弗兰德整流模块(意大利 M-346教练机)

Posted 2023-05-25

篇首语：一万年来谁著史，三千里外欲封侯。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了弗兰德整流模块(意大利 M-346教练机)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

弗兰德整流模块(意大利 M-346教练机)

M-346教练机是欧洲唯一全新研制的高级/战斗机先导教练机

M-346在西方市场的竞争对手T-50，点击图片进入T-50试飞报告

“鹰”128的设计过于老旧
为此意大利阿莱尼亚·马基飞机公司推出了M-346教练机，该机是欧洲唯一全新研制的高级/战斗机先导教练机，主要竞争对手是韩国航宇（KAI）的T-50“金鹰”和BAE系统公司的“鹰”128。
我有幸获得前往意大利评估M-346的邀请，看看这种教练机是否具备“从基础到OCU”的一站式训练能力，能不能缓解各国空军在第四代战斗机训练上面临的预算问题。

本文作者彼得·柯林斯在M-346后座
阿莱尼亚·马基公司是2003年7月阿莱尼亚和马基合并后的产物，是意大利航空航天和国防巨头莱昂纳多公司的分部。马基公司总部位于瓦雷泽的韦内戈诺，以生产教练机而闻名，迄今为止已交付了2000多架各型教练机，代表作有SF-260活塞初级教练机、M-311涡扇基础教练机和MB-339CD涡扇高级教练机。
M-346的历史可以追溯到20世纪80年代后期马基参与的欧洲新高教研究，这项研究最后导致了空重6.2吨并安装一台加力发动机的AT-2000方案（即MAKO教练机）的出现。但马基公司认为真正的教练机在重量上应该更轻，4.5吨左右更合适，并且需要安装两台非加力发动机并凭借先进气动布局来同时兼顾高速敏捷性和温和的低速操控性。于是马基在1992年退出欧洲教练机项目，围绕着两台发动机展开了自己的设计。事实证明马基的正确性，MAKO教练机在耗费了数百万欧元后最终不了了之。

欧洲MAKO教练机
雅克-130的意大利表兄
1992年底，马基与雅克夫列夫设计局走到了一起。当时雅克设计局正在为俄罗斯空军研制雅克-130喷气式教练机，因资金不足而走入困境。在俄罗斯空军允许外资加入教练机项目的前提下，雅克夫列夫设计局、“猎鹰”飞机制造厂、斯洛伐克PS公司与意大利马基飞机公司开始合作研制雅克/AEM-130教练机，马基获得了在西方市场上修改和销售该机的权利。马基建议以雅克-130的原始设计为基础进行研发，并从原先的基础教练机提升为高级/战斗机先导教练机。据马基公司的说法，与最初的雅克-130相比，M-346从内到外都是一种全新飞机。

雅克-130的早期设计
首先，M-346提高了机翼的安装位置，雅克-130原始设计由于机翼安装位置过低，在中到大攻角飞行时会出现遮挡平尾的问题。其次，M-346缩小了机翼前缘边条的面积并进行了重新设计，以提供可控涡升力。然后还在翼根处增加了两个小垂直翼面，在25-30度及更大大攻角下能“捕获”并控制前缘边条产生的涡流，让涡流对称且可控地流过机翼上表面。
M-346的机翼经过重新设计，翼根融入机身以改善沿翼展的载荷分布，此外还在全展长前缘襟翼上增加了一个锯齿。机翼的平面形状、从翼根到翼尖厚度分布、翼型、弯度都进行了优化，以便在从短距起降到亚音速机动，再到跨音速冲刺到超音速飞行（M-346的最大平飞速度为1.2马赫）的广阔包线范围内最大限度地优化升阻比。
M-346的单垂尾前移以增强大攻角垂尾操纵效率，并重新设计了发动机尾喷管，融入后机身以降低零升阻力。边条下方的进气口后移到翼根前缘并经过彻底重新设计，在整个机动包线内几乎都能保持高达98-99%的进气效率。在大迎角或超音速飞行状态下，边条下表面对进气的预压缩还提高了发动机效率。M-346采用两台霍尼韦尔F124-200发动机，单台推力2880千克，发动机具有全权数字发动机控制单元（FADEC）。M-346目前的进气口尺寸为未来的发动机升级留下了充足的余地，支持增推20%。

F124发动机

M-346重新设计了发动机尾喷管，融入后机身以降低零升阻力
雅克-130原始设计的尖锐“下巴”也经过了重新设计，外形更加圆润，除能缩小迎面面积、防止在侧滑中产生不必要涡流外，还能在机鼻安装一台雷达。M-346的机背布置了大尺寸减速板，同时增大了平尾致动器力矩以提高飞机的短距起降性能和失速后改出能力。M-346还在机鼻右侧增加了一个可拆装固定式空中加油探头。全机包括翼尖导弹滑轨在内有九个硬点，其中3个是可挂副油箱的湿挂点。
马基与雅克夫列夫设计局联合研制的雅克-130原型机RA-43130在1994年11月30日下线，1996年4月25日首飞。但随着亚洲金融风暴的爆发，俄罗斯方面的资金一直迟迟无法到位。到1998年10月，雅克/AEM-130项目已经变成由意大利公司主导。

雅克-130原型机RA-43130
俄罗斯空军坚持要求雅克-130生产型上安装独联体国家制造的零件，排斥西方产品，这让马基公司无法接受，于是在1999年12月解除合作关系。马基公司以7700万美元为代价从雅克设计局手中获得了该机的全套技术文件，双方开始各自研制雅克-130和M-346并进行了市场划分，雅克列夫的雅克-130面向独联体、印度、斯洛伐克和阿尔及利亚市场，M-346则面向西方和北约成员国市场。

雅克-130三面图

M-346三面图
数字化的M-346
M-346与雅克-130并不能被视为同一种飞机的两个派生型，虽然外形和尺寸基本相同，但内部则有着天壤之别，一个是全西方化标准，另一个则是全俄式系统。此外，M-346对无铺装跑道的起降要求没有雅克-130那么变态，没有复杂的进气口堵盖和边条上方的辅助进气口，主起落架也增高外扩以便在机腹挂载一个副油箱。M-346的其他不同还在于翼根保留了垂直小翼，平尾前缘也没有锯齿，翼尖挂架为垂直安装形式，垂尾根部有冷却空气进气口，发动机舱也比雅克-130稍长。

M-346结构图

M-346独特的翼尖空空导弹滑轨
2000年7月，马基选择霍尼韦尔F124涡扇发动机代替原来的DV-2S。2003年6月7日，第一架M-346原型机下线，并在2004年7月15日首飞。
M-346采用BAE系统公司的4余度数字化飞行控制（FCS），能自动控制副翼、方向舵、平尾和前缘襟翼的偏转，飞行员能手动控制的只有后缘襟翼。这套4余度飞控在失去两个通道后仍能保持安全的操纵能力。后座教官能对飞控进行设置，“降级”进入各种训练模式。M-346的座舱虽为中置操纵杆布局，但可以根据客户要求改为侧杆布局。

M-346的内部布置

雅克-130的内部布置

满挂武器的雅克-130，点击图片进入该机试飞报告
M-346的非加力发动机带来了低油耗的优势，在典型空战训练任务中，最大推力状态的M-346每分钟耗油率是50千克，可在训练区滞空18分钟，是开加力的T-50教练机的三倍。
和意大利空军MB-339C/D一样，M-346也具有嵌入式训练模拟（ETS）系统，能让M-346的学员在座舱中与计算机生成的虚拟敌军进行交战，让学员在逼真的训练环境中增强态势感知能力并熟悉战术执行、传感器管理和武器发射方面的操作。ETS系统可模拟来自机载雷达、雷达告警接收机、数据链以及各种空空和空地武器的信息。M-346、地面教室模拟器、操作和战术模拟器以及能与飞机联网的全任务模拟器组成了一套完整的综合化训练系统。

M-346的地面教室模拟器
M-346的基本空重约为4.6吨，两名飞行员加全内油的重量是2吨，此时干净外形起飞重量约为6.7吨。两台F124涡扇发动机最大总推力为5670千克，飞机在干净外形半油下的推重比大于1。这点成为M-346的一个巨大优势，安装单台F404发动机的T-50仅在开加力时推重比才会大于1，但耗油率大增，大幅缩短了滞空时间。M-346的最大满载起飞重量是9.7吨，与最大降落重量相同。
M-346可挂三个容量465千克的副油箱，此时最大速度限制在0.92马赫，使M-346的航程（10%备油）从2070公里增加到2850公里。飞机实用升限13700米，能在3.5分钟内爬升到12200米高度，初始爬升率107米/秒。M-346高空最大速度1.2马赫，1500米高度的最大速度为572节校准空速（1059公里/小时），最大过载+8/-3g，起飞滑跑距离约400米，降落滑跑距离约500米。

M-346可挂三个容量465千克的副油箱，此时最大速度限制在0.92马赫
该机飞控系统在整个飞行包线内都能实现无忧虑操纵，并具有抗尾旋功能，M-346可持续倒飞30秒。内油500千克时，该机的五边进近速度约为100节（185公里/小时）。
F124-200涡扇发动机具有双重冗余FADEC。座舱油门杆在90%NH（核心转速）的位置有一个弹簧销，此处代表最大军推，这种推力下的起飞滑跑耗时20秒，属于现代教练机的典型时间。全油门行程处是100％NH转速，代表加力推力，此时的滑跑耗时11秒，属于现代战斗机的典型滑跑时间。发动机具有自动重启功能，最大重启高度和速度分别是9100米和1马赫。
M-346在4600米高度和0.6-0.8马赫速度区间的最大持续载荷为+6g，此时转弯速率14.5度/秒，这个性能已超过许多战斗机。在这种高度上，开着加力的T-50只有在速度超过0.8马赫后才能在转弯速率上超过M-346。M-346的最大攻角40度，达到甚至超过大多数战斗机的极限，能让该机完成过失速机动。M-346的最大滚转速率230度/秒，并能在滚转中维持高达6g的过载。
双重系统
M-346的辅助动力单元（APU）可用于空气供应，启动机起动和提供28V直流电源，最大工作高度7600米。该机的每台发动机都驱动一台液压泵，向主要和次要飞控系统以及机轮刹车提供双路20.68兆帕液压。右发液压系统驱动停机制动、转向、刹车和起落架收放，所以左发在降落后可以停车。应急动力系统则与左发液压系统相连。
同样，每台发动机都驱动一台20kVA的115V交流发电机，通过左右两个变压整流单元输出28V直流电。前机身左侧在压力加油面板旁还有独立的交流和直流外部接地电源插座。
主轮刹车和前轮转向都是线传控制的，转向有高（滑行）到低（起飞和降落）两种模式可选。主起落架向前收入发动机舱，这与雅克-130向内收入机腹不同。M-346的主轮间距达到了慷慨的2.7米。起落架收回速度限制250节（463公里/小时）。由于M-346具有较低的进近速度并装备了碳刹车盘，所以无需再装备任何反推装置、阻力伞或机翼扰流板。
座舱盖铰链在右侧，电动开合，前后座舱被防鸟撞防爆透明玻璃分隔。座舱盖可通过爆炸分离系统从内部或外部手动抛弃，所以玻璃内侧没贴影响视线的微型爆破索，这点也和雅克-130不同。弹射时，弹射座椅顶部的冲角能穿破座舱盖实现穿盖弹射。弹射座椅具有自动顺序弹射和自动分离功能，后舱教官可控制前座的弹射。

座舱盖铰链在右侧，电动开合，前后座舱被防鸟撞防爆透明玻璃分隔
M-346航电的核心是两台与1553B数据总线连接主计算机，一台用于控制导航、武器、平显（HUD）和多功能显示器（MFD），另一台用于控制通讯/音频。前后座舱都有3个5 x 5英寸（125 x 125毫米）的多功能显示器，一个用于通讯/导航/敌我识别操作以及数据输入的前上方控制面板，一个衍射平显。座舱灯光兼容夜视镜，飞行员配有头盔显示器（HMD）。平显能显示来自前视红外吊舱的红外图像。马基公司表示可以根据客户要求定制平显和多功能显示器的显示符号，以及油门杆和操纵杆的外形，紧密匹配任何第四代战斗机。

M-346前后座飞行员佩戴的头盔显示器
马基公司认为双发教练机具有更高的安全水平，统计数据显示双发教练机每百万飞行小时损失一架，而单发教练机则是10架。M-346具有生命周期成本低、可靠性高、维护需求低的优点。
M-346的航电内置功能强大自测系统，并具有机载维护/疲劳数据记录仪，能让飞机在服役期间始终保持在可用状态。M-346大大简化了维护工作量，每飞行100小时后只需两名机械师进行8小时检查，每飞行500小时后才需要一个更大的维护队伍进行预防性检查。发动机热段每2000小时只需在机身上检查一次，冷段检查间隔4000小时，发动机大修视情而定，没有硬性规定。飞机每飞行小时的维护人时达到了惊人的3.5小时。
飞行准备
我们的短距起飞在马基公司的韦内戈诺工厂机场进行，即将驾驶的飞机是M-346 002号原型机X616。这架原型机还存在一些限制，如最大升限是12200米（生产型是13700米），高空最大速度0.85马赫（生产型是1.2马赫），低空最大表速530节（981公里/小时）（生产型是1059公里/小时），起落架限制速度200节（370公里/小时）（生产型是463公里/小时），所有外挂外形的最大攻角+20度（生产型是+40度），最大过载+7/-1.6g（生产型是+8/-3g）。
我的安全飞行员是奥林托·切库奈罗，他是马基公司的首席试飞员，负责M-346项目的试飞。他还是“台风”战斗机的试飞员，对M-346的座舱设计提出过很多有益建议。

这次飞行的前座是奥林托·切库奈罗
由于空中交通管制和飞机的限制，我们选择在空战机动训练中对飞机的操控性和机动性进行评估，并在降落前做一些低空高速飞行和目视降落航线。我们无法飞超音速，也没有时间对武器系统或嵌入式训练模拟系统进行评估。
切库奈罗坐在前座，我坐在后座教官舱。我曾飞过1200多小时“鹰”教练机，其中多数时间就是在后座担任教官。我想全程操纵飞机，但在爬进后座舱前已经没有时间去模拟器上熟悉座舱仪表了，现在就看M-346的座舱界面能有多友好了，我是否能轻松上手。
由于韦内戈诺的跑道较短，只有1420米，所以我们选择无外挂干净外形，装1.5吨内油。002号原型机内部安装了500千克重的试飞仪器，直接从AMX攻击机移植的起落架也比生产型飞机的重了100千克，加上我们两人后的总重量是7.7吨。当天室外温度是28摄氏度，无风，机场修正海平面气压1018豪巴，能见度8千米，薄雾，天空晴朗无风。飞行空域在东北方向，位于科摩湖周围的山脉上空，所以我们的最低安全高度是3000-4500米。
我从登机梯爬进座舱，据说生产型飞机原本打算和雅克-130一样在机身侧面增加一个登机梯，但不知何种原因没有实施。座舱盖是侧翻设计，进入座舱完全没有阻碍。座舱中的马丁-贝克Mk16弹射座椅很舒适，能电动调节，具有五点式安全带，完全不用担心负过载。座舱所有开关都位于飞行员的前半球，无需扭头寻找那些背后看不见的开关，如在弗兰德“蚊蚋”座舱里那些我始终没找到过的开关。

生产型飞机原本打算和雅克-130一样在机身侧面增加一个登机梯，但不知何种原因没有实施
座舱前面板上有三大型下视多功能显示器，图形符号清晰易懂，显示器周围分布了一圈用于菜单选择的边框按钮，这个布局和“台风”和“阵风”战斗机很接近。中置操纵杆的外形和“台风”的很像，握把高低经过仔细衡量以免遮挡中央显示器。油门杆装在座舱左侧壁上，貌似单杆实则是能单独控制左右发动机的双杆。油门杆沿侧壁轨道前后移动而不是传统设计那样呈扇形转动，这是一个很好的设计，解放了控制台空间。

座舱前面板上有三大型下视多功能显示器，图形符号清晰易懂
辅助动力单元（APU）控制的发动机启动很简单，发动机启动的旋转选择旋钮需要按下进入启动/选择位置，而不是通常的拉出，这能防止开关损坏。发动机启动后，我们必须等待大约12秒让机载制氧系统（OBOGS）上线。然后座舱盖就电控关闭，关闭过程分成两步，第一步是座舱盖在警告声中翻至座舱左侧边沿上方25厘米处，第二步是等待3秒后再完全放下并锁定，这能避免夹手指。
后座舱视野非常出色（当然前座舱更好），大型座舱盖的透明度很高，有时会给人带来没有玻璃的错觉。后座很高，几乎看不见前方座椅，玻璃内侧也没有破坏视野的引爆线，所以坐在后座的感觉就好像坐在单座座舱里。

后座舱视野非常出色（当然前座舱更好），大型座舱盖的透明度很高，有时会给人带来没有玻璃的错觉
飞行体验
我们在启动2-3分钟后做好了滑出准备，略微增加推力后就开始滑行了，而且在滑行中需要把油门收到慢车。M-346的滑行操纵精确，在把前起落架转向设置在低模式后也能轻松实现紧凑转弯，主起落架的碳盘制动效果犀利。

M-346的前起落架设计，由于降低了无铺装跑道的其将要求，所以可以设计得更加轻量化
起飞等待线上的检查包括把后缘襟翼设置到起飞位置（下偏20度），此时飞控会自动把前缘襟翼也设置在20度，然后推油门让两台发动机都运行在80%NH转速，然后加油门到100%并释放刹车。飞机快速加速，在耗时11秒滑跑400米后，以8度攻角和130节的速度（240公里/小时）升空（我拉杆有点晚，所以超过了115节的起飞速度）。

飞机快速加速，在耗时11秒滑跑400米后，以8度攻角和130节的速度（240公里/小时）升空
平显可以设置多种飞行航向标记（FPV），我们选择了爬升/俯仰角（CDA）。为了帮助飞行员进行精确俯仰操纵，平显的起飞模式画面中有一个额外的目标俯仰条，这在起飞拉起时很有用。我们在起飞后立即收起了起落架和襟翼，避免超过200节的限制速度，期间没有感觉到俯仰变化。

我们在起飞后立即收起了起落架和襟翼，避免超过200节的限制速度
起落架收起后，平显自动转为导航模式。我接下来做了一个转弯，飞机的操控感协调轻巧，如同战斗机一样，不仅让我想起达索“幻影”2000，这种战斗机的飞控是我飞过的所有战斗机中感觉最好的。
在9100米高度稳定下来后，我们获得了爬升到6100米的批准。在全推力和300节（555公里/小时）最佳爬升速度下我们达到了25度的爬升角度，但我在所有仪表上都没找到爬升率数值。此时座舱内部非常安静，操纵杆力恰到好处，向任意方向的偏离启动力都小于0.25千克。飞机的滚转速率高于200度/秒，可完成90度间歇精确滚转启停。

飞机的滚转速率高于200度/秒，可完成90度间歇精确滚转启停
此时飞控处于航线保持控制律，飞行员可以把CDA航向标记置于任何俯仰角度，然后松开操纵杆，飞机就能自动变速保持这个俯仰角度。我尝试在倒飞中把航向标记对准地平线，然后松杆，结果飞机就在无人操纵的情况下保持-1g平飞。
飞控在起落架收起、速度超过190节（351公里/小时）后就启动了自动配平功能，所以我在整个爬升过程和8800米高度加速到0.85马赫的过程中始终无需使用操纵杆修正。该机在任意轴向上的操纵都无需配平，如同战斗机一样。我在改变推力中也没有察觉到俯仰变化。由于飞机最大速度被限制在0.85马赫，所以我无法评价跨音速/超音速表现和操纵。
我急速俯冲到6100米准备做一些激烈的空战机动。我喜欢M-346的减速板设计，可以选择张开至最大60度的任意角度，减速板角度显示在起落架手柄上方的减速板/襟翼/起落架综合显示面板上。
滚转与快速反向滚转、大过载快滚、低速斤斗和大过载殷麦曼机动不存在任何不良操控或不连贯操纵。座舱除垂尾方向外的视野都十分优秀。飞行前我在模拟器上测试了失速特性，M-346在零空速、全副翼偏转、蹬反舵的情况下仍无法进入尾旋。

滚转与快速反向滚转、大过载快滚、低速斤斗和大过载殷麦曼机动不存在任何不良操控或不连贯操纵
在方向操纵上，这架飞机可以通过踩舵进行滚转，并可在侧风降落中进行超过12度的侧滑飞行，侧风极限30节（55公里/小时）。飞控完全消除了荷兰滚现象。
然后我们按照平显上的导航符号以超过500节（926公里/小时）的高速俯冲到460米低空，低空飞行稳定舒适，低空剩余推力充足。
我们以360节（666公里/小时）的一个5g转弯进入降落航线，把减速板张开最大角度。起落架放下后，空速降到190节（350公里/小时）以下时就需要手动配平了，这对于学员来说是一个必备功能，万一他们没看平显，也能从杆力变化中察觉到速度的变化。我在第三边检查了起落架和襟翼都处于正确位置，我以约150节（278公里/小时）的速度转入第五边，直到平显上显示出了攻角括弧（平显自动切换到降落模式），保持12度攻角下滑，然后减速到14度攻角和128节。

我们以360节（666公里/小时）的一个5g转弯进入降落航线
总体感觉
我在后座发现前座舱盖隔框遮住了接地点，不过切库奈罗说生产型飞机的隔框只有一半宽度。我把航向标记放在预计着陆点上，小幅增加推力以维持攻角，悬臂式主起落架接地时没有出现反弹。
我们完成了两次触地滑跑复飞，由于切库奈罗的麦克风出了问题，所以他决定降落。我们在全降落襟翼（前缘下偏25度/后缘下偏40）外形下以115节（213公里/小时）和13度攻角接地，滑跑600米后停止，没有大力制动。对于学员来说，驾驶M-346进行精确的降落航线飞行和接地很容易，完全适于基础训练。我们关闭发动机后还剩余600千克燃油，飞机在45分钟的飞行里消耗了900千克燃油。
马基公司声称M-346可以在每名学员的培训费用上节省大约200万欧元（250万美元），因为该机能大幅降低OCU训练的飞行时数，所以M-346的操作费用比英国BAE系统公司的“鹰”115高级教练机更便宜。