趙長(zhǎng)輝 孫 璐 王 琦
漫長(zhǎng)的發(fā)展歷程
SJ30-2是原鑫諾一史威靈公司(由臺(tái)灣和美國(guó)的相關(guān)公司聯(lián)手成立)研制的一款輕型噴氣公務(wù)機(jī),該機(jī)經(jīng)歷了相對(duì)漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程,經(jīng)歷了多次曲折,在愛(ài)德華J史威靈(Edward J Swearingen)等人的長(zhǎng)期努力下才研制成功。
愛(ài)德華·J·史威靈是美國(guó)著名的通用飛機(jī)設(shè)計(jì)師和企業(yè)家。20世紀(jì)80年代初,史威靈對(duì)公務(wù)機(jī)市場(chǎng)進(jìn)行了仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)時(shí)的渦槳和噴氣公務(wù)機(jī)存在尺寸/重量大、功耗大、經(jīng)濟(jì)性差等問(wèn)題。因此,他致力于發(fā)展一種新型噴氣公務(wù)機(jī),效率可提高40%。新噴氣公務(wù)機(jī)將按成本費(fèi)用進(jìn)行設(shè)計(jì),而不追求高性能。價(jià)格費(fèi)用和使用經(jīng)濟(jì)性是飛機(jī)設(shè)計(jì)考慮的首要因素。
1988年,飛機(jī)設(shè)計(jì)方案正式對(duì)外公開(kāi),飛機(jī)編號(hào)為SA-30,稱為“風(fēng)扇噴氣”(Fanjet)。主要技術(shù)數(shù)據(jù)為:最大起飛重量4200千克,最大速度0.78馬赫,最大巡航高度12500米。飛機(jī)計(jì)劃1989年首飛,1991年底開(kāi)始交付。SA-30飛機(jī)(方案)售價(jià)200萬(wàn)美元,僅為相同航程和性能的同類公務(wù)機(jī)售價(jià)的一半,具有突出的經(jīng)濟(jì)性,耗油率比同類飛機(jī)低1/3。實(shí)現(xiàn)SA-30飛機(jī)性能指標(biāo)的關(guān)鍵因素之一是高性能小推力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。此時(shí),威廉姆斯公司剛好研制成功FJ44發(fā)動(dòng)機(jī),具有重量輕、價(jià)格低、耗油率低等有點(diǎn)。因此,SA-30將FJ44作為標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力。
為了推動(dòng)項(xiàng)目發(fā)展,史威靈設(shè)法找到一些投資人,最終得到了世界領(lǐng)先噴氣公務(wù)機(jī)制造商灣流公司的支持。1988年10月,灣流、威廉姆斯和羅羅宣布將聯(lián)合開(kāi)發(fā)該項(xiàng)目,飛機(jī)改稱灣流SA-30“灣流噴氣”(Guljet)。但1989年9月1日,灣流公司撤出該項(xiàng)目,原因是要專注發(fā)展高端噴氣公務(wù)機(jī)產(chǎn)品。之后,企業(yè)家道格拉斯·杰夫成為飛機(jī)項(xiàng)目的主要投資人,飛機(jī)重新命名為史威靈/杰夫SJ30。
1991年2月13日,SJ30原型機(jī)(機(jī)號(hào)N30SJ,裝FJ44-1發(fā)動(dòng)機(jī))首飛。到1991年第三季度時(shí),道格拉斯·杰夫因顧慮項(xiàng)目前景和投資而退出,此時(shí)飛機(jī)已經(jīng)試飛100小時(shí),最大起飛重量增加到4672千克。由于沒(méi)有找到投資人,SJ30項(xiàng)目在此后的近4年時(shí)間里停滯下來(lái)。
20世紀(jì)90年代中期,在美國(guó)西弗吉尼亞州參議員杰伊·洛克斐勒的游說(shuō)下,臺(tái)灣漢翔公司與史威靈組成鑫諾,史威靈公司,兩者各占50%股份。臺(tái)灣“經(jīng)濟(jì)部”組織有關(guān)企業(yè)/機(jī)構(gòu)組成漢翔投資公司。1995年3月,鑫諾一史威靈公司正式成立,漢翔投資公司為飛機(jī)項(xiàng)目提供約6500萬(wàn)美元資金,使SJ30項(xiàng)目得以恢復(fù)。
基本型SJ30飛機(jī)因性能不佳終止了研制,轉(zhuǎn)而發(fā)展高性能型SJ30-2飛機(jī),以贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。SJ30-2的特點(diǎn)是機(jī)身加長(zhǎng)1.32米,機(jī)翼面積加大,翼展加長(zhǎng)1.83米,增大機(jī)翼上反角,修改機(jī)翼/機(jī)身整流罩,增大載油量,換裝FJ44-2A發(fā)動(dòng)機(jī),全機(jī)重量增大。
1996年11月8日,SJ30-2原型機(jī)(用SJ30原型機(jī)改裝,裝原來(lái)的FJ44-I發(fā)動(dòng)機(jī))首飛。1997年9月4日,換裝FJ44-2A發(fā)動(dòng)機(jī)后首飛。
2000年7月17日,3架生產(chǎn)型標(biāo)準(zhǔn)原型機(jī)(后來(lái)增加到4架)中的第1架(002號(hào))出廠,2000年11月30日首飛。2003年4月26日,在進(jìn)行高速顫振飛行試驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)發(fā)生墜毀事故,試飛員死亡。003號(hào)原型機(jī)2003年3月6日首飛。004號(hào)原型機(jī)2003年10月17日首飛。2002年3月,005號(hào)原型機(jī)(機(jī)號(hào)N50SJ)開(kāi)始裝配工作,代替003號(hào)飛機(jī),2005年1月首飛,用于自動(dòng)駕駛儀、內(nèi)裝飾和功能/可靠性適航認(rèn)證試驗(yàn)。2005年10月27日,最終取得FAR23部通勤類型號(hào)合格證(最大起飛重量增大到6628千克),累計(jì)試飛2500小時(shí),歷時(shí)5年。
SJ30-2通過(guò)創(chuàng)紀(jì)錄飛行展示優(yōu)良的性能。2006年7月13日,N50SJ號(hào)原型機(jī)進(jìn)行了一次橫跨美國(guó)東西海岸的不經(jīng)停飛行,從紐約威切斯特機(jī)場(chǎng)飛到圣迭戈,蒙哥馬利機(jī)場(chǎng),用時(shí)5小時(shí)44分鐘。2006年7月16日,從得克薩斯州圣安東尼奧起飛,中間在鵝灣經(jīng)停,加油后直飛英國(guó)范堡羅,打破了c-1級(jí)飛行紀(jì)錄,平均速度721千米/小時(shí)。
據(jù)臺(tái)灣媒體披露,在10多年時(shí)間里,臺(tái)灣方面累計(jì)投資約6億美元。SJ30-2飛機(jī)研制周期和研制費(fèi)用都大大超出同類飛機(jī),主要問(wèn)題是史威靈公司飛機(jī)設(shè)計(jì)能力不足,也缺少經(jīng)驗(yàn),飛機(jī)試制過(guò)程中出現(xiàn)重大問(wèn)題,設(shè)計(jì)方案多次更改,項(xiàng)目一再拖期。此外,臺(tái)灣當(dāng)局委派的企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層對(duì)飛機(jī)研制業(yè)務(wù)不很熟悉,導(dǎo)致飛機(jī)研制項(xiàng)目組織管理不力。
盡管SJ30-2飛機(jī)費(fèi)盡周折才研制成功,但在批量生產(chǎn)階段又遭遇困難,發(fā)生左側(cè)機(jī)翼裝配工裝錯(cuò)誤等問(wèn)題,為了實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)還需要追加投資1.5~2億美元。另外,由于SJ30-2研制周期長(zhǎng)達(dá)10多年,盡管飛機(jī)平臺(tái)性能較好,但機(jī)載設(shè)備/系統(tǒng)已經(jīng)相對(duì)落后。此外,輕型噴氣公務(wù)機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈,賽斯納、豪客一比奇等老牌公司的產(chǎn)品牢牢占有市場(chǎng),SJ30-2在市場(chǎng)開(kāi)拓、建立市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)網(wǎng)絡(luò)和售后服務(wù)體系等方面面臨很多困難。SJ30-2飛機(jī)項(xiàng)目耗費(fèi)巨額投資,仍困難重重,無(wú)法實(shí)現(xiàn)批生產(chǎn)和獲得投資回報(bào),因此在臺(tái)灣備受爭(zhēng)議。2008年年初,適逢臺(tái)灣政壇交疊,民進(jìn)黨當(dāng)局在下臺(tái)之前決定出售鑫諾·史威靈公司和SJ30-2飛機(jī)項(xiàng)目,最終以1.5億美元的低價(jià)出售給阿聯(lián)酋投資和發(fā)展公司(Emwes)。
SJ30-2的市場(chǎng)銷(xiāo)售情況比較好,Emives公司收購(gòu)時(shí),訂貨數(shù)約200多架。目前Emives公司正在積極進(jìn)行SJ30-2飛機(jī)的批生產(chǎn)交付和市場(chǎng)開(kāi)拓工作。
技術(shù)和性能特點(diǎn)
SJ30的設(shè)計(jì)師將優(yōu)異的經(jīng)濟(jì)性和使用性能(低價(jià)格、高效率),高巡航速度和巡航高度,大航程作為設(shè)計(jì)目標(biāo),經(jīng)過(guò)十多年的艱苦努力,將SJ30-2打造成目前世界上飛得最快、飛得最遠(yuǎn)、飛得最高的輕型噴氣公務(wù)機(jī)。
SJ30-2的最大使用馬赫數(shù)為0.83,最大巡航速度880千米/小時(shí),最大航程4639千米(1名駕駛員+2名乘客),最大飛行高度14935米,這些性能指標(biāo)在同類輕型噴氣公務(wù)機(jī)中都是最高的。SJ30-2的最大航程與傳統(tǒng)的中型公務(wù)機(jī)相當(dāng),能夠滿足美國(guó)本土任何城市之間直飛的要求,已經(jīng)超越了輕型噴氣公務(wù)機(jī)的概念(輕型噴氣公務(wù)機(jī)的最大航程一般在3000千米以下)。價(jià)格約700萬(wàn)美元,耗油率475-490升/小時(shí),使用成本約750美元/小時(shí)。執(zhí)行典型的1850千米航段任務(wù)時(shí),用時(shí)只有2小時(shí)22分鐘,每英里成本約2.77美元,在同類飛機(jī)中差不多是最低的。
SJ30-2采用常規(guī)的尾吊雙發(fā)正常式氣動(dòng)布局,外形簡(jiǎn)潔流暢、飄逸,富于美感而又動(dòng)感十足。精心設(shè)計(jì)的氣動(dòng)外形,具有出色的高速性能:中等后掠角大展弦比、梯形下單翼,采用CFD技術(shù)設(shè)計(jì)的半超臨界翼型,前緣縫翼和大尺寸后緣富勒式襟翼保證起降性能和低速性能;流線形細(xì)長(zhǎng)機(jī)身,低阻力尖削機(jī)頭/駕駛艙;大尺寸、低阻力機(jī)翼機(jī)身整流罩;T形尾翼,大后掠角三角形垂尾,全動(dòng)式中等后掠角梯形平尾;機(jī)身尾段下部有塊細(xì)長(zhǎng)腹鰭/整流片;前三點(diǎn)可收放起落架,中機(jī)身下部的主起落架呈八字形,采用搖臂式結(jié)構(gòu),承載大、減振功能好。機(jī)體為高強(qiáng)度鋁合金半硬殼結(jié)構(gòu),大量采用整體機(jī)加件,全機(jī)零件數(shù)量大約15000項(xiàng),復(fù)合材料用量較少,僅用于整流罩類部件。
標(biāo)準(zhǔn)客艙布局為5座,駕駛艙布置正副駕駛員座椅,副駕駛座椅也可供乘客乘坐??团摻孛鏋閳A形,最大高度1.38米,最大寬度1.46米,最大長(zhǎng)度3.81米。通過(guò)高增壓壓差設(shè)計(jì)提高舒適性,最大壓差高達(dá)8270帕,比同類飛機(jī)高約30-40%,在民用飛機(jī)中是最高的。
動(dòng)力裝置為兩臺(tái)威廉姆斯FJ44-2高性能小推力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),單臺(tái)推力10.23千牛(1043千克力)。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)使用電子控制裝置(ECU)。
采用霍尼維爾Primus Epic CDS綜合航電系統(tǒng),主要設(shè)備包括綜合航電計(jì)算機(jī)、大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)、三臺(tái)彩色液晶顯示器、導(dǎo)航系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、氣象雷達(dá)、飛行管理系統(tǒng)(FMS)、增強(qiáng)型近地告警系統(tǒng)(EGPWS)、空中交通提示和防撞系統(tǒng)(TCAS)等,可滿足單駕駛晝夜復(fù)雜氣象條件下使用。
為了降低成本,SJ30-2飛機(jī)在設(shè)備選配上進(jìn)行了簡(jiǎn)化,如發(fā)動(dòng)機(jī)采用ECU而不采用雙通道全權(quán)限數(shù)字式發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)(FADEC),不采用反推力裝置和輔助動(dòng)力裝置。采用簡(jiǎn)單的重力加油系統(tǒng),而沒(méi)有采用單點(diǎn)壓力加油系統(tǒng)。航電系統(tǒng)采用相對(duì)落后的Primus Epic CDS系統(tǒng),而沒(méi)有采用集成度更高、功效更好的洛克韋爾柯林斯Pro Line 21系統(tǒng)。如果用戶有需求,可以選配高性能系統(tǒng)/設(shè)備,不過(guò)這樣成本會(huì)增加一些。