主题：【原创】茗谈-189：九年为期 -- 本嘉明

（二）

掌声中，王总走上台，手持话筒：“今天这个会呢，也算是吐槽大会。我们同二院的合作呢，是愉快滴，富有成果滴，但也是曲折滴。老肖我不是要批评你啊，你们二院不能老是出奸商，一步步把我们往沟里带啊……”

当初，本嘉明找到王总，提出的合作方案，比较吸引王总。

1970年代，西德作为美国的变相殖民地，已经失去了研发战斗机的权力，但还勉强保留对其他辅助飞机的研发实力。1977年，莱茵飞机制造有限公司（RFB）的“风扇教练”（Fantrainer）初级教练机首飞，并获得了美/西德军方试飞员的好评。

当时设计的这款，今天定名为Fanjet-400，在竞标中击败了瑞士名牌教练机PC-7。但西德空军已经承诺采购美国战斗机F-4和F-104，德国飞行员必须使用美国空军的教练体系，在美国受训。所以一开始只有泰国订购了47架作为F-5战斗机飞行员的先导教练机。

“风扇教练”新开发款是Fanjet-600，在机身的涵道风扇前方，安装了一台罗尔斯·罗伊斯-艾里逊250 C30涡轴发动机（也是当时北约现役军用直升机用的发动机，650轴马力），应该是比FJ-400的动力更强劲了。2010年前后，一家新公司——风扇喷气公司（Fanjet）买下了RFB品牌和“风扇教练”飞机的所有专利和EASA/FAR23认证，以及一架生产标准验证机。在德国腓特烈港举办的2011年通用航空器展上，风扇喷气航空有限公司重新推出新款“风扇喷气600（FJ-600）”教练机。

王总本人是试飞员出身，因此在访问欧洲时，有机会亲自试飞了FJ-600。

全世界现役的初级教练机都是“单螺旋桨（机头）拉动”模式，因为便宜适用。但是单螺旋桨拉动，有两个独有的缺点。一，飞行中随着飞行员把油门杆前推，飞机开始加速，突然增加的螺旋桨扭矩会抬高机头并使飞机向某一侧产生偏航，飞行员不得不蹬舵来修正航向。虽然老牌飞行员在驾驶螺旋桨机时能轻松保持水平直飞，但此刻的操纵手势和驾驶喷气式飞机截然不同。像PC-21和巴西的“超级巨嘴鸟”等现代螺旋桨教练机，机载电脑有“自动偏航补偿功能”，能减少改变飞行速度过程中出现的这些副作用，但无法根除。而养成这样一种下意识手动纠偏手势习惯，对于学员日后改飞喷气式飞机是很不利的。

其次，由于学员的正前方有发动机和螺旋桨，因此前方视野不够干净（机头庞大，下视角偏小），而且有噪音和震动。

FJ-600奇葩（优秀）的地方就在于，恰恰根除了这两个缺点。

飞行教官的身后是涡轴发动机，发动机后面是风扇单元，油箱在机翼里------布局就这么简单。所以西德空军和德国汉莎航空，后来都采购了一些FJ-400，用于培训喷气机飞行员。

坐进这架飞机，就感觉坐进了歼-10A，由于机头窄小，前座飞行员的视野极好，再也看不到螺旋桨桨叶。座椅的高度和其他姿态都可以电动调节。

在跑道上加速到全功率滑跑，由于没有螺旋桨扭矩效应，机头始终正对跑道中线。起飞后，收起起落架和襟翼，飞机的爬升率能达到近16米/秒。在1000米左右高度上平飞，只需要保持60%的功率值，就能维持330公里/小时的速度，油耗仅仅140升/小时，而且烧的是大路货JET A燃油。

在2000米高度上，用80%功率，能维持300公里/小时的平飞速度。开始一个水平转弯，结果在3G过载下，70°坡度角，放慢到240公里/小时，在20秒内完成了360°大回环。

为避免发动机和风扇负荷过度，仅仅保持80%功率，在330公里平飞速度下，进行各种战术动作，包括桶滚、筋斗等等，操控都令人满意。蛤壳式减速板安装在风扇罩两侧，通过油门杆上的拇指开关操作，可以开闭。由于减速板靠近重心位置，所以刚打开时，飞机不会出现明显的俯仰波动。

FJ-600翼展9.7米，机身长9.5米，最大飞行速度360公里/时，失速速度约150公里/时。这架飞机自重很轻，翼面载荷仅仅165公斤/平方米，教练机在低空飞行中比较容易遭遇近地热气流而产生颠簸，轻巧的飞机为飞行员提供了良好的乘坐舒适性和（作战时）瞄准稳定性。学员座的前上方视野远好于所有其他款“机头螺旋桨教练机”，感觉更接近一线喷气战斗机。这在飞“导航/瞄准航线”科目中，可以强化学员的态势感知，也有助于防止空中相撞。

一个小时的训练飞行（含一个起落）耗油100升，与“阿尔法喷气飞机”或“巨嘴鸟”教练机相比，FJ-600的节省是显而易见的，毕竟巴西巨嘴鸟的发动机功率是1600马力，喷气机就更不谈了。

总之，FJ-600性能上比较像一架使用单台涡桨-9（约620马力）为动力的“新初教”。它的优点是：

一，由于涵道风扇用了多个叶片（往往是7-13枚叶片），而其他教练机的机头螺旋桨常常只有三个叶片，因此要发挥类似的推进效果，涵道风扇只需要更短的桨叶。假如新初教用涡桨-9为动力的话，配套的螺旋桨桨叶直径大约会是2.6到2.75米；而FJ-600的风扇桨叶直径大约是1.2米。桨叶短，作战飞行中敌方雷达就不容易发现我机，加工/维护也更方便。

二，涵道风扇，在桨叶外包有涵道壁，既能减少风扇噪音，也能阻挡敌防空导弹。目前多数防空导弹都是近炸引信，在目标飞机近旁爆炸，炸成大量碎片杀伤飞机，涵道壁能阻挡破片打伤桨叶。而且地勤人员在地面试车时，也非常安全。

三，凭以上强调的两大优点（机头无桨叶，以及任何转速下都没有偏航问题），再加上一个设计得比较时髦的（仿歼-10）全玻璃座舱的话，它完全可以“高仿”一架喷气教练机。以FJ-600作为初教机，学员之后换装教练-10（L-15）高教机会比现在的任何一款螺旋桨初教机更平顺，完全不再需要飞K-8作为过渡。

四，它使用涡轴发动机。陆航和海航装备有大量直升机，直升机都用涡轴发动机。因此FJ-600在地勤上，非常容易与直升机大队融合，大大简化部队的后勤压力。

五，短跑道起降性能优越。

六，使用活塞发动机的初教机，烧的是航空汽油，产量少成本高。涡轴发动机烧Jet A航空煤油，使用领域广（民航通用），民间存量大，战时容易补充。

它的缺点是：

一，动力值仍然偏低，加上涵道风扇固有的弱点（涵道壁增加死重，叶片转速的要求比较苛刻），因此飞行特性比较“面”，不够泼辣。最大平飞速度只能保持在360公里/小时上下。

二，设计理念与世界主流初教机不同，不易吸引保守的军方来订购。

由于试飞后对这款飞机印象深刻，王总同意与二院合作，使用国产涡轴-8G发动机（功率600KW，约700轴马力）研发一款“中国的FJ-600”。由于两者发动机功率接近，因此“初教-8”研发的风险不大(必要时还可以高薪聘请德国专家加入)。

（三）

本嘉明则是从理论角度分析Ducted Fan。

现有靠螺旋桨拉动的飞机，螺旋桨在机头或机翼前方，我们称为自由螺旋桨。自由螺旋桨的运动分解为水平运动（前后变距）和旋转运动。螺旋桨运动时，阻力有空气摩擦阻力、诱导阻力等，当桨叶旋转到最快，叶尖处速度最高时，诱导阻力最大，噪声最大，这是自由螺旋桨动力效率低的主要原因。

自由螺旋桨是悬臂梁结构杆件，旋转中在气动作用下，叶尖处会变形，导致效率进一步恶化，这是限制螺旋桨高速运动的瓶颈之一，是螺旋桨飞机及直升机速度限制的主因。

涵道风扇则相反，由于叶尖处受涵道环轨限制，使用中冲击噪声减小，诱导阻力减少，因而工作效率较高。在同样功率消耗下, 涵道风扇较同样直径的自由螺旋桨，会产生大得多的推力。同时由于涵道的环括作用，整体结构紧凑、气动噪声低、使用和维护时安全性好。

但为什么60年前，莱特的徒子徒孙们没有普及开来，都这么做呢？

因为涵道风扇要达到完美的工况，要求叶尖和环轨间的间隙要非常小（翻译成白话：这么大一个呼啦圈，内圈必须是一个完美的圆，还不能在高速飞行中变形或颤震），而且这类飞机越到现代，风道的三维形状设计越复杂，叶片还要求能维持高转速和对振动的尽可能弱化。

这放在以前，从材料科学到高速计算机的运算能力，都无法达到这些苛刻的顶层设计要求。但今天就不同了。

事实上在今天，无电刷涵道风扇一直是（无线电遥控）航模飞机的动力系统的一个好选择。飞腻了螺旋桨航模的爱好者，在升级到昂贵的涡喷动力航模飞机前，都会先玩一玩涵道风扇航模，因为电驱动涵道风扇航模的飞行速度/舵控手感/降落技巧，高度类似喷气式航模（是不是跟飞行员培训进阶很像啊？）。

那么，一个自然而然的问题是：能否把涵道风扇航模飞机放大，变成有商业价值的无人机，甚至放大为有人驾驶的飞机呢？还真有。

这架飞机就是捷克Skyleader公司制造的UL-39 ALBI。

这是一架使用全碳纤维材料制造的超轻型飞机，空重320千克，翼展7.2米，巡航速度260公里/小时，内油100升，足以让飞机滞空2.5小时或飞行550公里。该机于2016年4月首飞，其气动外形照抄捷克著名的AERO L-39“信天翁”高教机。

这么看起来，它不过是再小一码的FJ-600? 非也非也。它的奇葩点在于动力，是一台四冲程直列四缸水冷发动机，从BMW超级摩托车BMW S1000RR上“拆”下来的专属发动机，该发动机排量999CC，13000转/分时能爆发出193匹轴马力（142KW）的峰值功率。

用这台本来习惯趴地吃土的“土味发动机”，驱动一个13桨叶的涵道风扇，UL-39最大平飞速度也能达到300公里/小时，失速速度仅仅65公里/小时。

这台土味发动机太猛，需要水冷散热，因此这也是一架当今已经很罕见的，自带水族馆的飞机。水冷散热器安装于尾喷管下方，利用进气道歧管带来的气流散热。

整套涵道风扇系统也采用碳纤维制造，为使涵道风扇保持最佳转速，S1000RR发动机必须持续运转在12000转/分的转速上。由于欧盟的法律限制，超轻型飞机被禁止使用靠热废气推进的动力系统（涡喷或涡扇），因此UL-39 ALBI成为了航空史上第一种涵道风扇的“超轻型飞机”。它面向私人航空和军用初级教练机市场，价格约20万美元(140万人民币)。鉴于是民用摩托车发动机，UL-39 ALBI的维护难度不算太高，至少国内各地的宝马4S店有希望hold住，假设两个座位里有一个不坐人，省出100公斤载荷改挂一个机枪荚舱，那就妥妥一款“P民的战斗机”。

因此，从以上两个实例看， “初教-8”是值得开发的。

目前正在向中国空军积极游说的“新型初级教练机”项目，是中电科芜湖钻石飞机公司从奥地利“拿来”的TA-20初级教练机（搭配成都赫尔墨斯公司SMART-210综合航空电子系统）。

TA-20就是奥地利钻石飞机公司最新一代双座型涡桨教练机DART-450。2017年，中国万丰奥特控股集团旗下的“万丰航空工业有限公司”全资收购了奥地利钻石飞机公司，奥地利钻石公司本不擅长设计教练机，但是看在奥地利跟瑞士也就隔个山包包的份上，他们公然山寨了瑞士Pilatus飞机公司的PC-7/9/21涡桨教练机机族，而美国空军曾以该机族为基础，针对美军需求，研制、装备了T-6“德州人”Ⅱ教练机。

上图：T-6A

是，PC机族是一批好飞机，但并非完美。初级教练机也不是什么高难度的玩意儿，机头螺旋桨布局对于训练学员的缺点，前文说得清清楚楚了，为什么芜湖钻石飞机公司直到今天还嫌自己不够土，不敢平视美国佬呢？

其次，DART-450教练机装备1台功率为369KW的乌克兰马达西奇公司AI-450S涡桨发动机，我们假设TA-20也照搬回来了这个配置方案------我谅芜湖钻石飞机公司也没有自行换一台国产发动机的更改能力和决心。这有两个问题，一，中国和乌克兰关于马达西奇公司，交恶了，乌克兰毁约(其恶劣影响，甚于以色列毁约不卖预警机)，中国要乌克兰赔35亿美元。那么这款发动机，你芜湖钻石飞机公司还拿得到吗？中航工业洪都公司曾引进雅克-152研制而成的初教-7，军机型号都给了，就是因为发动机受制于俄国，而迟迟没有去替换初教-6。二，就算拿得到，这台发动机仅仅370KW，而飞机尺寸基本与TA-20一样的瑞士最新一代PC-21，装1台功率1194KW的PT6A-68B涡桨发动机（TA-20空重1330公斤；PC-21为2280公斤）；巴西A-29B装备一台PT6A-68C，1196KW，空重3200公斤------这个空重，这个功率档次，才是未来“军用非喷气教练机”的大趋势！

这类“军用非喷气教练机”，已经无法单纯地视为传统意义的“初级教练机”（它只是动力部分还停留在“初级”档次），你可以把它类比为一台通话功能很水的智能手机。因为四代半以上的战斗机，每飞行小时的费用太高昂，因此不得不依靠地面的模拟训练器来分担“新手训练以及老飞行员维持战斗技术水准”的任务。但地面模拟器不但很贵，而且无法逼真模拟翻筋斗/加速时的贴背感、过载的晕眩等现场感觉，所以再怎么“沉浸式模拟”，跟坐在真飞机里飞行，还是很不一样的；过于依赖地面模拟训练，甚至可能直接导致飞行员面临实战时的心理不适。所以，未来即便是某些螺旋桨推进的教练机，航电设备的配置也有很高的要求，包括3台大尺寸多功能显示器和2台辅助飞行显示器，以及1部平视显示仪，甚至还有侧杆操纵（J-20就已经换为侧杆了）------至少你要跟教练-10的玻璃化座舱，尽量接轨吧。这就是螺旋桨教练机越来越重（仪器增加），发动机功率越来越大（耗电巨增），整机价格越来越贵的根本原因。

中国空军现有的教练体系分“三级五阶”，“三级”是院校训练、基地训练、部队训练；而“五阶段”是基础训练、初教机训练、高教机训练、改装训练、战术训练。其中，院校训练包括了基础训练、初教机训练、高教机训练共3个阶段，主要在飞行学院完成。

一，基础训练

二，初教-6

三，教练-8 (k-8)，高教机训练。

四，歼教-7、高教-9、教-10高级教练机，

五，学员分到部队，飞“部队训练机”如苏-27UBK、歼-11BS、歼-10S。

这里算算帐。

院校训练（第一，第二，第三级）: 单说最贵的K-8，2000多万一架，机身有8000-10，000个小时的飞行寿命。光算油钱和飞机折旧，每小时1万人民币，学员要训练一年。

改装训练（第四级）：时间也为1年，是飞行学院与航空兵部队的衔接阶段。

战术训练 (第五级)：分配到部队。

真正花钱的，是最后这两级。因为此二阶段，所驾驶的飞机本身贵了很多，发动机要频繁更换、机身每500飞行小时要大保养、(贴近实战的训练后)每个起落后都要换小零件、每次出动油耗惊人……而且训练中打掉的弹药，也开始变成一个费用大头了。这以外，还有各种人员的人头费。因此，一个学员到后期才发现培养失败，或者技战术水平不能较长久维持，都是国家的巨大损失。一个飞行员“三级五阶”的总开支，如果平均摊到终端战斗机的飞行小时上面的话，那么飞歼-10A，起跳20万/小时；飞su-35，40万/小时。

比如，八一飞行表演队的每个队员都累计飞了1300小时以上，就算他到了八一队后，自己的歼-10飞行时数只有300小时，在这个飞行员身上，其实已经烧掉一个亿以上了。

现在，中国空军陆续在各地试点改进，比如哈尔滨那里就在摸索新路子；海航的喷气舰载机飞行员，直接从高中生里选拔后一路自己培养，不再从现役战斗机飞行员里抽调。这个改革大潮中，我们估摸，中国空军未来应该还是向美军看齐。美军是这样的：

一，DART-450、PC-7/9/21、T-6A这类的涡桨基础教练机。

二，T-38、T-45、“鹰”、M346等喷气式高级教练机。

三，分到部队，飞现役战斗机。

因为美军的报名学员，在民间已经飞过小飞机，不必走中国的初教-6这一课。

因此中国未来的螺旋桨教练机，一个机身多种配置，通过出厂前安排不同档次的航电配置，一次性替代初教-6，K-8这两级，而不仅仅替代初教-6，是应该的；飞完螺旋桨教练机，学员们直接去飞教练-10（L-15）。最后，这款“高配航电版教练机”也是高级飞行员日常保持技战术水平的一个练手平台。

从这个角度讲，TA-20就有诸多的先天不足:

一，贵。奥地利原产DART-450的市场公开售价是310万美元，TA-20就算全国产，裸机怎么也要1300万人民币以上，再加上航电SMART-210，妥妥2000万人民币以上。这都还没算上火控雷达吊舱。从目前设计图上的这个动力配置看，这个贵，没有贵在刀刃上，未来没有升级余地。

二，假如现在就想换大一点的发动机，如何升级？因为中国还没有1200KW级的涡桨发动机。

因此，本嘉明觉得这里有一个机会。

第一，假如高仿FJ-600的“初教-8”顺利首飞，那么研发队伍就基本掌握了FJ-600的设计要诀，而且这款教练机，作为初级教练机的性能，绝不比TA-20逊色。如果空军单纯想替换初教-6，此样机完全有资格参加竞标。而且“初教-8”改为V字双垂尾后，不但减少雷达发射面积，而且整机的尺寸更小，可以推入任何一个民用40英尺加高集装箱（40H）里隐蔽、转运。

“初教-8”能飞起来，那就过了第一关了，相当于当年吃透了米格-21，接下来才能势如破竹一路通关通到枭龙。

随后，本嘉明会要求王总变更设计，改为“初教-8A”。

“初教-8”的动力，是涡轴-8Z，是用于直-9C和武直-19的成熟发动机；“初教-8A”的动力，则改用涡轴-9，坊间传言大约1100KW，用于武直-10。此款发动机已经量产，品质应该过关了。

“初教-8A”的动力，比“初教-8”增加近一倍，这就迫使研发团队必须吃透FJ-600，说是在“初教-8”基础上做个改型，其实是全新设计，比如风扇桨叶的长度/厚度都要从头设计（粗略估计，涵道外直径要增大到2.2米左右）。这个研发，走通肯定不容易。但总的讲，仍然是FJ-600的按比例放大，研发路途稍稍崎岖，但从一开始就看得到成功的曙光。

第三步，则是从“初教-8A”，进化到“初教-2000”，改用一台涡轴-10。此发动机传闻功率为2000KW，用于直-20，目前已经可以稳定生产。这个发动机功率，比超级巨嘴鸟的1200KW还要大，好处是为该款飞机未来30年的升级，留出了功率空间；而且机鼻内有空间，供电有保障，随时可以加装雷达或（前射）激光武器；坏处是作为螺旋桨教练机，肯定使用频繁，它的每小时油耗数会稍高。

这样模仿中国海军驱逐舰和航母的发展模式(小步快跑)，三级跳，嘴里嚼着一个（“初教-8”），筷子上夹着一个（“初教-8A”），碗里看着一个（“初教-2000”）。敢这么做的前提有两个：

一，FJ-600，已经在前方趟出一条路子，我方的研发风险并不太大。

二，中国的涡轴发动机，已经形成堪用的梯度系列。而涡桨发动机那条线，还一片歪歪扭扭呢（涡桨发动机，可以从涡轴发动机改型改出来，但发动机厂的产能就那么一块，就算及时改出来，先造涡轴还是先造涡桨呢？）。

这里，“我方的研发风险并不太大”，仅仅指“初教-8A”，因为从FJ-600的650轴马力，分两步走到“初教-8A”的1100KW（约1400马力），已经是一个大跨度，但至少还有希望，跳一跳摘得到桃子。

而“初教-2000”的动力达到2000KW，那对于涵道风扇部分，如何适配，是全新的考验。

我的建议，是共轴双桨，用两个“初教-8A”的涵道风扇，前后串用。这是否可行，还真不好说呢，因为没有先例。

当年Bell X-22A验证机，总动力共3800KW，平均分配到4个涵道风扇上，大约每个涵道可分到900KW，驱动一个三桨叶风扇，风扇直径2.13米。如果共轴双桨不可行，还是需要单一涵道，那脸盘子可就大了：

但，哪怕最后不得不止步于“初教-8A”，也已经是了不起的胜利。因为当代国外涡桨教练机（以PC-21和超级巨嘴鸟为代表），最大的毛病就是出厂价格太贵，明明各国空军都明白它的好处，但用不起的还是多数，不敢痛下决心采购。而中国陆航拿它们用于统一战争的话，一生产就得是600架以上，一切为了打赢，当然不计较小钱钱，况且造多了均价就能显著摊薄。等战争胜利，卸甲归田，空军/陆航/海航一瓜分，三兄弟齐齐鸟枪换炮，关老爷一离休，赤兔马拉犁，物尽其用，也顺便理顺飞行员培养体制，一步到位。

而且， 涵道风扇是未来（无碳排）电驱动私人飞机，以及垂直起降有人机/无人机的优先选项，把这个部分做好做精，也是一个民用航空器制造产业的制高点。

螺旋桨教练机航电高级化，其效益向上传递，意味着终端机（比如歼-20）的延寿，这将给三大空军（空军，海航，陆航）节省多少经费啊。