碳纖維制造的私人飛機(jī)：Liberty XL2

在通航飛機(jī)市場(chǎng)里有兩類機(jī)型是最具競(jìng)爭(zhēng)力的。第一類是久經(jīng)考驗(yàn)的經(jīng)典設(shè)計(jì)，最好的例子是賽斯納172型。這些機(jī)型隨技術(shù)的發(fā)展不斷更新改進(jìn)，但整體看仍然保留了最初的設(shè)計(jì)與理念。第二類是成功的全新設(shè)計(jì)，或稱“白紙?jiān)O(shè)計(jì)”。在航空業(yè)里搞白紙?jiān)O(shè)計(jì)注定風(fēng)險(xiǎn)大，不但設(shè)計(jì)本身要出類拔萃，產(chǎn)品市場(chǎng)定位也要精準(zhǔn)。從設(shè)計(jì)定型到下線首航，從試飛到認(rèn)證，再到保質(zhì)保量的批量生產(chǎn)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都是冗長(zhǎng)困難的。很多機(jī)型甚至整個(gè)企業(yè)都未能在這個(gè)流程中存活下來(lái)，但是成功者卻大有人在。LibertyAerospace 公司的Liberty XL2就是其中之一。



從外觀看XL2，小巧玲瓏，機(jī)身前寬后窄，頭尾線條弧度很大。內(nèi)行的人看到這樣的機(jī)體弧線首先想到的一定是“碳纖維”。不錯(cuò)，同西銳的SR22和波音787 一樣，Liberty XL2的機(jī)體是用碳纖維制造的。與傳統(tǒng)的鋁材構(gòu)架比較，碳纖維的優(yōu)點(diǎn)很多，例如重量輕、強(qiáng)度高、可塑性高、抗腐蝕等等。這些特點(diǎn)使它成為當(dāng)今航空制造業(yè)炙手可熱的材料新寵。XL2的整個(gè)碳纖維機(jī)體外殼重量不到50公斤，整架飛機(jī)凈重在500公斤左右。這樣輕的質(zhì)量為XL2的各項(xiàng)優(yōu)異性能指標(biāo)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。它的機(jī)翼與輕巧的機(jī)體相輔相成，翼展不到9米，比賽斯納172短兩米多。機(jī)翼厚度薄，上下表面平整光滑。

看著這短小精干的機(jī)翼，很難想象它與協(xié)和超音速客機(jī)的機(jī)翼同出一位設(shè)計(jì)師之手。飛機(jī)機(jī)翼的設(shè)計(jì)是空氣動(dòng)力學(xué)，航空設(shè)計(jì)學(xué)與結(jié)構(gòu)材料學(xué)的交會(huì)點(diǎn)，是任何一架固定翼航空器設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。升力與低阻力是機(jī)翼設(shè)計(jì)中的魚(yú)與熊掌，難以間得，但一位好的設(shè)計(jì)師可以像一位魔術(shù)師，用有形的機(jī)翼支配無(wú)形的升力與阻力，在無(wú)數(shù)的運(yùn)動(dòng)和狀態(tài)組合中取得升力與阻力比的最大化。XL2設(shè)計(jì)翼展小，從而減小了阻力，但同時(shí)又把升力的損失控制在最小，使其高速與低速性能都很出眾。

Liberty XL2這樣輕重量，低阻力的整體設(shè)計(jì)使得它的幾項(xiàng)主要性能指標(biāo)做到可圈可點(diǎn)：高速巡航速度222公里/小時(shí)，和賽斯納172SP相當(dāng)；長(zhǎng)距離巡航航程 1013公里；滿燃油載重量189公斤。兩個(gè)人加上行李從北京自駕到青島只需要3小時(shí)時(shí)間。落地吃個(gè)午餐，再飛3小時(shí)就到上海了。

駕駛艙儀表板的中央?yún)^(qū)域是通訊與導(dǎo)航設(shè)備，其中最引人注目的莫過(guò)于那一部Garmin GNS530衛(wèi)星定位器。它功能強(qiáng)大但也價(jià)格不菲，除定位導(dǎo)航外還可以顯示地形、氣候和空中交通信息。駕駛員正前方安裝了俗稱“六件套”的標(biāo)準(zhǔn)圓形飛行儀表，它們的下面有一個(gè)我從沒(méi)見(jiàn)過(guò)的淡綠色液晶屏幕。經(jīng)飛機(jī)主人丹尼爾.斯皮澤醫(yī)生介紹才知道這是Vision MicroSystems 1000顯示屏。在這個(gè)屏幕上匯總了所有與發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的信息，例如歧管壓，螺旋槳轉(zhuǎn)速，氣缸溫度，機(jī)油溫度與壓強(qiáng)，排氣管溫度，燃油流量等等。這個(gè)顯示屏是發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的組成部分之一，而這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)正是Liberty XL2先進(jìn)設(shè)計(jì)的核心。

打開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)蓋你會(huì)看到一個(gè)體積不大的四缸活塞風(fēng)冷航空發(fā)動(dòng)機(jī)，這臺(tái)大陸IOF-240B 發(fā)動(dòng)機(jī)最大馬力125匹，在私人飛機(jī)中算是很小的，比較來(lái)說(shuō)賽斯納172SP的發(fā)動(dòng)機(jī)是180馬力，而西銳SR22則高達(dá)310馬力。但這小小的發(fā)動(dòng)機(jī)里卻暗藏乾坤，是當(dāng)今世界上任何其它一架活塞式飛機(jī)都不具備的。那就是全自動(dòng)電子發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)(Full Authority Digital Engine Control – FADEC)。FADEC的概念是用電腦取代飛行員來(lái)執(zhí)行監(jiān)視和控制發(fā)動(dòng)機(jī)的任務(wù)。裝備有FADEC的發(fā)動(dòng)機(jī)在每一個(gè)氣缸和排氣口都安裝了諸多壓力和溫度感應(yīng)器，通過(guò)它們以每秒幾十次的頻率對(duì)每個(gè)汽缸的每一個(gè)沖程進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)和駕駛艙之間的兩部電腦對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后依據(jù)分析結(jié)果來(lái)自動(dòng)控制噴油量，點(diǎn)火時(shí)機(jī)等的一切發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)作機(jī)制。 copyright 123456

在傳統(tǒng)駕駛艙里飛行員要通過(guò)三到四個(gè)控制桿來(lái)操作發(fā)動(dòng)機(jī)，不僅任務(wù)繁重精準(zhǔn)度也遠(yuǎn)不及電子系統(tǒng)。安裝了FADEC后，駕駛艙里的發(fā)動(dòng)機(jī)控制簡(jiǎn)化到了點(diǎn)火鑰匙和油門(mén)。啟動(dòng)時(shí)飛行員不需要控制燃油進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的時(shí)機(jī)，只要轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙電腦系統(tǒng)從打火到注油一氣呵成。FADEC油門(mén)桿和發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)之間其實(shí)沒(méi)有了任何直接聯(lián)系，它已經(jīng)演變成了一個(gè)電腦輸入設(shè)備。飛行員用這個(gè)操作桿來(lái)告訴電腦他需要多少發(fā)動(dòng)機(jī)功率，從起飛的100%到巡航的75%-55%直到降落時(shí)的0%，電腦遵循這些飛行員的指令精準(zhǔn)高效地操作發(fā)動(dòng)機(jī)。

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飛行是自由的享受，眼前這諸多的控制桿，儀表和電子屏幕可以讓你體驗(yàn)駕駛的樂(lè)趣。而當(dāng)你如此輕松地靠在椅背上，把眼光從駕駛艙內(nèi)轉(zhuǎn)向?qū)挸髁恋拇巴?，在藍(lán)天白云的圍繞中看遠(yuǎn)在腳下的大地和天邊的地平線時(shí)，飛翔的單純，平靜和樂(lè)趣會(huì)慢慢滲透到你感官的每一個(gè)角落。這一刻我才深刻體會(huì)到Liberty XL2設(shè)計(jì)者的聰慧。靈敏、穩(wěn)定、舒適寬敞、技術(shù)先進(jìn)、操作簡(jiǎn)單。可行千里路，也可坐觀天地萬(wàn)象。而這一切的設(shè)計(jì)都是圍繞著會(huì)飛翔的你。Liberty XL2為“私人飛行”注入了更多的自由與樂(lè)趣，新世紀(jì)的天空青睞誕生在新世紀(jì)的飛機(jī)。展望祖國(guó)未來(lái)自由飛翔的天空，希望Liberty XL2會(huì)成為很多私人飛行員朋友心愛(ài)的坐騎。

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