出于缩短尾喷管的考虑,喷管缩到“腋下”

由于不要求超音速,机翼前缘后掠不大,只有 30 度,翼尖放弃原先的小翼设计,改用固定的翼尖挂架,既作为机翼的颤振阻尼,又增加了一对武器挂架

  发动机是教练机上除机体外重量最大的部件。由于没有雷达或者沉重的电子设备平衡重心,不要求超音速飞行也使得进气道设计比较简单,可以使用短直的进气道,教练机通常将发动机适当前移,靠近升力中心(对于平直翼或者后掠角较小的机翼来说,通常就是翼根之间),便于稳定性和机动性的综合考虑。由于发动机靠前,喷管位置也靠前。如果需要像战斗机那样在机尾喷气,就需要加长喷管,增加重量;在中机身侧下直接喷气,尾梁结构需要防热处理,但重量增加相对较少,所以教练机经常采用这样的“腋下”喷气,雅克-130 也不例外。

  雅克-130 的 30 度后掠的梯形机翼在教练机世界里属于主流型制。教练机的最大速度一般不超过跨音速(从高亚音速到略微超过音速),但对中低速机动性的要求很高,所以教练机机翼的后掠角都不大,太大的后掠角损失低速性能,更小的后掠角则增加阻力。不过雅克-130 的机翼在原始设计的时候有一对相当高大的翼梢小翼,不仅减少翼尖绕流带来的阻力,增加机翼的升力,也增加大迎角时的方向稳定性。但在试飞中,翼尖的强烈颤振竟然使得翼梢小翼断裂脱落。雅克福列夫面临一个难题:要么不惜增加重量以大大增强翼尖和小翼的强度,要么放弃小翼。最后雅克福列夫决定放弃小翼,降低技术风险和增重的问题。雅克福列夫先是直接截掉雅克-130 的翼尖,后改用像苏-27 那样的翼尖挂架,同时解决颤振阻尼和武器挂架的问题,但在气动性能上有所缩水。

  雅克-130 在机翼和平尾上同时采用前缘锯齿。后掠翼的一大问题是后掠角导致机翼上气流的展向流动问题,导致升力或者控制力矩损失。翼刀和锯齿是两种典型的控制展向流动的手段,但在平尾上使用锯齿是比较少见的,反映了雅克-130 特别强调中低空中低速机动性的特点。

  雅克-130 最一反常规的地方是采用了两台克利莫夫 AI222 涡扇发动机。教练机大多采用单发,以减轻重量,降低造价。但双发的推力大,可靠性好,耐粗暴操作好,还可以用来训练空中发动机停车重新启动的科目,特别适合于对性能要求较高的教练机使用,尤其是 LIFT 这样要求较高的教练机。推力大不仅使起飞距离短、加速快、爬升好,而且可以用蛮力在大迎角机动时推迟机翼失速的产生,大大提高稳定盘旋性能。双发的大推力也使雅克-130 具有较大的战术潜力,可以挂载较多的武器,加装先进的电子设备,作为低档战斗机和攻击机使用。韩国 T-50 和欧洲 MAKO 采用单发,但他们有省油、可靠的美国通用电气 F404/414 涡扇发动机可用,俄罗斯只有可靠性和耗油率都不怎么样的克利莫夫 RD33 可用,采用单发就不合适了。

  但是,90 年代是俄罗斯经济极端困难的时代,雅克福列夫无力完成工程开发,只好向西方寻求合作,意大利的马基飞机公司加盟,负责将雅克-130 提升到西方标准,包括换装西方发动机和航电。马基还获得向西方和除俄罗斯、独联体外的世界其他地区销售的权利。马基是意大利老牌的教练机制造厂家,在西方和亚非拉有不错的口碑。90 年代的西方也面临教练机升级的问题,马基缺乏合适的产品,也没有足够的财力和技术独立研制,于是和雅克福列夫一拍即合。雅克福列夫和马基很快就因为种种原因分手了,但马基在分手前获得雅克福列夫的全套设计,以此推出了马基 M346,所以和雅克-130 相似就不奇怪了。事实上,两者的主要几何尺寸是等同的,起飞重量也基本相同。

雅克福列夫的困难被马基捡了便宜,假合作为名推出了 M346

M346 最大的特色是翼根的一对小翼,用于控制涡流的位置

  除了采用霍尼韦尔 F124 涡扇发动机和全套西方航电,M346 和雅克-130 最大的差别在于翼根上表面一对竖立的小翼。这对鲨鱼背鳍一样的小翼很是特别,在五花八门的飞机世界里很是独特。雅克-130 的基本设计采用了大边条、高垂尾和翼梢小翼,但取消翼梢小翼后,马基对大迎角飞行状态下的方向稳定性不放心,特意增加了这么一对小翼,将大边条产生的涡流导向垂尾两侧,增加垂尾的作用。马基无意也无力做大改,只有采用这样的止痛膏设计来弥补。M346 也回到雅克-130 截掉翼尖时的状态,没有翼尖挂架,降低阻力,颤振用加强机翼刚度来解决,增加的重量和取消翼尖挂架所降低的阻力相抵。少了一对武器挂架反映了 M346 不如雅克-130 那么强调以作战飞机为副业的特点。M346 也取消了平尾的前缘锯齿,减小阻力。

  F124 的推力达到 27.8 千牛,远远大于雅克-130 的 AI222 的 21.6 千牛,所以最大速度可以勉强超过音速(结构极限速度为 M1.2)。说到 F124,这是台湾 IDF 战斗机所使用的 F125 的非加力版。作为战斗机,IDF 只有教练机级别的发动机推力,其性能之惨可想而知,但这是题外话了。

  进入 21 世纪,中国空军迅速换装第三代战斗机,也面临着以米格-21 为基础的歼教-7 已经不适合飞行员训练的局面,以研制在现代世界上中级教练机里最畅销的 K-8 著称的南昌洪都飞机公司研制了 L-15 高级教练机。在研制过程中,洪都得到了雅克福列夫的技术帮助,L-15 和雅克-130 在外观上相像不是偶然的。但和 M346 不一样的是,L-15 不是雅克-130 的简单翻版,L-15 要稍大、稍重一点,更重要的是,L-15 在气动设计上有一些微妙但重要的差别。

L-15 是中国的超音速高级教练机

L-15 已经走出国门,在世界各地的航展上和来自俄罗斯和意大利的同门比武

  L-15 要求达到超音速,最大速度达到 1.4 倍音速。为此,L-15 采用了 AI222 的加力版。喷气发动机的喷流本来就温度较高,但加力燃烧进一步提高了喷气温度。为了避免炽热喷气对机尾结构的烧灼,也为了加长进气道以便于进气速度降低到亚音速(燃烧是亚音速的,所以超音速飞机进气道需要把进气降低到亚音速才“喂”进发动机),同时为了放宽静稳定度以改善机动性,L-15 把发动机后移,喷管位于机尾,像战斗机一样。但这样重量增加,对电传飞控的要求也较高。L-15 的大边条比雅克-130 更加饱满,大迎角飞行状态下的增升效果更加显著,但设计要求也更高,否则会导致不可控涡流,弄巧成拙。L-15 没有用 M346 那样的翼根小翼,说明了洪都的气动设计水平更高,不需要借助于增加阻力的翼根小翼就可以达到优秀的方向稳定性。和“经典”F-18A/B/C/D 相比,改进的 F-18E/F 也采用了这样的所谓哥特式大边条。L-15 的机翼平面形状也和雅克-130 有所不同,后缘略微前掠,使升力中心前移,这是和放宽静稳定性一致的,有助于加强机动性。L-15 和 M346 一样,取消了平尾的前缘锯齿,但 L-15 的垂尾根部前伸,改善了螺旋改出性能。