等基本资讯,尺寸就会明显缩小。

新款高教机 由双座经国号衍生而来

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空军新式高教机由中科院与汉翔公司研发製造,图为国製国造、现服役中的AT-3自强号高级教练机。 记者张弘昌/摄影

空军目前的战机飞官养成,首先是T-34螺旋桨初级教练机,练习基本的飞行能力;通过考验完训的学员,再分为「战斗组」与「空运组」。战斗组继续在官校飞AT-3高级教练机,训练时间约为110小时。完训后再到台东志航基地的第七训练联队,驾驶F-5E/F战斗机,练习各项对空、对地战斗科目,合格完训之后,才会分发到三种二代战机(F-16、经国号、幻象2000)的部队。

由于F-5战机与AT-3教练机,机体寿命都已经接近年限,因此早在马政府时代,空军就决定採购新一代的高级教练机。新教练机不但要取代AT-3,还要同时汰换F-5,同时兼任第二与第三阶段的训练科目。

为了维持航空工业能量,马英九总统时代就确定新一代高教机将採国造。不过马政府对「国机国造」的定义比较宽鬆,倾向于与外商合作引进成熟设计,由汉翔公司在台生产,以求来得及赶上F-5、AT-3的退役时程,并且减低风险。当时呼声最高的机种,是义大利的M-346教练机,除了义国空军,也已获得以色列、新加坡等国家的订单。

不过,2016年政党轮替,却使M-346的煮熟鸭子飞走。蔡政府决定,以现役经国号战斗机的双座型,修改为XT-5教练机(X代表实验之意,量产后会拿掉)。汉翔表示,生产66架XT-5的预算,仍可维持在先前「洋机国造」规划的660亿新台币範围内(最后实际预算为686亿,相去不远),等于研发成本都由公司吸收。不过由于研发需要时间,因此交机至少会比原规画晚两年,代表现役F-5与AT-3的整修、备料等,成本将有一定增加。

经国号变教练机 有什幺困难要克服?

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1956年,F-104A战斗机的原型机出厂:注意机身两侧进气口是封死的,这是因为其採用的震波冲击锥式进气口设计,当时仍属机密。 图/洛克希德马丁

经国号战机服役已经超过25年,机队也已经历过「翔展」改良,提升航电系统。经国号在接近音速阶段,拥有相当灵活的运动能力,不过为了迁就发动机推力较低,为了维持高推重比,机身比F-16还要小巧,导致油箱的容量不足,续航力在空军三种主力战机中是最差的,双座机因为座舱佔据较大空间,油箱比单座机更小。如今要改为教练机,提高续航力是首要之务,才能让学员在每趟飞行中,有充分机会好好练习。据传空军的要求是,在没有外挂油箱的情况下,要有2.5小时的续航力。

经国号使用两具TFE1042-70(美军编号F125)涡轮扇喷射发动机,总推力约为18000余磅。预期XT-5将使用无后燃器版本(美军编号F124),推力少了三分之一,因此无法超音速飞行,但是耗油量也明显减少。汉翔也将修改经国号的机翼设计,改採用较厚的翼剖面,在机翼内部就可增装油箱,进一步增加载油量。

不过,如果修改机翼的厚度,空气动力外型也将改变,造成的阻力或气流影响也将不同,必须重新进行电脑模拟与风洞测试,这些工作不可免会增加时间与研发成本。

此外,现代战斗机都採用「线传飞控」(Fly-by-wire),亦即飞行员扳动驾驶桿,其实不是直接影响机上各控制面,而是对飞控电脑下指令,由电脑去执行。由于电脑的操作细緻度,远比人体来得更精确,因此飞机的灵活度也比过去更高。不过线传飞控需要编写电脑程式,当年经国号设计时,此方面大量靠美国通用动力公司的协助。如今飞机的气动力外型、引擎推力都有所变化,控制程式当然必须重写。对我方而言,在技术难度与时间上,也都是相当的挑战。

总之,XT-5教练机是政府「机舰国造」政策下,唯一可在蔡总统第一个任期内看到初步成绩(原型机出厂)的计画。届时能否顺利「达标」,必然受到外界高度的关注与检视。

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