F-35全任務模擬器在美軍訓練中發(fā)揮大作用
2018年年底，美國洛馬公司在使用了一體化增材制造（3D打�。┠M器零件（包括組件外殼和支架）后，將其生產的F－35全任務模擬器（Full Mission Simulator，F(xiàn)MS）的單臺價格降低了300萬美元，由1200萬美元減少到900萬美元。構建FMS所需的零件和組件數(shù)量從500個減少到僅為5個。
洛馬公司在低速初始生產第11批次（LRIP 11）中將按照最新的價格生產15臺FMS，能為F－35計劃計劃節(jié)省約4500萬美元。洛馬公司采用了很多措施降低其F－35模擬器的成本，如按長期供貨合同采購并在生產線上采用自動化。該公司還計劃在2020年投入3000多萬美元用于持續(xù)降低F－35訓練成本，同時提高訓練能力，投資內容包括基于新的威脅和用戶需求，實現(xiàn)虛擬訓練環(huán)境的現(xiàn)代化；開發(fā)新技術來縮減計算和視景架構中軟硬件占用空間，用更自動化的方式降低對人力支持的要求；推動訓練系統(tǒng)和F－35飛機的并行發(fā)展。
洛馬公司研制的F－35戰(zhàn)斗機全任務模擬器（美國洛馬公司圖片）
3D打印的全任務模擬器零件（美國洛馬公司圖片）
一、日本F－35A墜毀是否因為訓練不足？
2019年4月9日，日本航空自衛(wèi)隊一架F－35A戰(zhàn)斗機在進行夜間對抗訓練時通信中斷，并從雷情中消失，墜毀在日本三澤空軍基地以東約135千米的太平洋內，造成一名飛行員身亡。事發(fā)當天，4架F－35A戰(zhàn)斗機在三澤空軍基地以東的空域使用嵌入式機載訓練系統(tǒng)（嵌入式的ACMI，除以色列購買的F－35外，都標配了該訓練系統(tǒng)）開展2對2訓練，事故飛機為4機編隊中的1號機。期間為與接近訓練空域的美國軍機保持高度差，在地面指揮下左轉下降高度，約16秒后被再次要求左急轉下降高度，此時飛機報告“關閉”（作者理解為退出訓練）。約16秒后，飛機從雷情消失。關于該事故的詳情，可參見本號2019年8月14日發(fā)表的專欄文章：“日本航空自衛(wèi)隊公布F－35A戰(zhàn)斗機墜毀的最終調查結果”（點擊題名可直接訪問）。
日本航空自衛(wèi)隊F－35A墜毀事故圖示（日本防衛(wèi)省圖片）
據報道失蹤飛行員年齡40歲，改裝F－35A前飛F－4，擁有3200小時飛行經驗，但其只在F－35A上飛了約60小時。該飛行員可能存在改裝訓練不充分的問題，畢竟從二代機直接改裝四代機的跨度較大。當天執(zhí)行的飛行訓練是夜間海上多機對抗訓練，訓練科目難度較高。官方調查結果提出F－35A曾發(fā)出了兩次警報（可能是近地告警），飛行員沒有及時做出正確的反應。理論上來說三代機之后的飛機往往具備了自動改平能力，飛行員在出現(xiàn)空間迷向后、不好改出的俯沖狀態(tài)或者觸發(fā)近地告警時可以通過按壓自動改平按鈕實現(xiàn)飛控計算機控制下的最佳改出方案。
在此事件后，美空軍在2019年7月決定將提前為現(xiàn)役的F－35A戰(zhàn)斗機集成對地自動防撞系統(tǒng)（Auto－GCAS，在判定危險時自動系統(tǒng)的權限更高，在這種情況下不需要飛行員做出任何操作就能拉起、轉向到安全高度后改平飛機，確定安全后再交還飛機控制權），比原計劃的2026年提前了7年。調查報告給出了預防措施有加強空間迷向相關的訓練（包括模擬器訓練）；確認適合夜間飛行的相關標準；加強對各種報警處理的訓練（包括模擬器訓練）。
日本作為F－35戰(zhàn)斗機的采購大國，理論上也采購了F－35相關的模擬器用于訓練，可能也有很多機組前往美國培訓。
二、美軍對F－35A機組的訓練
F－35A飛行訓練計劃旨在使飛行員從初始資格訓練（IQT，包括基礎課程或轉機型），到任務資格鑒定訓練（MQT），以及后續(xù)訓練（CT）。
F－35飛行員進行地面培訓（美空軍圖片）
初始資格訓練IQT使飛行員初步獲得基本職位和飛行任務的資格。完成IQT后，飛行員獲得基礎飛機資格（BAQ）狀態(tài)。學員將學習空戰(zhàn)戰(zhàn)術（ACBT）、低空訓練（LASDT）Ⅰ 類（500英尺／約合150米）、傳感器管理、武器使用資格（AIM120、AIM－9、激光制導炸彈（LGB）、慣性輔助彈藥（IAMS）和其它空地（A／G）武器）。所有IQT學員在畢業(yè)前將進行設備資格評估和飛行任務資格評估。這些評估要求學員在空空和空地任務中展示基本操作的熟練程度和任務能力。BAQ是任務資格鑒定訓練（MQT）的先決條件。
MQT初步對飛行員進行資格認證或重新認證并能執(zhí)行分配的任務飛行員在完成MQT之前保持BAQ狀態(tài)。完成MQT是基本任務能力（ Basic Mission Capable，BMC）和作戰(zhàn)任務準備就緒（Combat Mission Ready，CMR）的先決條件。完成MQT后飛行員被分配到CMR或BMC訓練。MQT的終點是通過成功完成指揮官設置的戰(zhàn)術任務獲得以CMR認證。任務至少應包括A／A和A／G科目。
后續(xù)培訓（CT）有兩個方面。第一個是基本飛行技能的訓練。這些技能確保了飛機的安全運行。第二部分包括完成準備空勤計劃（Ready Aircrew Program，RAP）中包含的單位指定任務所需的任務相關訓練。RAP計劃旨在集中訓練完成部隊核心任務所需的能力。完成IQT和MQT后，飛行員將接受特定部隊所有基本任務的訓練。
額外的專業(yè)訓練不是每個飛行員都需要這樣的訓練。如成為長機（FL， Flight Lead）、教員（IP， Instructor Pilot）、空中前進指揮官（FAC（A））等。專業(yè)訓練通常在飛行員達到CMR／BMC狀態(tài)后完成，是在CMR／BMC要求之外完成的。
F－35訓練指導大綱如下：
Chapter 1—GENERAL INFORMATION（一般信息）
1．1．Abbreviations， Acronyms， and Terms．（縮略語、縮寫和術語）
1．2．Responsibilities：（職責）
1．3．Processing Changes：（過程變更）
1．4．Training．（訓練）
1．5．Training Concepts and Policies： （訓練概念和政策）
1．6．RAP Policy and Management：（Ready Aircrew Program政策和管理）
1．7．Training Sortie Program Development：（訓練架次計劃開發(fā)）
1．8．Training Records and Reports． （訓練記錄和報告）
1．9．Pilot Utilization Policy： （飛行員使用政策）
1．10． Sortie Allocation Guidance： （架次分配指導）
1．11． Waiver Authority： （放棄的權限）
Chapter 2—INITIAL QUALIFICATION TRAINING （IQT） （初始資格培訓IQT）
2．1．General． （一般信息）
2．2．In－unit Training． （在部隊訓練）
2．3．Prerequisites． （先決條件）
2．4．Ground Training． （地面訓練）
2．5．Flying Training： （飛行訓練）
2．6．IQT for Senior Officers： （對高級軍官的 IQT）
Chapter 3—MISSION QUALIFICATION TRAINING （MQT）（任務資格訓練MQT）
3．1．General． （一般信息）
3．2．Ground Training： （地面訓練）
3．3．Simulator Training： （模擬器訓練）
3．4．Flying Training． （飛行訓練）
3．5．Initial Aircrew Chemical Defense Training （ACDT）． （機組初級防化培訓）
Chapter 4—CONTINUATION TRAINING （CT）（延續(xù)部分訓練）
4．1． General． （一般信息）
4．2． Ground Training． （地面訓練）
4．3． Flying Training． （飛行訓練）
4．4． Special Categories： （特殊類別）
4．5． Multiple Qualification／Currency： （多重資格／通用）
4．6． Currencies／Recurrencies／Requalifications： （通用／重復／再鑒定）
4．7． Regression （N／A to CB／TF－coded units）： （回歸測試）
4．8． End of Cycle Requirements． （周期結束要求）
4．9． Proration of End－of－Cycle Requirements． （按比例分配周期結束要求）
4．10． Regaining CMR／BMC Status： （恢復CMR／BMC狀態(tài)）
4．11． Example of the Lookback， Regression， Proration， and Requalification Process： （回顧、回歸、分段和再鑒定過程的示例）
4．12． Instrument Training． （儀器訓練）
4．13． G－Awareness Continuation Training． （持續(xù)過載訓練）
4．14． Low／Slow Speed Electronic Identification （EID）／VID Procedures： （低空／低速電子識別（EID）／VID程序）
Chapter 5—WEAPONS EMPLOYMENT QUALIFICATION（武器使用資格）
5．1．General． （一般信息）
5．2．Initial qualification （QUAL）：（初始資格）
5．3．CT qualification （QUAL）： （持續(xù)訓練資格）
5．4．Familiarization （FAM）：（熟悉）
5．5．Weapons Employment Parameters．（武器使用參數(shù)）
5．6．Full Scale Inert／Live Ordnance． （全尺寸武器）
Chapter 6—SPECIALIZED TRAINING（專業(yè)訓練）
6．1．Specialized Training Programs． （專業(yè)訓練計劃）
6．2．Flight Lead （FL） Upgrade．（長機課程）
6．3．Instructor Pilot （IP） Upgrade．（教員課程）
6．4．Mission Commander （MCC） Upgrade．（任務指揮官課程）
6．5．Simulator Instructor （SI）．（模擬器教員）
6．6．Electro－Optical Targeting System （EOTS）： （光電搜索系統(tǒng)）
6．7．Electro－Optical Distributed Aperture System （DAS） Qualification Program：（分布式光電系統(tǒng)）
6．8．FAC（A） Upgrade．（空軍前進引導員課程）
6．9．Low Altitude Step－Down Training （LASDT）．（低空降壓訓練）
6．10． Nuclear Certification． （核武器認證）
6．11． F－35A Block Differences Training． （F－35A批次差異訓練）
6．12． Contingency／Exercise Spin－Up Training This training will be conducted prior to support of contingency operations （if time permits） or exercises． （緊急／演習能力提升訓練 此訓練將在支持緊急行動（如果時間允許）或演習之前進行）
6．13． Forms Adopted． （采用的表格）
Attachment 1—GLOSSARY OF REFERENCES AND SUPPORTING INFORMATION（參考文獻和支持信息詞匯表）
Attachment 2—GLOSSARY OF MISSION／SORTIE AND EVENT DEFINITIONS（任務／架次和事件定義詞匯表）
三、FMS在F－35訓練中的使用
F－35全任務模擬器（FMS）是洛馬公司F－35飛行員訓練計劃的重要部分，該計劃還包括各種訓練程序和操作訓練。除了FMS外，還包括可機動部署任務預演訓練器（DMRT）。任務預演訓練器是FMS的簡化版本，有相同的視景系統(tǒng)，可以讓F－35飛行員與多達12個不同基地和訓練機構的飛行模擬器進行聯(lián)網飛行訓練。
F－35全任務模擬器（美國洛馬公司圖片）
F－35的全任務模擬器必須具有極高的逼真度以彌補沒有同型雙座機的問題。洛馬公司給FMS使用了與實裝相同的作戰(zhàn)飛行程序（OFP），確保了飛行員在模擬器中的訓練過程與實裝操作的一致性。此外，在部分影響到任務系統(tǒng)訓練效果的硬件也使用了真機件，如部分的處理器。這種高逼真度的訓練幫助飛行員第一次飛行時有能力依靠自己去完成。
F－35全任務模擬器（美國洛馬公司圖片）
F－35訓練將在模擬器和實裝訓練之間分成大約50：50的比例，目前的保真度允許45％～55％的初始訓練飛行使用模擬器完成，軍方用戶還希望更多的訓練在綜合訓練環(huán)境中進行。相比之下，F(xiàn)－16初始資格訓練的約40％是通過模擬器進行的。飛行員必須在模擬器中完成多達18個訓練活動才能過渡到單座飛機。
在MQT的訓練中也要使用全任務模擬器（FMS）。模擬器任務應該關注中隊任務和獨特能力上。MQT的模擬器訓練是第一次MQT飛行的先決條件。初始MQT訓練最多為7架次（包括認證架次）�？梢愿鶕笓]官的判斷增加模擬器任務的熟練程度； 但是，如果飛行員的初始MQT訓練計劃將超過7架次，MAJCOM ／ A3T將介入，并要求提供詳細信息說明為什么MQT計劃將超出7架次或45天。
F－35模擬器上的座艙顯示圖像（美國洛馬公司圖片）
FMS可用于基礎飛行訓練、任務系統(tǒng)訓練、特情處理、戰(zhàn)術訓練、以及航電升級后的適應性訓練等用途。
——使用FMS開展導航定位訓練。包括正常地面操作、起飛、導航、應急機場起降程序，主次備降場訓練、緊急迫降程序、其它緊急程序等。
——使用FMS開展晝／夜空對空程序訓練。在地面引導下離場、截擊、電子對抗設備操作、威脅偵察、防御訓練、F－35A使用包括低風險環(huán)境中的數(shù)據鏈和權限管理，從編隊級的超視距（BVR）過渡到目視范圍內（WVR）環(huán)境（僅限晝間），開關邏輯、緊急程序、傳感器操作、武器使用等。
——使用FMS開展晝／夜空對地程序訓練。大載荷起飛、武器投放（WD）、應急拋棄程序、電子對抗設備操作、威脅識別和防御、簽名管理、當?shù)匕袌龀绦�、緊急轉移程序、軍械懸掛程序、傳感器操作、武器使用等。
——使用FMS開展特情處理訓練。將在每個訓練周期完成以下方面的訓練：異常姿態(tài)恢復改出、空間定向障礙、進入意外惡劣天氣、受控飛行離場識別和恢復程序、受控和非受控模擬彈射、飛機子系統(tǒng)故障檢查表程序、相關關鍵行動程序和精密儀表程序。
——使用FMS開展戰(zhàn)術訓練。模擬作戰(zhàn)部署、威脅識別／應對和反擊戰(zhàn)術、飛機子系統(tǒng)故障檢查程序、相關關鍵行動程序。
FMS的視景系統(tǒng)示意圖（美國洛馬公司圖片）
在技術飛行經驗和能力時，使用認證的任務預演訓練器（MRT）／全任務模擬器（FMS）訓練的小時數(shù)將被計入“飛行小時”。 RAP中對MRT ／ FMS任務小時數(shù)不會超過達到門檻所需總數(shù)的20％。
四、小結
第一，高保真模擬器對五代機的訓練起到很大作用。一方面解決了沒有雙座機的問題，同時也能用于各種任務、特情故障的模擬訓練和飛機航電升級后的適應性訓練。此外，模擬器任務的重點可放在日常飛行活動中不易獲得的訓練上。隨著FMS在訓練中的使用量增加，在帶動了訂貨量的同時也降低了單臺模擬器的成本。
第二，全任務模擬器往往采用非運動平臺設計，重點是與真機相同的OFP。不僅僅是美國為F－35開發(fā)了高保真全任務模擬器，俄羅斯也為蘇－35開發(fā)了非運動平臺的全任務模擬器�？梢钥闯鲭S著飛機作戰(zhàn)能力更強、任務系統(tǒng)復雜，發(fā)達國家在對高端作戰(zhàn)飛機的訓練已不再聚焦在基本飛行訓練，而是更重視與實裝相同OFP，達到面向作戰(zhàn)任務訓練的目的。
第三，考慮了組網訓練的需求，也考慮未來LVC的接入。2019年F－35訓練系統(tǒng)里程碑包括分布式任務培訓（DMT）能力和針對Block 4狀態(tài)的模擬器系統(tǒng)同步升級。模擬器的目標是融入美軍現(xiàn)有的分布式作戰(zhàn)網絡（DMON），允許異地的飛行員用模擬器對抗訓練，并能同訓練網絡中其它機型的訓練。此外，F(xiàn)－35的FMS將來也會接入美軍“真實－虛擬－構造”（LVC）訓練網絡。
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