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赛斯纳庞巴迪

揭秘轻型飞机的“朋友圈”

私人飞机网 更新时间:2016-06-27 10:51:57 来源:中国航空新闻网 字号:

  它是一个超另类的轻型飞机模型电玩,一键按下,与轻型飞机相关的海量信息就会“突突”显现,也就是无时无刻更新着它自己的“朋友圈”。它的朋友以喜好飞行的人居多,可连线古人、仙姑、奇人、鬼才、大师,也可连接一些重金属、复合材料的机器物语,等等,当然,这是一个臆想,但诱发了关于轻型飞机的些许讨论。从古至今,人类在飞行器研制的历史长河中就是一次次疯狂创举、一次次推倒重建、一次次反复琢磨、一次次尘埃落定。
  一个民族有一些关注天空的人,他们才有希望;一个民族只是关心脚下的事情,注定没有未来。
  经过了两次世界大战的洗礼,飞机在性能上有了很大的飞跃,而轻型飞机作为飞机中的一个大类,对航空产业发展有着重要影响。从产业上游看,轻型飞机是对航空产业的补充和完善,对下游的通用航空产业而言,也能起到有力促进作用。随着低空逐渐开放的政策出台,轻型飞机也将会越来越融入到普通老百姓的生活;另一方面,轻型飞机的设计更是充满了技术革新和奇思妙想,本文试着叙述一些关于轻型飞机的那些名家和那些技术,不一而足。


  空中梦想家
  人类在发明创造的道路上从不缺乏思想闪光的人,尤其在轻型飞机的发展过程中,不得不提一个鬼才朋友,伯特·鲁坦,可以说他开创了美国自制飞机的一个时代,在他临近退休的时候,还开创了世界私人太空飞行的时代。
  鲁坦是一个航空奇人,在飞机设计日益公司化和依赖大兵团作战的氛围下,他是一个惹人注目的单干户,提出过许多外形古怪而空气动力性能优越的飞机设计方案,从Varieze到“旅行者”号再到“太空船一号”,他的设计思想都是用最高的性价比、最容易实现的方式,达到目的。鲁坦1943年6月17日生于俄勒冈州波特兰,学生时代设计的模型飞机曾获过奖,16岁学习飞行,1965年在加州工业大学获航空工程学士学位后,在爱德华兹空军基地任文职试飞工程师,1974年6月成立了鲁坦飞机厂,接连推出一系列供家庭组装的小型飞机。1982年4月,鲁坦在莫哈韦机场创办了“缩尺复合材料”公司,专为飞机研制和航空研究项目设计制造原型机。
  “旅行者”号轻型飞机的设计过程像极了J·K·罗琳在咖啡馆肆意撰写《哈利波特》的情境,鲁坦也是在小餐馆等餐的同时在张草纸上涂涂画画形成了雏形,而后由志愿者们造出来,这架飞机完成了史无前例的中途不加油、不着陆环绕飞行壮举,飞行近4万多千米,历时9天3分44秒。“旅行者”号除去它令人难以想象的续航能力外,为了达到足够轻,足够的升力,能载足够的油选择了载重量大的鸭式布局,并且全机身都采用低密度高强度的复合材料,以尽可能地减轻机身重量。结果这架翼展比波音727还大的怪家伙,全机结构重量仅有425千克。机身虽轻,但它的17个油箱却能装下4056千克的燃油,简直就像一只飞行的巨大油箱。这架飞机采用的鸭式布局,在飞机诞生的早期并未能受到足够的重视,后来随着超声速时代的来临,鸭式气动布局的优点才逐渐被人们所认识。


  这位骨子里流淌的西部牛仔的疯狂和冒险的美国大叔鲁坦,至今已经设计了近百种各式各样的飞行器,不乏“太空船一号”和“环球飞行者”等大作。在2015年EAA航展期间,已是72岁的鲁坦公开了新机SkiGull的细节,这是一架水陆雪三栖飞机,有可伸缩的、灵活的滑雪系统,能够停放到车库中,同时具有超大航程、折叠机翼、超静音等特点。老爷子说这是他设计的最后一架飞机了,他坦言这架可爱、精致的小飞机是送给妻子Tonya的礼物,因为她刚刚获得飞行驾照。此外,老爷子计划驾驶该机开始环球旅行。
  在中国,也有一位一生都与飞行结缘的朋友,曾完成过“小鹰”500飞机、“海鸥”300飞机、“领世”AG300等多个机型的首飞和适航验证试飞任务。如今,年逾花甲的他仍坚守在新机试飞的第一线。他就是中国通用飞机试飞第一人,中航通飞华北飞机公司资历最深的飞行员,总飞行师、首席试飞员——孔翔。这位朋友时常游走在生死边缘,他试飞员的职业有“刀尖上的舞者”之称。在“小鹰”500飞机为期9个多月的型号适航取证试飞工作中,孔翔担任机长和首席试飞员,成功完成了飞机失速和失速动态、空中关闭发动机再启动、无动力滑翔比、尾旋(螺旋)试飞等一类风险科目,填补了我国小型单发民用飞机试飞史上的四项空白。


  除了试飞上的功绩,孔翔还促成了8架“小鹰”500飞机首次出口老挝空军。2013年上半年,8架“小鹰”500飞机出口老挝进入生产试飞阶段,孔翔带头接受了转场任务,得到了老挝国防部、空军的好评和嘉奖。“小鹰”500飞机目前已出口到东南亚、南非等地。
  孔翔的“朋友圈”中绝对还有一件重器——“海鸥”300飞机。“海鸥”300飞机气动设计别致,性能独特,发动机高置在机身上部,与常规布局飞机相比,飞行操纵难度更大。孔翔十分珍爱这位朋友,对它的飞机操纵系统和座舱设备布局等方面提出了多项关键技术的更改建议,大大改善了飞机操控的稳定性和可靠性。“海鸥”300飞机首飞成功后,孔翔又大胆进行验证,成功完成了水上首飞及后续试飞任务,填补了国内船身式小型水陆两栖飞机试飞技术的空白。
  机器物语
  伯特·鲁坦的设计,为轻型飞机带来了重大改变,闯出了一条突破性的道路。而孔翔,成为中国通用飞机中试飞机型最多、挑战难度最大的人也绝非偶然。如今,轻型飞机产业动荡的年代已然过去,新概念机的时代貌似来临。


  众所周知,西锐公司及其产品线一直以来都以不断创新和升级安全性能闻名,特别是在过去的几年里,西锐公司不断在SR系列飞机上增加安全性能及技术,其整机降落伞系统(CAPS)更被视为西锐云端安全的终极保障,也是每架西锐飞机的标志性配置。自诞生之日起,整机降落伞系统便成为通用航空安全的里程碑,且单凭这项技术已在全球让百余人免于事故、安全回家。
  说起西锐整机降落伞,可以将历史追溯到20世纪80年代。1985年,西锐公司联合创始人之一Alan Klapmeier在与教员进行仪表培训时,发生了一起空中撞击事故。Alan尽其所能,才将飞机安全降落,然而另外一架飞机的飞行员却没有那么幸运。劫后余生的Alan产生了在每一架西锐飞机上安装整机降落伞的想法。他认为,紧急情况下,西锐公司应该为飞行员提供更好的方案。
  一种理念的出现、投入设计和认证过程永远是一条充满挑战和不断进步的道路。从二战时期发展起来的美国航空业,英雄主义情结萦绕在很多飞行员脑海里。有不少人固执地认为“好的飞行员永远不需要降落伞”。经过近20年的不断摸索,带有整机降落伞的SR20飞机于1999年正式面世。这意味着SR系列飞机成为最早认证的安装有整机降落伞系统的机型。


  所谓整机降落伞功能,它可以在发生紧急情况时实现安全降落,紧急时飞行员拉动位于头部上方的把手,钢缆释放点火器激发火箭将伞拉出,飞机逐步减速,之后后部伞绳割断,飞机摆正状态着陆。而这项技术也经历了一系列的试验研制,为了保证降落伞结构的正常开启并验证安全性能,西锐公司的工程师用一架C-123运输机把相当于飞机最大起飞重量1.25倍的重物运到空中,以306千米/时的速度进行了45次的降落伞研发投放试验;为确保释放火箭在两秒内将降落伞打开,西锐公司进行了多达20次的降落伞释放火箭试验。还有机身抗坠毁试验、开伞试验等这一系列残酷的实验,西锐飞机整机降落伞研制成功,事故率大大低于单发飞机和通用航空的平均水平。
  而轻型飞机的出现始终要满足于人类的曼妙飞行,使之达到安静飞行的莫过于电动飞行,欧洲人对此做出了贡献。空客集团于2012年启动了E-Fan全电动飞机项目。该机采用全碳纤维复合材料,依靠电池提供动力,在飞行过程中不排放废气,试飞过程中也几乎听不到任何刺耳的噪音。这架革命性的飞机在31英尺长的机翼上配备了锂离子聚合物电池,双电动马达的总功率为60千瓦。在电池充满电的情况下可飞行1小时,最高飞行高度为1000米,最高飞行速度可达220千米/时。E-Fan计划在2017年投入生产。


  话说电动飞机概念最早可追溯至1973年的西德,直至近年航空业界才不断取得突破,令电动飞机越来越有希望真正投入使用。目前电池驱动的飞机在能量密度上还远不如和普通的燃油飞机相比,最先进的电动飞机在功率、容量和速度上也相形见绌。不过,这也意味着电动飞机有着巨大的增长空间。
  说完这两大技术,再来看个霸道总裁,当我们还在憧憬着自己的保时捷时,高端大气上档次的以色列“标枪”公务机已经把这个梦想带上了天空。当以色列的工程师宣布这种有着战斗机外形的“标枪”作为公务机推向世界市场的时候,令很多人兴奋不已。该型机由以色列飞机工业公司与美国航空技术集团合作、以后者的一种民用双座喷气机为基础研制,代替以空军现役的法制CM-170“教师”和美制A-4“天鹰”高级喷气教练机,它外形上类似于一架F-5战斗机,拥有漂亮的外倾式双垂尾和优美流线的机身。目前,以色列航空工业公司已经将“标枪”将作为公务机推向国际市场,成为了轻型飞机中的颜值担当。
  五湖四海皆朋友,且再看些轻型飞机的其他物种。美国的民营飞机制造商Cobalt推出了他们最新的私人飞机产品——Valkyrie-X和CO50Valkyrie,目前已接受预订。这两款飞机不但拥有非常出色的外观,同时还拥有同级飞机中最快的速度和最远的航程。Icon Aircraft公司设计的Icon A5属新式“轻型运动飞机”。该飞机是一位F-16战机飞行员和一位滑板设计师共同设计的杰作。它是一款水陆空三栖飞机,在陆地上奔驰和在水面上航行的时候,机翼可折叠起来。Icon A5搭载了轻量运动飞机最常见的Rotax发动机,这台4缸液冷发动机拥有100马力,油耗可以低至百公里9.4升,跟一台家庭轿车的油耗相当。Icon的工程和研发团队正是来自美国航空界传奇人物伯特·鲁坦创立的“缩尺复合材料”公司。
  曾经无忧无虑,如今几多唏嘘,愿你闯荡半生,心中仍是少年。一大批雄心勃勃的飞机制造者、勇敢的飞行员以及向往天空的梦想家,如同《疯狂动物城》电影里的动物群体一样,享受着其独特的生活方式。随着对低空空域的开放需求日渐增强,相信人类离享受真正自由安全的飞行也不远了,可骑浪海滩,可追赶后羿,任尔东南西北飞。

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