全能冠軍

趙長(zhǎng)輝　張金　王海軍

以賽斯納208“凱旋”系列飛機(jī)為代表的單發(fā)多用途飛機(jī)是通用航空領(lǐng)域中最為常見(jiàn)的機(jī)型。事實(shí)上。早在208系列飛機(jī)誕生之前，這一級(jí)別的飛機(jī)就因?yàn)閺V泛的市場(chǎng)需求而備受關(guān)注。其發(fā)展歷程。也經(jīng)歷了活塞式到渦槳式的變遷……

多用途飛機(jī)（utilityaircraft）是通用航空飛機(jī)中的一個(gè)大類。顧名思義，其突出特點(diǎn)即用途廣泛，可執(zhí)行多種任務(wù)，應(yīng)用領(lǐng)域廣。事實(shí)上，大多數(shù)通航飛機(jī)都有多用途的特點(diǎn)，但與純粹的多用途飛機(jī)相比，它們的應(yīng)用面仍然較窄。

美國(guó)軍用飛機(jī)中編號(hào)為u的即為多用途飛機(jī)，但在通用航空領(lǐng)域，多用途飛機(jī)的定義并不明確，而是一個(gè)較為寬泛的概念。綜合各類資料分析，筆者發(fā)現(xiàn)多用途飛機(jī)大多為10座級(jí)的活塞/渦槳單發(fā)/雙發(fā)飛機(jī)。這類飛機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)座艙布局為10座，或載貨量1噸左右，典型任務(wù)航程約500～1000千米。

為了更好地滿足市場(chǎng)需求，某些多用途飛機(jī)的運(yùn)力較上述標(biāo)準(zhǔn)略高或略低，但它們都可以歸納為10座級(jí)多用途飛機(jī)。不過(guò)，由于10座級(jí)飛機(jī)使用的適航標(biāo)準(zhǔn)是FAR23部/EASA23部/CCAR23部正常類飛機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，因此，其最大載客量不得超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的9人，同理，其最大起飛重量也不得超過(guò)5.67噸（12500磅）。所以，某些大運(yùn)力的多用途飛機(jī)需要獲得適航管理部門的特別批準(zhǔn)方能生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)。

除了基本的短途客貨運(yùn)輸外，大多數(shù)多用途飛機(jī)還常用于郵政快遞/高效物流、公務(wù)飛行/VIP運(yùn)輸、空中出租/旅游包機(jī)、遙感物探/航拍航測(cè)、醫(yī)療救護(hù)/傷員運(yùn)送、農(nóng)林作業(yè)、航空攝影、監(jiān)視和巡邏、跳傘、科研、執(zhí)法、人工影響天氣，甚至準(zhǔn)軍事用途等。

從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，本世紀(jì)30年代之前的多用途飛機(jī)以雙發(fā)機(jī)型為主。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提高，近年來(lái)，單發(fā)機(jī)型取代雙發(fā)成為了主流。低成本、低性能的活塞飛機(jī)作為補(bǔ)充。

目前，全世界共有10座級(jí)渦槳單發(fā)多用途飛機(jī)3000～4000架，年增長(zhǎng)量約為150～200架?；钊w機(jī)的總量與渦槳機(jī)型接近，但由于老機(jī)型不斷退出，因此總量正在不斷下降。

技術(shù)特點(diǎn)

物美價(jià)廉、一機(jī)多能的多用途飛機(jī)歸納起來(lái)普遍具有以下特性：

·用途廣泛，不同角色間能夠快速切換：

·各類飛行屬性均衡，綜合性能好：

·惡劣氣象環(huán)境下的適應(yīng)能力強(qiáng)：

·可到達(dá)性能好，能在簡(jiǎn)易的場(chǎng)地起降：

·良好的操縱性，對(duì)飛行員的要求較低：

·使用維護(hù)簡(jiǎn)便，對(duì)地面設(shè)備的要求低：

·價(jià)格低廉，使用和維護(hù)成本低：

·能夠滿足短距離起降（STOL）的要求。

由此可見(jiàn)，多用途飛機(jī)所需實(shí)現(xiàn)的要求眾多，因此需要高超的設(shè)計(jì)技術(shù)。就總體而言，多用途飛機(jī)往往采用最為簡(jiǎn)單、可靠的設(shè)計(jì)，從而最大限度地降低故障率和維護(hù)保障的工作量，實(shí)現(xiàn)高安全性和可靠性。

多用途飛機(jī)的總體布局簡(jiǎn)單合理，氣動(dòng)性能優(yōu)異，具有較好的操縱性和穩(wěn)定性。即便在配裝大型浮筒起落架及大型外掛物時(shí)，飛機(jī)仍能保持良好的操穩(wěn)特性和飛行性能。此外，飛機(jī)在設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)上充分考慮極寒、極熱、高原、沙漠、山區(qū)、海島等惡劣環(huán)境下的使用要求。

具體地說(shuō)，多用途飛機(jī)多采用帶側(cè)撐桿上單翼、低平尾的正常布局。由于飛行速度相對(duì)較低，多采用小后掠角梯形或矩形機(jī)翼，即常規(guī)的NACA翼型。此外，該類飛機(jī)多采用機(jī)翼整體油箱設(shè)計(jì)，裝載全部燃油。同時(shí)，為了達(dá)到適航條例要求的113千米/時(shí)（61節(jié)）的最大失速速度，機(jī)翼后緣多采用大面積的富勒式襟翼或開縫襟翼，有些機(jī)型還采用比較特殊的同步偏轉(zhuǎn)副翼用作輔助副翼，或者采用外側(cè)襟副翼設(shè)計(jì)。

為了實(shí)現(xiàn)“制造成本低，維護(hù)簡(jiǎn)便，損傷后易于修理?！钡脑O(shè)計(jì)目標(biāo)，多用途飛機(jī)的機(jī)體多為全金屬結(jié)構(gòu)，采用破損安全或損傷容限的設(shè)計(jì)方法，并對(duì)機(jī)體進(jìn)行有效的防腐蝕設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用，具有較好的完整性，且能經(jīng)受惡劣環(huán)境的“侵蝕”和使用造成的損耗。不僅如此，多用途飛機(jī)的機(jī)體在設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮改裝浮筒起落架，加裝機(jī)腹吊艙等裝置的連接和安裝要求。

發(fā)動(dòng)機(jī)短艙安裝在機(jī)頭，采用三葉或四葉變距螺旋槳，全順槳和可有效減少著陸距離的反槳系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道位于短艙下部或兩側(cè)，進(jìn)氣道內(nèi)一般帶有外來(lái)物保護(hù)慣性分離系統(tǒng)，從而保證飛機(jī)在簡(jiǎn)易場(chǎng)地起降時(shí)的安全。

現(xiàn)代多用途飛機(jī)的最大外部特征即普遍采用單發(fā)設(shè)計(jì)，搭載大功率活塞或渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)。由于現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)非常成熟，且經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用驗(yàn)證，具備充分的可靠性和安全性，因此使用單發(fā)設(shè)計(jì)不但不會(huì)對(duì)飛機(jī)的性能造成影響，同時(shí)還具有優(yōu)秀的經(jīng)濟(jì)性。不過(guò)，在危險(xiǎn)水域上空或高海拔地區(qū)執(zhí)行任務(wù)的多用途飛機(jī)仍然以雙發(fā)機(jī)型為主。

飛機(jī)座艙的尺寸一般都相對(duì)比較大，且多采用矩形截面，并最大限度地提供工整的內(nèi)部空間，配有水平地板，可滿足各種裝載要求。座艙內(nèi)飾簡(jiǎn)單實(shí)用，地板有通用的連接系統(tǒng)（座椅滑軌和系留裝置），座艙布局可以快速更換。此外，多用途飛機(jī)大多擁有多個(gè)艙門，艙門又以雙聯(lián)設(shè)計(jì)居多，并帶有單獨(dú)的登機(jī)梯或采用登機(jī)梯艙門設(shè)計(jì)，便于乘客進(jìn)出和貨物的快速裝卸。

為了降低成本，多用途飛機(jī)一般采用非增壓座艙設(shè)計(jì)。盡管犧牲了部分高度性能，但非增壓座艙設(shè)計(jì)能夠有效降低成本。另外，對(duì)于多用途飛機(jī)執(zhí)行的大多數(shù)任務(wù)來(lái)說(shuō)，增壓式座艙設(shè)計(jì)都顯得畫蛇添足。

能夠執(zhí)行的任務(wù)種類多就意味著需要在各類氣象條件和場(chǎng)地條件下起降，因此，很多多用途飛機(jī)具有短距起降（STOL）特性，起飛和著陸滑跑距離最短可達(dá)到1000英尺，即305米以下。

飛機(jī)的起落架多采用不可收放式設(shè)計(jì)，主起落架一般不采用復(fù)雜的油氣式減震支柱，而是最簡(jiǎn)單的管簧式支柱，配以大尺寸低壓輪胎，具有極好的緩沖/減震性能，能夠在土跑道甚至是沙石跑道等粗糙場(chǎng)地使用。有的多用途飛機(jī)的機(jī)輪還帶有專門設(shè)計(jì)的刮泥板。此外，不少飛機(jī)還都能配裝水陸兩用的浮筒起落架及滑撬起落架，使飛機(jī)能夠在廣闊的水域或冰雪表面起降，極大地?cái)U(kuò)展了飛機(jī)的通達(dá)范圍，進(jìn)而保證飛機(jī)能夠執(zhí)行多種任務(wù)。

多用途飛機(jī)的關(guān)鍵系統(tǒng)采用冗余設(shè)計(jì)，最大限度地保證安全性和出勤率。此外，飛機(jī)配裝較為完善的防冰系統(tǒng)，機(jī)載電子設(shè)備也比較完備，搭載完整的VFR和IFR成套設(shè)備和儀表，有些飛機(jī)還配裝氣象雷達(dá)（一般采用機(jī)翼雷達(dá)吊艙設(shè)計(jì)）。

多用途飛機(jī)一般都按照單人駕駛設(shè)計(jì)并申請(qǐng)適航認(rèn)證，但飛機(jī)仍然裝配兩套操縱系統(tǒng)。此外，多用途飛機(jī)都具有良好的自主保障性，對(duì)機(jī)場(chǎng)及地面設(shè)備的要求很低。

發(fā)展情況

多用途飛機(jī)發(fā)展至今已有70年的歷史，其誕生源于加拿大偏遠(yuǎn)地區(qū)的越野飛機(jī)（bush plane）需求。加拿大Noorduyn公司（Noorduyn Aircraft Limited，Noorduyn Aviation）于上世紀(jì)30年代中期，根據(jù)國(guó)內(nèi)需求研制出Norseman飛機(jī)，它稱得上最早的10座活塞單發(fā)多用途飛機(jī)。

事實(shí)上，早期的Norseman飛機(jī)基本都用于軍事目的，在第二次世界大戰(zhàn)期間，Norseman飛機(jī)的軍用訂貨占到總產(chǎn)量的絕大部分。盡管如此，Norseman飛機(jī)的設(shè)計(jì)和發(fā)展對(duì)隨后的民用多用途飛機(jī)發(fā)展還是產(chǎn)生了一定的影響。

第二次世界大戰(zhàn)之后，德哈維蘭加拿大（de Havilland Canada）的DHC-2“海貍”（Beaver）、DHC-3“水獺”（Otter）和前蘇聯(lián)安東諾夫設(shè)計(jì)局的安-2這三款經(jīng)典機(jī)型的成功，開啟了10座級(jí)活塞單發(fā)多用途飛機(jī)時(shí)代。這三款機(jī)型隨后大量生產(chǎn)，在世界各國(guó)軍民領(lǐng)域廣泛使用。其中，DHC-2和DHC-3持續(xù)生產(chǎn)到60年代末，總產(chǎn)量2100多架。安-2更是持續(xù)生產(chǎn)近50年，總產(chǎn)量18000多架。而在中國(guó)，安-2的仿制型飛機(jī)——運(yùn)-5的生產(chǎn)時(shí)間更為驚人，從1957年開始，一直持續(xù)到今天。

60年代初期，瑞士的皮拉圖斯公司成功研制了PC-6“搬運(yùn)工”（Porter）飛機(jī)，但它的產(chǎn)量有限。不過(guò)，該機(jī)的改型——搭載渦輪螺槳發(fā)動(dòng)機(jī)的“渦輪搬運(yùn)工”（Tubo Porter）飛機(jī)成為了多用途渦槳飛機(jī)的代表之作。它自60年代投產(chǎn)以來(lái)，一直生產(chǎn)至今。利用PC-6積累的成功經(jīng)驗(yàn)，皮拉圖斯還研發(fā)了PC-12高性能渦槳公務(wù)機(jī)/多用途飛機(jī)。

70年代中期，新西蘭宇航公司（PAC，Pacific Aerospace Corporate）在FU-24弗萊徹（Fletcher）農(nóng)業(yè)飛機(jī)的基礎(chǔ)上研發(fā)了PAC 08-600（750）克雷斯科（Cresco）多用途渦槳飛機(jī)，該機(jī)主要用于跳傘和農(nóng)林作業(yè)，產(chǎn)量只有39架。2003年，它被PAC-750XL/XSTOL取代。

80年代初，一款跨時(shí)代的機(jī)型誕生了！它就是賽斯納的208“凱旋”（Caravan）系列飛機(jī)。

憑借精湛的設(shè)計(jì)和優(yōu)異的綜合性能，208及隨后推出的208B“大凱旋”（Grand Caravan）成為市場(chǎng)上最為熱銷的機(jī)型。賽斯納根據(jù)市場(chǎng)需求，不斷對(duì)“凱旋”系列飛機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，系列化用途不斷擴(kuò)展，銷量持續(xù)增加。截至目前，該系飛機(jī)的總產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到2250多架。

“凱旋”系列飛機(jī)堪稱多用途渦槳飛機(jī)的標(biāo)志性機(jī)型，它極大地推動(dòng)了此類飛機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用。近期，賽斯納公司又推出了最新的“大凱旋”EX型飛機(jī)，它換裝了新的大功率發(fā)動(dòng)機(jī)，并進(jìn)行了多項(xiàng)改進(jìn)，性能顯著提升（見(jiàn)本期P58）。

80年代末，安東諾夫設(shè)計(jì)局研制了安-2的渦槳?jiǎng)恿Ω男桶?3，但是安-3的銷售情況很不理想。

90年代，俄羅斯的一些航空企業(yè)在多用途渦槳飛機(jī)領(lǐng)域進(jìn)行了諸多嘗試。Aeroprogress/ROKS-Aero公司和俄羅斯米亞西舍夫設(shè)計(jì)局（Myasishchev）分別研制出T-101Grach和M-101T。盡管這兩款飛機(jī)基本完成研制，但由于各種原因，市場(chǎng)銷售情況一直不好，沒(méi)有取得實(shí)質(zhì)性突破。

與此同時(shí)，一些公司返回頭來(lái)，開始探索新的活塞式多用途飛機(jī)。澳大利亞吉普斯蘭（Gippsland Aeronautics）的GA-8“空中貨車”（Airvan），哥倫比亞加維蘭公司（El Gavilan S.A.）的“鷹”（Gavilan）358飛機(jī)，澳大利亞探險(xiǎn)者飛機(jī)公司（Explorer Aircraft Corporationpty）的“探險(xiǎn)者”（Explorer）350R和500R等都屬于此列。最終，GA-8脫穎而出，取得了較好的銷售業(yè)績(jī)，而“鷹”358的產(chǎn)量非常小，“探險(xiǎn)者”系列更是不幸夭折。目前，GA-8的制造商吉普斯蘭正在研發(fā)該機(jī)地渦槳?jiǎng)恿Ω男虶A-10。

進(jìn)入本世紀(jì)以來(lái)，多用途渦槳飛機(jī)的研制仍在繼續(xù)。意大利Vucanair公司的VF-600W（SF-600“袋鼠”（Canguro）的單發(fā)改型），捷克沃多喬迪公司與臺(tái)灣漢翔公司聯(lián)合研制的IBIS Ae270多用途飛機(jī)/公務(wù)機(jī)，美國(guó)Quest公司的“大棕熊”（Kodiak）100飛機(jī)都引起了航空業(yè)的關(guān)注。不過(guò)，除了Quest“大棕熊”100完成了研制，并實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)和交付外，VF-600W死胎腹中，沒(méi)有完成研制：Ae270基本型完成取證，但沒(méi)有實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)和銷售……