噴氣小不點

SubSonex的身世

SubSonex是Sonex飛機公司約翰·莫奈特的一款新作。莫奈特是一位以多產(chǎn)著稱的家庭自制飛機設(shè)計師，Sonex飛機公司則是他一手創(chuàng)建起來，以開發(fā)家庭自制類飛機為主業(yè)、僅僅擁有9名員工的一家飛機公司。從20世紀70年代至今，莫奈特已經(jīng)獨立開發(fā)或者協(xié)作開發(fā)了多款個人DIY或者套材類的飛機，比如Sonerai系列競賽飛機、Monerai滑翔機、Moni動力滑翔機、Monex、Sonex、Waiex、Xenos以及最近問世的單座型飛機Onex。

幾年以前，莫奈特注意到一個事情，那就是遙控模型用的微型噴氣發(fā)動機的個頭發(fā)展得越來越大，幾乎大到能夠給有人駕駛飛機提供動力。長期以來，他一直都在關(guān)注思路獨到但又可以被市場所承受的飛機設(shè)計素材，他還注意到，這類微型噴氣發(fā)動機可以使用花生油作為燃料，而且花生油在夏末的威斯康辛州真的是價格便宜量又足。借助于在Sonex、Waiex和Xenos等諸多型號飛機上久經(jīng)考驗的簡捷設(shè)計思想，莫奈特開始著手制造原型機，項目名稱“落花生”。

原型機在2009年的EAA奧什卡什年會上首次亮相，動力系統(tǒng)是英國產(chǎn)的推力為150磅力（0.667千牛）的渦輪發(fā)動機。由于原型機外形嬌小，最終該項目被重新命名為SubSonex。只可惜發(fā)動機制造商未能及時發(fā)運發(fā)動機控制器，導致SubSonex項目在當時無限期推遲。

柳暗花明——另一款發(fā)動機

莫奈特并非唯一一位注意到微型噴氣發(fā)動機潛在用途的人，原作者鮑勃·卡爾頓本人已經(jīng)使用了好幾年的動力滑翔機，就裝有兩臺微型噴氣發(fā)動機，單臺推力為45磅力（0.20千牛），而且這兩臺小發(fā)動機工作狀況非常好?？栴D在尋求更大更可靠的發(fā)動機時，發(fā)現(xiàn)了PBS公司的TJ100渦噴發(fā)動機。TJ100的額定推力為247磅力（1.1千牛），重量卻只有40磅（18千克）。該發(fā)動機源自軍用航空系統(tǒng)，是一款縮小版的飛機發(fā)動機，而不是放大版的玩具發(fā)動機。2007年的夏天，卡爾頓和PBS公司取得了聯(lián)系，并在2008年1月去了一趟位于捷克的發(fā)動機工廠，向該廠的技術(shù)人員演示了他的噴氣推進滑翔機的概念，并親眼看到了這款發(fā)動機。在親眼目睹了這款擁有卓越質(zhì)量的發(fā)動機，并和PBS公司的工程技術(shù)人員談過之后，卡爾頓的內(nèi)心里面信服了。幾個月之后，他的特技型“索爾特”滑翔機便在TJ100發(fā)動機的推動下飛上了天空。

2009年，卡爾頓駕駛著以TJ100為動力的索爾特出席了當年的奧什卡什大會。在這里，卡爾頓首次見到了參與靜態(tài)展示的SubSonex原型機（原型機的內(nèi)部代號為JSX-1）。作為一個涉足噴氣式飛機時間不算長但是卻瘋狂熱愛的家伙，卡爾頓立刻就被SubSonex給吸引住了。他隨即和約翰·莫奈特談起了自己的那款新作，談話中莫奈特對英國的那款發(fā)動機未能及時開發(fā)出來感到不無惋惜?？栴D請莫奈特觀看當天下午以TJ100發(fā)動機為動力的“索爾特”滑翔機的飛行表演，看他對TJ100發(fā)動機有何感覺，是否可以作為SubSonex原型機合適的替代動力系統(tǒng)。第二天，Sonex公司的全部人員都來到了飛行現(xiàn)場，觀看卡爾頓的索爾特動力滑翔機在TJ100發(fā)動機的推動之下表現(xiàn)如何。

莫奈特設(shè)法從無法及時供貨的英國發(fā)動機供應(yīng)商那里獲得了部分退款之后，重新訂購了一臺TJ100發(fā)動機。把新發(fā)動機安裝到飛機上僅僅只用了8天的時間，這里面還包括因為積雪太厚無法抵達工廠而耽擱的2天。發(fā)動機的第一次試車是在非常寒冷的12月里進行的，試車的時候，發(fā)動機還干了一件非常漂亮的事情——把機庫外邊齊胸高的積雪吹掃得一干二凈。此時的SubSonex飛機有了一臺完整而又可靠的發(fā)動機作為心臟，就等著好天氣進行最終測試了。

再遇挫折

威斯康星或許有很多優(yōu)越之處，但是當?shù)氐臍夂驐l件顯然不在其中。正如如約翰所說：“我們這里也有四季：6月、7月、8月和冬季?！卑凑漳翁氐挠媱潱蕉咎鞖鈴氐紫酥畷r，他就有機會把SubSonex推出機庫進行首次滑跑測試了。就這樣，首次測試一直拖到了2010年的夏末。首次滑跑暴露了一些控制上的問題。原先這架飛機采用自行車式起落架，即在機腹中心線下有一個主輪，兩翼尖各有一個支撐輪，機尾部有一個負責轉(zhuǎn)向的尾輪。但是，發(fā)動機的推力線較高，再加上燃油箱里面燃油晃動飛濺，導致飛機在高速滑跑狀態(tài)下發(fā)生了輕微的方向飄擺，對飛機的地面控制產(chǎn)生了不利影響。Sonex設(shè)計小組經(jīng)認真分析之后，給飛機重新設(shè)計、安裝了前三點式起落架，以便改善飛機在大推力情況下的方向控制問題；同時在燃油箱里裝了起增加阻尼作用的防濺隔板，以此減小燃油在飛機滑跑過程當中的晃動。從工程角度來說，這個問題是解決了。但是，新的問題又接踵而至。

可能是某次前來參觀的人透露出這架實驗型飛機是噴氣發(fā)動機推進的，由此引起了美國聯(lián)邦航空局（FAA）的注意。他們發(fā)來一封信函，信上聲明說這架飛機的控制問題很顯然是由噴氣發(fā)動機的“螺旋進動效應(yīng)”（信中原文如此）引起的，因此，SubSonex的試飛活動要予以限制，直到該機的動力系統(tǒng)能克服這一問題為止——SubSonex再次與當年的EAA大會失之交臂。

最后，在找了許多政府機構(gòu)之后，獲得了上面的表示批準的一堆蓋章，也就是拿到了試飛活動限令的修正版文件。但是這個所謂修正版的玩意和老版本寫的內(nèi)容并沒什么兩樣。到這時，奧什喀什的跑道建設(shè)工作已經(jīng)開始，到這一工程結(jié)束的時候，冬天又一次來到了。于是SubSonex項目再一次陷入停頓。

問題的解決

到2011年的夏天，飛機套件銷售很旺盛，Sonex飛機公司上上下下一片忙碌。包括E-飛行和渦輪增壓型AeroVee發(fā)動機等在內(nèi)的很多開發(fā)項目都在繼續(xù)進行中，Onex飛機（在公開之后的幾周之內(nèi)就接到了50多個訂單）的推廣也在火熱進行中?？蓱z的SubSonex漸漸被擠到了滿滿當當?shù)臋C庫角落里。在這段時間當中，卡爾頓和莫奈特通過電話和電子郵件保持不間斷的聯(lián)系?？栴D向莫奈特建議說，他可以在EAA大會之后留下來幫個忙。于是，他們開始準備文件，向FAA說 明卡爾頓可以參加新飛機的試飛工作。在保證卡爾頓完全了解駕駛噴氣式試驗類飛機的危險性之后，聯(lián)邦航空局給他發(fā)了一份試飛SubSonex的臨時授權(quán)許可。在首次飛行的一切準備就緒之后，卡爾頓系上降落傘包，爬進了座艙。

約翰·莫奈特在設(shè)計試驗類飛機這個領(lǐng)域或許稱得上是巨人，不過他的個子并不算高。由于SubSonex只是一架原型機，因此其機體尺寸大概只是圍繞莫奈特5英尺7英寸（約1.70米）高的身高設(shè)計的。而身高接近6英尺（約1.83米）的卡爾頓，要坐進SubSonex的座艙，就不得不把經(jīng)過精心裝飾的坐墊拆除掉，直接坐在可以當椅子坐的不帶襯墊的傘包上。第二天早晨，卡爾頓買了幾雙薄底帆布鞋當做飛行靴，Sonex公司的人立刻把他的新鞋愛稱為芭蕾舞鞋。莫奈特隨即把原先的側(cè)置駕駛桿做了一些改動，并在一處支撐縱梁（在把原先的腹部主起落架取消之后，該梁已不再是承力結(jié)構(gòu)）上切除了一塊，以便能騰出一點空間給飛行員的胳膊肘。這個改動非常棒！卡爾頓坐進去之后很合適。實際上，當卡爾頓把自己硬塞進這狹窄的機艙里面之后，才發(fā)現(xiàn)座艙里面還是挺舒適的，這讓他有點意外。

簡潔的設(shè)計風格

SubSonex飛機采用簡單的金屬硬殼式結(jié)構(gòu)，無后掠矩形下單翼設(shè)計，典型的Sonex公司設(shè)計風格。飛機主要控制部件是側(cè)置駕駛桿和傳統(tǒng)的方向舵踏板；寬大的襟翼可以設(shè)定在15°和30°，并且可以通過手動操作把襟翼拉到45°，用以在飛行當中控制飛機的下滑軌跡；飛機的剎車則由一個手柄來控制。

SubSonex飛機儀表板的設(shè)計進行了最大程度簡化，航空儀表包括一個數(shù)字式高度/空速表、數(shù)字式無線電收發(fā)機、數(shù)字式燃油油量表、燃油壓力表。PBS公司提供的發(fā)動機儀表能夠指示發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、排氣溫度、滑油壓力和發(fā)電機數(shù)據(jù)。整個儀表板上只有4個開關(guān)：總開關(guān)、發(fā)動機開關(guān)、儀表開關(guān)和燃油泵開關(guān)。在儀表板的下方是標準的Sonex俯仰配平調(diào)整旋鈕和電壓表。發(fā)動機油門控制手柄（油門桿）位于座艙左側(cè)。這個簡潔的手柄可以控制發(fā)動機的起動、停車和推力大小。燃油箱位于座椅背后。

發(fā)動機的操控

和SubSonex飛機的其他系統(tǒng)一樣，TJ100發(fā)動機的操控也十分簡捷。啟動時，只需要用拇指按下油門桿鎖定棘爪，把油門手柄向前推，發(fā)動機就會在起動電機的帶動下轉(zhuǎn)起來。幾秒鐘之后，高螺距的壓氣機葉片低沉的聲音就會被點火的尖嘯聲所替代。隨即，發(fā)動機的排氣溫度（EGT）迅速上升。隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加，EGT會回落到正常水平，黃色的啟動電機指示燈會熄滅。然后，隨著轉(zhuǎn)速達到50%轉(zhuǎn)速（30000轉(zhuǎn)/分）即怠速時，EGT會穩(wěn)定下來。整個啟動過程只需要20秒左右，而且完全不需要飛行員有任何其他的操作。往常用于起動發(fā)動機的操縱桿現(xiàn)在用于發(fā)動機的控制了。關(guān)閉發(fā)動機時，松開鎖定棘爪，然后把油門桿向后拉即可。就這么簡單，沒有汽化器防冰加熱，沒有混合氣手柄，沒有磁電機按鈕，也沒有槳矩控制手柄。

總算可以試飛了

經(jīng)過一天的最后準備和滑跑測試，2011年8月10日的黎明在一片寂靜當中悄然來臨。約翰和卡爾頓就SubSonex首飛進行了溝通。他們一致認為，起飛之后，如果感覺一切良好，那么在進行任何機動飛行之前，先保持平穩(wěn)地爬升到一個安全高度?？栴D的飛行計劃是爬到3000英尺（915米），然后測試飛機的最低速度是多少，為首次著陸做好準備。

在向塔臺作了通報之后，卡爾頓駕首架原型機JSX-1滑向18號跑道，在途中有條不紊地按照飛行檢查單逐一作了檢查——安全帶、座艙、燃油壓力等。整個座艙系統(tǒng)很簡單，也真沒有太多需要檢查的?；疗痫w位置后，卡爾頓柔和地把油門桿向前推，至92%轉(zhuǎn)速（大約相當于75%的推力），以便在需要時可以很快地把發(fā)動機推力降下來。

不帶加力燃燒室的發(fā)動機加速較為平緩，但是卻一直持續(xù)而不會減弱。起動時看上去有點有氣無力的飛機，在微型噴氣發(fā)動機的推動下，加速到75英里/小時（約120千米/小時）的時候，就有點風馳電掣了。要知道，飛機主起落架輪胎的直徑只有100毫米大，卡爾頓的屁股和地面之間的距離也就只有二三百毫米。

卡爾頓柔和地向后帶桿，前輪迅速而又平穩(wěn)地離開了地面。當飛機的起落架一離地，發(fā)動機平穩(wěn)地推力會持續(xù)而迅速地為這架小飛機加速。輕輕向前穩(wěn)桿，卡爾頓把飛機保持在地效范圍之內(nèi)。沒有低頭趨勢、也沒有偏航晃動，一切都很平穩(wěn)，只是徑直加速，卡爾頓即將要把機頭拉起爬升。很快，JSX-1的速度就跨過了110英里/小時（約合180千米/小時），卡爾頓再次輕輕向后帶了一點桿，讓飛機保持這一速度。飛機旋即直插藍天，同時卡爾頓開始緩緩左轉(zhuǎn)彎，保持在距離機場不遠的空域。在還沒有轉(zhuǎn)過90°的時候，JSX-1距離地面的高度已經(jīng)跨過1000英尺（約305米）。卡爾頓保持飛機的坡度并繼續(xù)爬升，高度達到3000英尺（約915米）改平的時候，所用時間只有一分鐘多一點?？栴D把油門收到90%轉(zhuǎn)速，同時輕輕向前穩(wěn)桿。

進入平飛狀態(tài)后，卡爾頓隨即做了幾個非常柔和的轉(zhuǎn)彎動作，目的是為了感受一下飛機的控制響應(yīng)如何?？栴D我通過無線電向地面通報，一切良好，操控得心應(yīng)手，然后他便繼續(xù)進行下面的工作了。按照試飛任務(wù)卡片上的要求，卡爾頓進行了一系列基本控制檢查，然后測試了飛機失速抖動邊界，目的在于探測飛機的進場和接地速度。把襟翼分別放在15°和30°的位置上時，飛機對應(yīng)的初始失速抖動的速度分別是73英里/小時（約117.5千米/小時）和65英里/小時（約104.5千米/小時）。低速條件下的操縱相應(yīng)依然很好，操縱協(xié)調(diào)性良好。

在高空進行了幾次進場練習之后，就該進行關(guān)鍵測試項目——著陸?？栴D將空速保持在95英里/小時（約153千米/小時），并把襟翼調(diào)整到30°到45°之間的位置上，以便控制進場角度?？栴D駕機越過機場護欄，進入1米平飄，直至飛機飄落接地。飛機在著陸過程當中沒有飄擺趨勢，接地速度略略低于70英里/小時（約112千米/小時）。前輪很快也接了地，JSX-1又回到了地面。飛機的剎車工作狀況良好，滑跑了大概有1000英尺（約315米）就停住了，機頭前面還剩了好長好長的跑道?？栴D輕松愉快地把飛機滑回機庫。在必不可少的擊掌慶賀、握手、拍照之后，大家一起聽取了首次試飛的情況介紹。

試飛還在繼續(xù)

歷經(jīng)首飛之后，在2011年8月份、10月份以及2012年的5月份，他們完成了全部試飛測試項目，還做了一些機動飛行測試，甚至還和EAA的攝影組一起完成了一次編隊飛行。從SubSonex飛機這個小尺寸的設(shè)計上來說，其飛行表現(xiàn)非常棒，操縱起來運動感十足。在其速度范圍之內(nèi)，飛行控制的響應(yīng)非常好。其著陸操作也很簡單，只要你別忘了接地前幾秒需要比較大的油門操縱動作就行。在經(jīng)過大約25個小時的試飛完成了全部試飛科目之后，聯(lián)邦航空局解除了SubSonex的試飛禁令，并批準進入正常飛行階段。

改進型SubSonex——JSX-2

SubSonex原型機的試飛已經(jīng)充分證實了小型噴氣機這一概念的可行性。但是，和任何原型機一樣，總是有一些地方需要經(jīng)過進一步完善才能最終交付生產(chǎn)。因此，Sonex公司的開發(fā)團隊準備開發(fā)出適合市場需求的改進型號，新的型號被稱為JSX-2。

新機將加大座艙的寬度和腿部空間，儀表板也將得以加大，以便安裝最新款的大屏幕電子飛行信息系統(tǒng)（EFIS）顯示器。前機身的外形也要重新進行設(shè)計，使飛機的外形更加富有美感。新機還增加了BRS公司的彈射傘以增加飛行安全系數(shù)。飛機的起落架則經(jīng)全新設(shè)計，變成可收放式。主起落架改用獨特的雙輪結(jié)構(gòu)，前起和主起的支柱均采用免維護的聚氨酯彈簧懸掛結(jié)構(gòu)。此外，新機還換上了更大的容量為166升的聚乙烯燃油箱，強化了續(xù)航能力。新油箱采用Sonex公司傳統(tǒng)的滾塑成形工藝制成。新飛機主起落架位置向外的部分為外翼段，與中央翼盒之間的連接采用快速拆解結(jié)構(gòu)設(shè)計，便于快速拆解飛機，放在拖車上，使用全地形車或者雪地車進行運輸。另外，新飛機還可選配座艙加熱系統(tǒng)、供氧系統(tǒng)和飛行表演用的拉煙裝置。

性能究竟如何？

說了這么多，新飛機的性能究竟如何呢？這一定是您最感興趣的地方。作為一架噴氣機，什么著陸/滑跑距離啦、什么爬升率啦都是其次的，最迫切的問題是：它能飛多快？最簡單的回答是，最大推力狀態(tài)的速度大概是245英里/小時（約394千米/小時）。然后，您肯定馬上會問：續(xù)航時間和航程怎么樣？這個問題回答起來稍稍復雜一點。

和螺旋槳飛機不同，噴氣式飛機不會隨著速度的增加而喪失推力，而是在任何速度下（就SubSonex飛機的速度范圍而言），幾乎擁有恒定的推力。而且，和活塞發(fā)動機相比，隨著飛行高度的增加，噴氣發(fā)動機會比前者的工作效率更高。換句話說，在較高的飛行高度上，空氣的流速更高，溫度也更低，噴氣發(fā)動機會比活塞發(fā)動機占優(yōu)勢。但是，噴氣發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速情況下的工作效率則要差一些。

事實上，TJ100發(fā)動機在怠速工況下的燃油消耗和在17500英尺（約5300米）的高度上以超過200英里/小時（約320千米/小時）的速度飛行時的燃油消耗相比，后者只比前者增加了大約1倍。這樣的話，JSX-2油箱里的166升燃油能讓您在17500英尺（約5300米）的高度上，用3小時左右的時間，飛到400英里（約640千米）以外的地方（這其中包含了30分鐘余油儲備和啟動/爬升/下降/地面滑行所需的燃油）。當然，這組數(shù)據(jù)無法和“灣流”公務(wù)機相比。畢竟JSX-2只是一架運動型飛機，而不是一架噴氣式公務(wù)機。這架飛機更像是一輛帶翅膀、裝著火箭發(fā)動機的摩托車。SubSonex是一架能為你帶來飛行樂趣的飛機。

何時能夠買到

在2013年的EAA大會上，Sonex公司宣布，他們已經(jīng)開始接受SubSonex飛機的套材訂單。初步的價格，包括快捷制造套材和PBS公司的TJ100噴氣發(fā)動機及其附件在內(nèi)，是125000美元，定金是10000美元。頭兩架確認訂單的生產(chǎn)型JSX-2飛機的生產(chǎn)已經(jīng)完成，并在今年的春天飛上藍天。首套組件有望在2014年的年中發(fā)貨，該組件能夠在用戶手中快速制造，這已經(jīng)成為Sonex公司產(chǎn)品的一大亮點?？傊?，整套組件有別于螺旋槳飛機套件，不再需要發(fā)動機整流罩、冷卻導流片、螺旋槳、槳轂罩，也不需要去加工制造和安裝發(fā)動機控制用的機械式鋼索。整臺發(fā)動機一個人就可以拿起來，只需要兩個螺栓就可以固定，因此，在家里面制造SubSonex飛機，或者說的準確點，是組裝，所需要的工序?qū)蟠蠊?jié)省。

那么，整個情況就是這樣。你準備好要自己親手去組裝一架自己的噴氣式飛機了嗎？