Liberty XL2私人小飞机试飞报告

在通航飞机市场里有两类机型是最具竞争力的。第一类是久经考验的经典设计,最好的例子是赛斯纳172型。这些机型随技术的发展不断更新改进,但整体看仍然保留了最初的设计与理念。第二类是成功的全新设计,或称“白纸设计”。在航空业里搞白纸设计注定风险大,不但设计本身要出类拔萃,产品市场定位也要精准。从设计定型到下线首航,从试飞到认证,再到保质保量的批量生产,每一个环节都是冗长困难的。很多机型甚至整个企业都未能在这个流程中存活下来,但是成功者却大有人在。Liberty Aerospace 公司的Liberty XL2就是其中之一。(作者:张胤捷)

我从2005年开始飞行,回想这些年大部分的时间是在单飞或与另一位飞行员搭档飞行中度过的。需要用后排座椅载客的时候很少。每次飞行的目的地也大都在 500公里以内。能经常满载家人朋友飞越山川大河去空中远足是每个私人飞行员学飞时候的梦想,飞的时间长了,这个梦想总会被一两个成员的短途飞行这一普遍现实所取代。事实虽然如此,但在二十一世纪的私人飞机市场,现代化、高效率、经济舒适的双座“巡游”机型却无处可寻。针对这一市场空缺, Liberty Aerospace 公司从本世纪初开始历时6年,从无到有,力克难关,设计出了Liberty XL2这架独具风格的私人小飞机

Liberty XL2私人小飞机

从外观看XL2,小巧玲珑,机身前宽后窄,头尾线条弧度很大。内行的人看到这样的机体弧线首先想到的一定是“碳纤维”。不错,同西锐的SR22和波音787 一样,Liberty XL2的机体是用碳纤维制造的。与传统的铝材构架比较,碳纤维的优点很多,例如重量轻、强度高、可塑性高、抗腐蚀等等。这些特点使它成为当今航空制造业炙手可热的材料新宠。XL2的整个碳纤维机体外壳重量不到50公斤,整架飞机净重在500公斤左右。这样轻的质量为XL2的各项优异性能指标打下了坚实的基础。它的机翼与轻巧的机体相辅相成,翼展不到9米,比赛斯纳172短两米多。机翼厚度薄,上下表面平整光滑。

看着这短小精干的机翼,很难想象它与协和超音速客机的机翼同出一位设计师之手。飞机机翼的设计是空气动力学,航空设计学与结构材料学的交会点,是任何一架固定翼航空器设计的重点。升力与低阻力是机翼设计中的鱼与熊掌,难以间得,但一位好的设计师可以像一位魔术师,用有形的机翼支配无形的升力与阻力,在无数的运动和状态组合中取得升力与阻力比的最大化。XL2设计翼展小,从而减小了阻力,但同时又把升力的损失控制在最小,使其高速与低速性能都很出众。

Liberty XL2这样轻重量,低阻力的整体设计使得它的几项主要性能指标做到可圈可点:高速巡航速度222公里/小时,和赛斯纳172SP相当;长距离巡航航程 1013公里;满燃油载重量189公斤。两个人加上行李从北京自驾到青岛只需要3小时时间。落地吃个午餐,再飞3小时就到上海了。

看完整体看局部,我的注意力自然集中在驾驶舱上。任何一个飞惯了小飞机的人看到XL2座舱一定觉得它特别宽敞明亮。座舱内宽1.22米,这样的宽度不要说两座机型,就是在六座机型中也是罕见的。两个淡绿色的真皮座椅有足够的空间做到宽敞舒适,座椅后面的行李区可以装载45公斤的各类物品。座舱正前方是一整块的有机挡风玻璃,中间没有框架,所以飞行员的前视野不受任何阻挡,两边的舱门向上向外开启,门框结构轻巧,大部分的舱门面积都被侧窗占据。关闭后侧窗和前窗在飞行员的视野内浑为一体,形成了一个270度的“玻璃球体”。宽敞的座舱,舒适的座椅加上环绕四周的玻璃窗,处处体现出XL2以“私人巡游飞机”为市场定位的设计意图。

驾驶舱仪表板的中央区域是通讯与导航设备,其中最引人注目的莫过于那一部Garmin GNS530卫星定位器。它功能强大但也价格不菲,除定位导航外还可以显示地形、气候和空中交通信息。驾驶员正前方安装了俗称“六件套”的标准圆形飞行仪表,它们的下面有一个我从没见过的淡绿色液晶屏幕。经飞机主人丹尼尔.斯皮泽医生介绍才知道这是Vision MicroSystems 1000显示屏。在这个屏幕上汇总了所有与发动机相关的信息,例如歧管压,螺旋桨转速,气缸温度,机油温度与压强,排气管温度,燃油流量等等。这个显示屏是发动机系统的组成部分之一,而这个发动机系统正是Liberty XL2先进设计的核心。

打开发动机盖你会看到一个体积不大的四缸活塞风冷航空发动机,这台大陆IOF-240B 发动机最大马力125匹,在私人飞机中算是很小的,比较来说赛斯纳172SP的发动机是180马力,而西锐SR22则高达310马力。但这小小的发动机里却暗藏乾坤,是当今世界上任何其它一架活塞式飞机都不具备的。那就是全自动电子发动机控制系统(Full Authority Digital Engine Control – FADEC)。FADEC的概念是用电脑取代飞行员来执行监视和控制发动机的任务。装备有FADEC的发动机在每一个气缸和排气口都安装了诸多压力和温度感应器,通过它们以每秒几十次的频率对每个汽缸的每一个冲程进行数据采样,安装在发动机和驾驶舱之间的两部电脑对这些数据进行分析,然后依据分析结果来自动控制喷油量,点火时机等的一切发动机运作机制。

在传统驾驶舱里飞行员要通过三到四个控制杆来操作发动机,不仅任务繁重精准度也远不及电子系统。安装了FADEC后,驾驶舱里的发动机控制简化到了点火钥匙和油门。启动时飞行员不需要控制燃油进入发动机的时机,只要转动钥匙电脑系统从打火到注油一气呵成。FADEC油门杆和发动机油门之间其实没有了任何直接联系,它已经演变成了一个电脑输入设备。飞行员用这个操作杆来告诉电脑他需要多少发动机功率,从起飞的100%到巡航的75%-55%直到降落时的0%,电脑遵循这些飞行员的指令精准高效地操作发动机。

FADEC 这个人与机器之间的“电子中间人”具备很多独到的优点。它简化了人工操作,把飞行中的发动机控制变得和开车一样简单,从而减小了人为错误的几率,避免了因误操作损伤发动机的可能。电子燃油控制大幅度提高了经济性,确保了以最低的耗油量产出最大功率。222公里/小时的巡航速度只需要23升/小时的燃油,这样的效率在Liberty XL2诞生之前是闻所未闻的。按比例计算,没有任何其它批量生产的飞机可以用125马力达到XL2的高速度或者低耗油量。节油以外它的结构简单可靠从而降低了维护成本,大大减少了运营开支,如此杰出的经济性使它成为了另一个通航市场的青睐对象 — 飞行学校。

里里外外的理论分析之后 ,现在是在天空中体验Liberty XL2的时候了。轻转钥匙,眼前的螺旋机立刻飞旋起来。滑行到跑道尽头做最后的起飞前检查,确保一切设备运转正常。我在无线电上宣布起飞意图后滑行到这个无塔台机场跑道的起飞位置。右手握住操纵杆,左手将油门杆稳稳地推到最前位置。WOT(Wide Open Throttle)灯随即亮起,表明FADEC系统收到我100%推力的指令。发动机毫无延迟地加力,整架飞机沿跑道加速向前冲去。40节,50节,60 节,我随空速表的读数轻轻向后带杆,机头抬起前轮离地,主机轮在跑道上滚动的声音随即戛然而止。这架帅气的小飞机腾空而起,载着我和丹尼尔以250米/分钟的垂直速度冲向蓝天。

这是我第一次飞中置操纵杆的飞机,以为会不适应,但它的手感让我觉得很自然顺畅。短短几分钟后我们爬到1000米高度。推杆配平收油进入巡航状态。我把推力设定在75%,飞机很快加速到120节。再看看燃油流量只有20升出头,这几乎是我常飞的单引擎飞机耗油量的一半。和我飞过的六座双引擎飞机相比,后者速度快25%-30%,但耗油量是XL2的四倍。驾驶舱的宽敞和舒适度又明显不及XL2。如果不是必须载人载物,这两架飞机之间谁是最佳选择应该一目了然。我们选择了一片空旷的田野上空来测试XL2的操控品质。我向左轻推杆,飞机立刻做出回应开始盘旋。左转360度后我向右用力推杆,右脚登舵,XL2毫不含糊,瞬间就从左倾状态进入大角度右倾。向后拉杆保持高度,盯着飞旋的地面和罗盘,飞机进入了深度盘旋状态。这样深与浅的盘旋是体验飞机横向机动性能的简单方法。

在整个过程中XL2对飞行员的操作反应灵敏迅速,同时稳定性优良,即使在大倾斜状态下一杆两舵也没有过沉的感觉。回到平飞状态后我慢慢拉杆收油,同时逐步放下襟翼。空速表的指针降到了50节。在这个速度下我们做了几个缓慢转向。一架飞机的低速性能和高速性能一样重要,它直接决定了降落稳定性和降落跑道长度。 XL2在如此低的速度下飞行稳定,对操作的反应不迟钝不打折扣,没有任何失速的迹象。难怪它降落从触地到停止只需要215米的跑道。回到巡航状态下,我左顾右盼地开始欣赏XL2独有的风景。我的面前和左右两侧甚至头顶都是玻璃,视野开阔的像一辆敞篷汽车。看看身边的机翼,浑然觉得像是坐在阿拉丁的飞毯上。我伸手打开通风口,清凉的风吹在脸上,两个手指在操作杆上晃动几下,飞机像微波中的小船轻轻荡漾。我想这样的感觉和飞鸟应该相差无几吧。

飞行是自由的享受,眼前这诸多的控制杆,仪表和电子屏幕可以让你体验驾驶的乐趣。而当你如此轻松地靠在椅背上,把眼光从驾驶舱内转向宽敞明亮的窗外,在蓝天白云的围绕中看远在脚下的大地和天边的地平线时,飞翔的单纯,平静和乐趣会慢慢渗透到你感官的每一个角落。这一刻我才深刻体会到Liberty XL2设计者的聪慧。灵敏、稳定、舒适宽敞、技术先进、操作简单。可行千里路,也可坐观天地万象。而这一切的设计都是围绕着会飞翔的你。Liberty XL2为“私人飞行”注入了更多的自由与乐趣,新世纪的天空青睐诞生在新世纪的飞机。展望祖国未来自由飞翔的天空,希望Liberty XL2会成为很多私人飞行员朋友心爱的坐骑。

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