高级教练机在现代战斗机飞行员训练体系中具有重要地位。在高级教练机上完成的飞行训练时间约占全部训练时间的40%,高级教练机的列装数量也约占全部教练机的40%。
根据ForecastInternational的预测,未来10年固定翼军用教练机市场需求量为1550架,对应销售额171亿美元。
按照40%的配置比例,对应高级教练机市场需求620架,以平均每架1亿元人民币计算,市场容量为620亿人民币。
经过同国际主要先进高级教练机的对比,我们认为L-15的主要优势在于双发动机带来的大推重比和良好机动性,多用途改型潜力和略低的价格,而L-15的劣势主要在于人机界面相对落后,产品还未定型,缺乏品牌优势。
在国内市场同JL-9相比,L-15具有不可替代的技术优势,不考虑时间因素,L-15将是我军第三代战斗机的最佳配套高教机。忽略可以用JL-9进行配套的早期第三代战斗机,我军现有先进战机对L-15的存量配套需求预测为70架。
无论是国际还是国内市场,发动机都是L-15主要的发展制约因素,03架试飞情况、量产型号定型时间、配套国产发动机研制进展将是我们需要关注的重点。
教练机分类 教练机是为训练飞行员而专门研制或改装的飞机。飞行员亦称空勤人员,包括驾驶员、领航员、通信员、射击员、雷达员、电子设备操纵员空中机械员等。除驾驶员的训练需要专门的教练机外,其他空勤人员的培养大多是在相应的轰炸机、运输机或经过改装的专业教练机上进行。一般所说的教练机主要是指用于训练驾驶员的飞机,本文所讨论的教练机是军用固定翼教练机。
按照性能和在飞行员培训中的作用,教练机可以大体分为四类:
(1)初级教练机
主要用于初学者体验飞行,并掌握一些初步的驾驶术,如航线起落、空中飞行、简单特技等。典型的初教机有中国洪都的CJ-6、俄罗斯的YAK-52、美国的T-41、印度的HPT-32等。这类教练机多采用活塞式发动机作动力,但也有个别机型选择涡桨或小推力喷气发动机。初教机的特点是重量轻、速度低(最大飞行速度在200--400千米/小时左右)、起降距离短、结构和设备较简单、造价较便宜、安全性较好,易于操纵,适合初学者使用。
(2)中级教练机
主要用于飞行学员的基本驾驶术训练。中教机的最大飞行速度在400~800千米/小时左右。大部分中教机选用涡喷或涡扇发动机作为动力装置,如中国洪都的K-8、意大利的MB-339和S-211、日本的T-4、捷克的L-139、西班牙的C-101。但也有部分中级教练机装备先进的涡桨发动机,如瑞士的PC-9等。
(3)高级教练机
主要用于高级驾驶术训练和战斗技术训练,井可承担部分作战任务。该级教练机多为跨声速和超声速,动力装置多为涡喷和涡扇。如中国洪都的L-15、美韩合作的T-50、俄罗斯的YAK-130和Mig-AT等。此类教练机的操纵特点、机载设备等与战斗机相当或相近,可基本模拟战斗机的驾驶和战术技术动作。
(4)同型教练机
通过对战斗机的改造实现一机两用,同型教练机具备完整的作战能力、既能用于执行作战任务,又能用于战斗机的改装训练和高级战术训练。学员在改型机上经过带教后,便可成为一名真正的作战飞机驾驶员。典型的同型教练机有美国的F-16B,俄罗斯的Su-27UBK,中国的JL-7等。
教练机占军用飞机的比例,一般为25%~30%左右比较合适。如果航校的教练机体制采用三机三级制,初教机在各类教练机中的比例往往较小,约为教练机总数的10%。中教机是航校飞行训练的基础,训练时间最长,配置数量也最大,差不多占到教练机总数的50%左右;高教机是提高学员驾驶技能和基本战术能力的重要机型,约占教练机总数的40%。如果航校的教练机体制采用两机三级制,则高级教练机和初/中级教练机多为4比6。而在航空兵作战部队,同型教练机的比例占到10%~14%,便能满足改装训练的要求。
全球教练机市场未来10年达171亿美元 培养飞行学员是一个循序渐进的过程,大致可分为四个阶段:筛选和初级训练阶段;中级(基础)训练阶段;高级训练阶段;改装训练阶段(又称转换机型训练阶段)。目前,由于各国具体情况不同,航校训练全过程的训练飞行时数大致为260-340小时,其中初、中、高级飞行训练时数分别为30-40小时、140-170小时和90-130小时。训练周期1-2年。此后,在训练基地进行的过渡训练还要在战斗机入门训练教练机上飞30-80小时。
以美国战斗机飞行员训练体系为例。
(1)筛选和初级训练阶段。首先所有空军飞行员候选人都将在民用飞行教练员的指导下完成50小时的入门级飞行训练,并拿到私人飞行执照。之后飞行员开始接受空军教官指导的训练。
(2)基础训练。使用T-37、T-34C、T-6等教练机,飞行时间81小时。这部分训练未来将全部由T-6A教练机完成。T-6A的座舱中有两个5英寸的有源矩阵液晶显示器,还有一个3英寸显示器,目前未装平显。其GPS显示器不好读,但发动机起动的操作较简单.
(3)高级训练。飞行员将被分为,运输机与加油机、战斗机和轰炸机、多涡轮螺旋桨飞机、直升机四个方向分别进行训练。战斗机和轰炸机组飞行员将在T-38A超声速教练机上进行约120小时飞行训练。T-38设计性能优秀,且飞行安全可靠,至今仍然保持着美国空军超音速飞机的最好安全纪录.
(4)改装过渡训练。在登上真正的战斗机之前,飞行员还要在改装后的AT-38B教练机上进行30小时的飞行训练。
最后训练阶段,战斗飞行员将同型战斗机训练。战斗机飞行员将在F-15B/D或F-16B/D等型双座战斗机上完成50多小时的作战改装训练。主要进行高级战斗战术科目和武器系统训练。这样,不算入门级训练,一个飞行员要经过281个小时的飞行训练才能成为一个合格的美国空军战斗机驾驶员。
未来,欧美日等军事发达国家航校和训练基地的飞行训练主要有如下几个发展趋势:
(1)减少机型,提高效益。为了降低总的装备,使用和保障费用,提高飞行学员的培训效益,航校的主流教练机体制正逐渐由多机三级制向两机三级制过渡。以美国空军为例,基础训练将由T-6A全部完成,取代原来的T-37、T-34C、T-6、T-6A等多种机型。
(2)调整各级教练机的训练时间。压缩筛选/初级教练机的训练时间,适当增加中级(基础)教练机的训练时间。
(3)扩大高级教练机的训练范围。在飞行员的训练体制中,增加过渡训练阶段(又称改装训练阶段)。欧美国家将其定位为战斗机人门训练。目前的做法是,为部分现役高教机配备与战斗机相近的机载电子设备和火控系统,将其升级为进行战术和武器改装过渡训练的高级教练战斗机,典型的例子就是美国的AT-38B。今后的发展趋势是用新一代高亚声速或超声速高级教练/战斗机,承担基础改装训练阶段的培训任务。
(4)模拟飞行将成为训练的重要部分。随着模拟技术的发展,凭借更好的经济性和安全性,模拟飞行成为空中飞行训练的重要补充。以美国空军为例,目前T-6A训练大纲要求飞行学员进行模拟器训练49次和空中飞行训练65次。相比之下,原来T-34C的训练大纲要求飞行学员进行模拟器训练29次和空中飞行训练53次。模拟飞行的比重提高8%,达到43%。
根据ForecastInternational的预测,未来10年固定翼军用教练机将共销售1550架,对应销售额171亿美元,其中涡桨式784架,喷气式748架,活塞18架。未来10年教练机市场中销售数量最多的教练机型将依次是美国的T-6A,693架;欧洲的Mako,260架;英国的Hawk,250架。按照1:5:4的比例,初/中/高级教练机的销量大约分别是155/775/620架。
未来教练机交付数量将呈持续走低趋势。销售量将从2009年212架的高点下滑至2017年的105架。教练机年销售量下滑的原因主要有两个:
(1)美国军方需求量的下降。2007年美国海军获得了最后一架由“鹰”式教练机改造的T-45高级教练机,海军大规模高级教练机的换装暂告一段落。另外,美国海、空军的联合初级飞行训练系统(JPATS)项目的需求在未来10年内也将逐步下降。而这个项目在教练机市场中占据了很大的份额。
(2)各国国防预算相对紧张,世界上许多空军在削减战斗机和攻击机数量,教练机的需求量也相应减少。如俄罗斯之前提出需要700多架先进的喷气式教练机,但由于经费的问题,后将目标改为250架。目前,只是象征性的购买了一定数量的YAK-130和MIG-AT教练机。
新型教练机飞行寿命的延长,模拟飞行的替代也是未来教练机需求量下降的原因。
在市场需求减少的同时,越来越多的教练机型号推向市场,仅高级教练机目前市场上就至少有8个机型在展开角逐,竞争激烈。2007年底,马基和韩国航宇与洛克希德.马丁为阿联酋的订单展开的“骂战”可见一斑。
我们认为未来教练机需求的亮点可能是:具有良好通用性和经济性的中级教练机;配备高性能机载电子设备和火控系统的多功能高级(超音速或高亚音速)教练机。而随通用航空的发展,军用初级教练机可能慢慢转向民用飞行教练市场。
L-15机动性出色,改造潜力大,但人机界面落后 (1)机动性出色
L-15教练机采用了与俄罗斯YAK-130和意大利M346教练机类似的气动外形,翼身融合设计,结合电传和大推重比,L-15的亚音速机动性能和大迎角飞行性能达到甚至超过了第三代战斗机的水平。
(2)改造潜力大
L-15教练机的飞行性能和基本技术条件都使其具有较大的改进潜力。L-15可以比较方便的改装为具有较好对地攻击能力的多用途战斗机,而且L-15教练机亚、跨音速机动性能好的特点也可以保证飞机具备一定的近距格斗空战能力。
如果在后期改进中将L-15教练机的机身适当加长并改为单座,那么,L-15在增加必要的雷达和光电传感器的条件下,最大载弹量可以达到4吨。采用L-15平台完全可以改进出一种性能比较好的轻型超音速多用途战斗机。另外,凭借1.2的推重比和200米左右的起飞距离,L-15具有成为一款舰载机的可能。
(3)人机界面有待提高
作为一款为第三、四代主力战斗机配置的教练机,人机界面是影响飞行员训练效果的一个重要因素,从目前的情况来看,L-15前座舱布局为一个平视显示器和两个多功能显示器,与国际先进高级教练机的“一平三显”加夜视功能还有一定差距。
经过同国际主流高级教练机的对比,我们认为L-15的主要优势在于双发动机带来的大推重比、新增训练科目和良好的机动性,以及多用途改型潜力和略低的价格,而L-15的劣势主要在于人机界面略显落后、产品还未成熟定型、没有品牌优势。其中,L-15的定型时间是我们需要关注的重点,市场不等人,如果L-15迟迟不能定型,国际国内市场需求必将向其竞争对手倾斜。
L-15的市场前景展望 L-15在国际竞争中不具备明显优势
作为一款军用教练机,影响其国际销售的主要因素有2个,首先是政治因素,其次是产品因素。
从政治角度看,美国、欧洲、俄罗斯都有自己的高级教练机,且都在积极的推动出口,L-15想打进这些国家或者是受这些国家影响的市场都非常困难。所以L-15教练机比较可靠的出口市场还是以中国飞机出口的传统市场和亚、非、中东等第三世界国家为主。寻
L-15的目标出口国家经济实力有限,其中装备了第三代战斗机的国家更少,而L-15教练机1400万美元的价格远高于之前销售给这些国家的歼7或K-8系列,所以L-15高级教练机的出口前景并不乐观。但结合其较高的可拓展性,如果将其看作一款兼具多用途战斗机功能的高级教练机,L-15还是有一定竞争力的。
(1)巴基斯坦
目前巴基斯坦空军主力是32架F-16Block15和18架F-16Block50/52,面对未来由190架Su-30等先进战斗机装备起来的印度空军,巴基斯坦空军现代化的步伐只会不断加快。目前巴基斯坦已经签订了继续购买18架F-16Block50/52的意向合同,并开始接受FC-1战机。这样,巴基斯坦老旧的T-37和中级教练机K-8已经不能承担未来的战斗机飞行员训练任务,高级教练机的采购肯定也将提上议事日程。而巴基斯坦是中国传统的军事合作和军售对象,未来L-15的出口也有相当的机会。
(2)埃及
目前埃及空军拥有113架F-16Block40和26架F-16Block15。埃及对购买更先进的F-16Block-50/52也表示了兴趣。F-16是最早采用电传系统的战斗机之一,Block15后的型号又都对航电系统和座舱布局进行了较大改进,Block-50/52更是加装了新的核心计算机和彩色LCD显示器。这样的主力战机构成和发展计划已经超出了埃及空军目前以L-159A和K-8E为主的教练机配套水平。有了K-8E的良好合作和使用体验,埃及在未来高级教练机的采购中可能会再次眷顾洪都。
(3)斯里兰卡
2008年3月,俄罗斯方面透露斯里兰卡和俄罗斯关于购买5架MIG-29CN的谈判即将顺利结束。面对号称全球首个装备了空军的反政府游击队,斯里兰卡急于增强空军战斗力,特别是对地攻击能力。L-15一方面可以解决新购买的先进战斗机的训练问题,一方面可以增强空军的对地战斗力。另外洪都制造的CJ-6和K-8的使用体验也会增加其对L-15的信任。
L-15在国内高教机竞争中具有明显技术优势
国内研制生产过军用教练机的企业一共有4家:沈飞、成飞、贵航和洪都。
沈飞和成飞是传统的战斗机制造基地,它们研制生产的JL-5、JL-6教练机都是在已有的歼击机基础之上进行简单改造完成的同型教练机,主要是为了弥补当时国内高速教练机的不足,不能算典型的教练机。这之后成飞和沈飞也没有继续研发新的型号,退出了教练机领域。
贵航教练机的最大特点是它的所有教练机型号都是脱胎于J-7或者说是MIG-21战斗机的。贵航最著名的产品就是JJ-7系列。以JJ-7为基础,贵航开发了JJ-7A、JJ-7B、JJ-7P、JJ-7N、JJ-7PG等多个产品,这些产品不但满足了国内J-7/J-8歼击机飞行员的训练需求,还实现了很好的出口效益,出口到埃及、阿尔巴尼亚、坦桑尼亚、巴基斯坦、巴拿马等多个国家。但是,随着MIG-21、J-7、J-8、J8-II等第二代战机在空军中的主力地位让位于更先进的第三代战斗机,延续了MIG-21气动外形的JJ-7开始在训练中显得力不从心。2002年3月,一航批准新一代高教机的立项,2005年12月JL-9“山鹰”01架首飞成功。
纵观国内4家生产过军用教练机的企业,洪都的产品线是最全面的,涵盖了初、中、高型三级产品。其50年代生产的初级教练机CL-6至今仍然在空军服役,承担着航校的初级训练任务。K-8是一款中级教练机,采用了多项国内外先进技术,产品出口埃及、巴基斯坦等国家,使用效果良好,是我国唯一出口整条生产线的机型。为了满足我军第三代战斗机飞行员的训练需求,洪都最近开发了L-15高级机,01架已于2006年3月成功首飞。
随着我国战斗机换装阶段的到来,未来我国教练机市场的热点将是满足第三代,乃至更先进的战斗机飞行员训练需求的高级教练机。
近几次高技术局部战争的实践证明,空军和制空权在战争中的决定性地位已经不可动摇,而由第二代战斗机为主的中国空军面临迅速提高作战机种先进性的紧迫任务。
目前我国海空军配备的战斗机超过5000架,数量位居世界第一,但是绝大多数是陈旧的第二代战斗机,缺乏超视距作战能力,作战效能低。今天,美国空军装备的第四代战机(F-22A)已经形成战斗力,而我国的台湾地区、日本也都实现了第三代战机(F-15、F-16)的大规模列装。我国空军装备落后的局面非常明显。
面对落后的事实,我国空军一方面从俄罗斯购进Su-27和Su-30等先进战斗机,并以苏制产品为基础积极实施国产化,制造了一定数量的歼11,另一方面自主研制成功歼10和FC-1等第三代战斗机。未来Su-27、Su-30、歼-11、歼10等第三代战机将大批量装备我军。
但是,在战斗机更新换代的同时,与第三代先进战斗机相配套的国产高级教练机在国内还没有装备部队,处于试飞阶段的产品只有洪都的L-15和贵航的JL-9(山鹰)。但从技术角度分析,L-15更能适应我军未来对高级教练的需求。
相对JL-9,L-15的技术优势主要体现在机动性、操控性和人机界面3个方面。
(1)L-15同中国主力第三代战机一样,都采用了翼身融合的气动外形,这使得L-15获得了优秀的亚、跨音速机动性和大迎角飞行的能力。而JL-9的气动外形是以MIG-21为基础改进而来的,相对L-15差距明显,飞行特性也较翼身融合的大不相同。
(2)L-15采用第三代战机主流的数字电传技术,这大大提高了飞机的操纵能力,而且通过L-15训练的飞行员,可以更好的适应第三代战斗机,并减少在同型战斗机上的飞行时间。而JL-9采用的机械传动已经不能代表我军战机配置的发展方向。
(3)L-15的设计时间较晚,且借鉴了K-8教练机航电升级中的经验,座舱设计较以JL-7为基础的JL-9先进不少。在L-15上受训的飞行员可以更好的适应主力战机的操纵环境。
在使用成本方面,虽然JL-9的单价大约只有L-15的一半,但仅仅是单价低并不能构成优势,原因有二:一是JL-9采用维护和使用成本较高的涡喷发动机,使用成本较高。二是使用JL-9进行飞行训练需要飞行员完成更多的过渡和同型机飞行,综合成本变高。
唯一站在JL-9一边的是时间。由于采用成熟技术,JL-9的首飞时间比L-15早了2年,面对军方的迫切需求,JL-9虽然技术落后但可以提供一个过渡解决方案,用于尽快培训Su-27SK和J-11A等早期第三代战斗机飞行员。2008年4月底首期交付的4架山鹰应该说就是军方这种心态的表现。当然,这种过渡方案的使用情况主要取决于JL-9和L-15的进度,和军方的紧迫程度。随着国民党在台湾大选中获胜,以及5月份L-1503架的试飞,JL-9这种过渡方案的价值正在降低。
目前空军已经装备了约400架第三代战斗机,即使不算Su-27SK和J-11A等早期型号,按照美国空军3:1左右的配套比例目前至少也需要70架左右的L-15。而未来随着陆续装备部队的J-11B和J-10,对L-15教练机的需求量还将上升。但是考虑L-15第一阶段10架/年的产能速度,军方可能在前期还不得不利用一定数量的JL-9配合同型战斗机完成第三代战斗机飞行员的训练。
发动机成为L-15发展中的关键制约问题
发动机一直是中国飞机制造业的核心问题,L-15也不例外。由于发动机故障,L-15首飞就曾推迟了3个月。L-15的量产出口型计划采用乌克兰进步研制的AI-222-25F发动机,而L-15首次试飞的01架使用的则不是AI-222-25F,而是其非生产型号DV-2S型发动机。这两种发动机存在明显的区别,一是AI-222-25F是全权数字电子控制的,而DV-2S则不是,二是AI-222-25F是带加力的,而DV-2S则不带加力。因此,计划08年4月进行的03架L-15试飞将非常重要,它将首次验证AI-222-25F在L-15上的实际使用效果,并测试L-15超音速飞行等性能。
为了满足国内需求,L-15未来将换装国产发动机,但是目前国内小推力发动机的研制工作还存在很多不足,中国航空发动机在3000~4000公斤推力级别缺乏成熟产品。虽然通过引进技术和仿制,我国有能力生产一款符合需求的小推力发动力,但是这个过程需要一定的时间,而且充满不确定因素。我国
南方航空动力公司仿制АI-25ТL发动力研发涡扇11,从投入研制到点火用了3年,从点火到装上飞机试飞又用了3年,而且试飞过程中还发生了发动力停车的险情,仿制的发动机还有动力下降的问题,可见发动机国产化还是L-15未来必须要迈过的一道坎。03架试飞情况和配套国产发动机进展情况仍是我们需要关注的重点。
一二航整合对L-15的影响不会是颠覆性的
一二航整合应该说是“专业化整合、资本化运作、产业化发展”思路的体现,其集中资源培育核心竞争力的发展战略符合军工企业的发展需求。
而在教练机业务中,洪都集团在我国航空制造业体系中具有绝对优势,它是我国教练机的发源地和最高水平的代表,曾生产出新中国第一架教练机CJ-5,现在研制出代表国内先进、国际一流水平的高练机L-15。“厂所合一”的
洪都航空拥有完整的教练机生产和研发体系。
贵航集团也有一定的教练机研制和生产能力,并成功推出第二代教练机JL-9,但与洪都集团相比不具备优势。未来如果经过一二航整合后仅保留一家教练机厂,贵航集团的教练机业务有可能并入洪都集团。如果这种情况发生,则L-15必将成为我国高级教练机的中流砥柱。
但是,观察中国的航空制造体系我们会发现,我国的航空制造业分布呈现??单机(机种)双厂的形态。这可能和国防采购的模式有关,基于此我们谨慎的认为教练机制造企业合二为一可能还是一个远期目标。以近期的情况来看,我们认为未来空军的高级教练机体系将以L-15和JL-9两个机种通过高低搭配而成。
后记:军工研究的新方向 从事军工研究4年,正是军工行业发生巨大变革的4年,4年前A股市场除了
火箭股份以外,基本上没有一家严格意义上的军工上市公司(即以军品制造为主)。4年过去了,通过资产置入、业务转型、IPO,大批优质军工资产实现的证券化,上市公司的军工业务不断增强。这种变化也使得我们的军工研究也需要有一个新方向。
传统的军工研究在军事不透明和军工资产未证券化的情况下,对最核心军工业务都采取了“黑体化”的操作模式,“神秘化”的研究方式,这也使得我们的研究相对国外缺乏专业化。从基本经济规律来看,导弹和茶叶蛋是没有区别的,市场的供需情况、产品的核心竞争力、企业的治理结构,同样是我们军工研究的基本框架。因此,我们认为军工研究的新方向,就是专业化,即深入现代军事技术、现代武器系统和现代军工企业的内部,通过专业而深入的研究和比较,使得我们对军工理解更加清晰和透明。
围绕这一目标,我们东方证券军工研究团队重新规划了研究方向。未来我们的军工研究将围绕两大系列进行:一是“大变革时代系列”,主要是研究中国军工行业的产业变革对企业的影响,立足宏观;二是“新军事系列”,主要是研究中国新的军事技术和产品对企业的影响,立足微观。围绕这两个主题,近期我们将陆续推出一系列报告,敬请期待。
作者:陈刚 东方证券
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