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高教機今年首飛?出廠? 連總統都搞不清楚…

2019-06-29 08:00:00聯合報 記者程嘉文/報導

蔡英文總統(前左二)到陸軍官校主持三軍六校畢業典禮,學生送上畫作。 記者林伯東/...
蔡英文總統(前左二)到陸軍官校主持三軍六校畢業典禮,學生送上畫作。 記者林伯東/攝影

繼前天(6/27)出席國軍將領晉任典禮後,昨天蔡英文總統又南下高雄鳳山的陸軍官校,參加三軍六校(陸軍官校、海軍官校、空軍官校、國防大學、國防醫學院、空軍航技學院)的畢業典禮。總統致詞時也一如前日,歷數過去三年來國防政績,並再一次強調「會做國軍的靠山」。

典禮後合影時,軍方也很貼心,安排學生贈送總統一幅「Q版」漫畫像。每年大合照之後,學生都會興奮地將大盤帽拋向空中,慶祝終於畢業。以往這都是長官離席後的自發性活動,今年校方安排總統留在現場,觀賞學生萬帽齊飛的壯觀畫面。

致詞時,總統介紹任內國防成績提到,空軍新式高教機的原型機,將在今年首飛。由於先前國防部與漢翔都曾公布,高教機原型機將於今年9月「出廠」,2020年6月首度升空試飛。難道總統的發言,預告高教機的進度提前?但現實上似乎不大可能。果然,等到府方發布總統講話稿,高教機首飛就變成了「明年」。究竟是讀稿時的一時口誤?或是撰稿幕僚誤以為出廠就是試飛,事後緊急訂正?引發外界揣測。

總統蔡英文主持漢翔新式高教機宣告正式組裝開架。 圖/聯合報系資料照片
總統蔡英文主持漢翔新式高教機宣告正式組裝開架。 圖/聯合報系資料照片

「出廠」不等於「首飛」

每架飛機研發時,都會先製造「原型機」(prototype),經由實際測試,驗證先前設計的可行性,並發覺原先未發現的毛病。等到相關問題獲得解決,才會進入量產。

至於「出廠」(roll out),則是原型機組裝完成後,首度對外亮相。如果飛機在典禮中,是以自身的引擎動力滑行而出,而非由外力拖曳,則會稱為「熱出廠」(hot roll out)。

出廠象徵的是原型機組裝完成,距離真正升空還有一段時間,典禮的日期選擇,公關考量往往大於技術性。以美軍現役最強的F-22戰鬥機而言,其原型機YF-22是1990年8月29日出廠,9月29日第一次試飛;當時的競爭對手YF-23,是同年6月23日出廠,8月27日第一次試飛。國軍現役的IDF戰機,1988年12月10日出廠,並且由當時的李登輝總統命名「經國」,1989年5月28日首飛。

美軍F-22戰鬥機的原型機,機鼻裝有如同避雷針的大型空速管,在量產型上就不復見,...
美軍F-22戰鬥機的原型機,機鼻裝有如同避雷針的大型空速管,在量產型上就不復見,鼻錐雷達罩的形狀也有差異。 圖/美國空軍檔案照

原型機測試的原則是循序漸進,每次僅測試一個或少數幾個項目。因此在第一次升空之前,會先在跑道上高速滾行,亦即加馬力「助跑」,但試飛員並不將飛機帶起升空。等到設計團隊有信心可以升空,第一次試飛通常也不會收起落架,保持全程都放著輪子飛行,第二次以後再測試起落架的收放,測試無虞之後,再進行新的科目。

此外,由於原型機需要充分瞭解飛行中的各種資訊,因此飛機上的空速管(經常為於機鼻尖端)會特別粗大。等到開始量產後,空速管只需提供航速等基本資訊,尺寸就會明顯縮小。

新款高教機 由雙座經國號衍生而來

空軍新式高教機由中科院與漢翔公司研發製造,圖為國製國造、現服役中的AT-3自強號...
空軍新式高教機由中科院與漢翔公司研發製造,圖為國製國造、現服役中的AT-3自強號高級教練機。 記者張弘昌/攝影

空軍目前的戰機飛官養成,首先是T-34螺旋槳初級教練機,練習基本的飛行能力;通過考驗完訓的學員,再分為「戰鬥組」與「空運組」。戰鬥組繼續在官校飛AT-3高級教練機,訓練時間約為110小時。完訓後再到台東志航基地的第七訓練聯隊,駕駛F-5E/F戰鬥機,練習各項對空、對地戰鬥科目,合格完訓之後,才會分發到三種二代戰機(F-16、經國號、幻象2000)的部隊。

由於F-5戰機與AT-3教練機,機體壽命都已經接近年限,因此早在馬政府時代,空軍就決定採購新一代的高級教練機。新教練機不但要取代AT-3,還要同時汰換F-5,同時兼任第二與第三階段的訓練科目。

為了維持航空工業能量,馬英九總統時代就確定新一代高教機將採國造。不過馬政府對「國機國造」的定義比較寬鬆,傾向於與外商合作引進成熟設計,由漢翔公司在台生產,以求來得及趕上F-5、AT-3的退役時程,並且減低風險。當時呼聲最高的機種,是義大利的M-346教練機,除了義國空軍,也已獲得以色列、新加坡等國家的訂單。

不過,2016年政黨輪替,卻使M-346的煮熟鴨子飛走。蔡政府決定,以現役經國號戰鬥機的雙座型,修改為XT-5教練機(X代表實驗之意,量產後會拿掉)。漢翔表示,生產66架XT-5的預算,仍可維持在先前「洋機國造」規劃的660億新台幣範圍內(最後實際預算為686億,相去不遠),等於研發成本都由公司吸收。不過由於研發需要時間,因此交機至少會比原規畫晚兩年,代表現役F-5與AT-3的整修、備料等,成本將有一定增加。

經國號變教練機 有什麼困難要克服?

1956年,F-104A戰鬥機的原型機出廠:注意機身兩側進氣口是封死的,這是因為...
1956年,F-104A戰鬥機的原型機出廠:注意機身兩側進氣口是封死的,這是因為其採用的震波衝擊錐式進氣口設計,當時仍屬機密。 圖/洛克希德馬丁

經國號戰機服役已經超過25年,機隊也已經歷過「翔展」改良,提升航電系統。經國號在接近音速階段,擁有相當靈活的運動能力,不過為了遷就發動機推力較低,為了維持高推重比,機身比F-16還要小巧,導致油箱的容量不足,續航力在空軍三種主力戰機中是最差的,雙座機因為座艙佔據較大空間,油箱比單座機更小。如今要改為教練機,提高續航力是首要之務,才能讓學員在每趟飛行中,有充分機會好好練習。據傳空軍的要求是,在沒有外掛油箱的情況下,要有2.5小時的續航力。

經國號使用兩具TFE1042-70(美軍編號F125)渦輪扇噴射發動機,總推力約為18000餘磅。預期XT-5將使用無後燃器版本(美軍編號F124),推力少了三分之一,因此無法超音速飛行,但是耗油量也明顯減少。漢翔也將修改經國號的機翼設計,改採用較厚的翼剖面,在機翼內部就可增裝油箱,進一步增加載油量。

不過,如果修改機翼的厚度,空氣動力外型也將改變,造成的阻力或氣流影響也將不同,必須重新進行電腦模擬與風洞測試,這些工作不可免會增加時間與研發成本。

此外,現代戰鬥機都採用「線傳飛控」(Fly-by-wire),亦即飛行員扳動駕駛桿,其實不是直接影響機上各控制面,而是對飛控電腦下指令,由電腦去執行。由於電腦的操作細緻度,遠比人體來得更精確,因此飛機的靈活度也比過去更高。不過線傳飛控需要編寫電腦程式,當年經國號設計時,此方面大量靠美國通用動力公司的協助。如今飛機的氣動力外型、引擎推力都有所變化,控制程式當然必須重寫。對我方而言,在技術難度與時間上,也都是相當的挑戰。

總之,XT-5教練機是政府「機艦國造」政策下,唯一可在蔡總統第一個任期內看到初步成績(原型機出廠)的計畫。屆時能否順利「達標」,必然受到外界高度的關注與檢視。

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