“空中国王”350i

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  将“空中国王”350i形容为浴火重生毫不为过,经历了豪客比奇公司的破产重组风波之后,这款经典机型重新成为了比奇飞机公司的象征。2012年年中,破产重组后的比奇飞机公司与美国运营商Wheels Up签订了通用航空历史上最大的一笔涡桨飞机订单,该公司由Netjets的公务机卡——“尊爵卡”的创办人创立。事实上,由于喷气机产品持续亏损,拥有80多年历史的豪客比奇飞机公司在2007-2013年间负债26亿美元。但与此同时,公司的螺旋桨飞机,尤其是“空中国王”系列飞机,在全球经济危机时仍然泰然自若。
  “空中国王”系列飞机朴实耐用、经久不衰,它犹如柴米油盐,自始至终都在市场上保有旺盛的需求,其主要原因是该系列飞机执行短途飞行任务时良好的经济性。事实上,大多数公务机都在500~1000千米之内进行短途飞行,飞行时间往往不超过两个小时。虽然“空中国王”350i的飞行速度只有约600千米/时,不能像喷气式飞机那样在平流层中“耀武扬威”。但是,在短途飞行中,相比于“空中国王”,喷气式飞机的速度优势也仅能为之带来20~30分钟的时间优势,而“空中国王”350i却比同级喷气式飞机节省20%的燃油。
  “空中国王”350i为8~10人的团队提供了一个优秀的低成本出行解决方案。经过估算,它的每小时直接运营成本尚不到1200美元(其中包括各类维修计划费用和6美元/加仑的燃油费用)。如此低廉的使用成本恰能迎合市场需求,尤其是正在经历经济衰退的西方市场。对此,公司CEO Bill Boisture评论道:“我们的飞机并非金字塔尖的豪华产品,但却非常易于使用,是很好的的区域运输解决方案。”
  公务出行并非“空中国王”350i的唯一用途,它同样可以用于货运、空中急救、情报侦察和其他特种任务。参考“空中国王”350系列在过去十年的产量,“空中国王”350i的年产量预计在40架左右。
  设计和结构
  所有在产的比奇飞机都采用全金属、半硬壳式机身,其中翼梁、翼肋和蒙皮等结构由高强度的铝合金制成,只有少量的部件是由数控加工中心的滚轧机和其他自动化设备制造。比奇产品都是标准的劳动密集型产品,由于北美高昂的劳动成本,因此大多数“空中国王”350i的机身(包括尾部和上下机身段)都在墨西哥的奇瓦瓦市(Chihuahua)制造。与此同时,比奇飞机也是标准的劳动密集型产品,由于飞机头部的气动外形复杂精密,因此需要比奇飞机公司威奇托总部数百名技艺超群的工匠们花费大量时间手工打磨并最终完成制造。这种手工工艺生产结构流程的好处是方便在场地维修机身。铆钉和扣件可随时拧掉,只需拆下受损部件进行维修或更换。
  “空中国王”350于1989年获得型号合格证,其前身B300型飞机是基于1973年获得取证的B200型飞机研制的。与B200相比,B300的客舱长度增加了0.86米,且增加了两扇舷窗并采用了两组俱乐部布局座椅,飞机最多能够搭载8名乘客。此外,B300的翼展也比B200增加了0.91米。最终的结果是,B300的最大起飞重量超过了5.67吨,这使得该机的结构完整性、空气动力学和单发性能都得到了显著的提高,飞机也因此“升级”成为了一架23部通勤类飞机。
  “空中国王”350i则于2009年首次亮相,它客舱内部的噪声更低,并装配了罗克韦尔·柯林斯公司提供的Venue客舱管理系统,并加装了一对由Raisbeck公司生产的机身尾部整流片和该公司生产的机翼储物舱。
  “空中国王”350i依然采用上世纪40年代出产的NACA 23000系列机翼,这件“老古董”饱受争议,不少现代航空技术的倡导者认为比奇飞机公司应当为新款飞机换装更为“先进”的现代化产品。但是,比奇飞机公司的空气动力学专家指出,这款久经考验的机翼拥有出色的失速性能,另外,即使在结冰的情况下,对机翼性能的影响也非常有限。而且,“空中国王”350i拥有两个2.67米直径的4叶螺旋桨,这款机翼在螺旋桨的紊流尾流中仍然能够保持出色的升阻比。换而言之,如果“空中国王”采取其他的推进布局,那么这款机翼可能确实需要替换,但是就目前的情况而言,这款机翼仍是飞机的最佳选择。
  “空中国王”350i的机翼面积为28.80平方米,展弦比为10.8:1,它由三段构成,其中,靠近机身的内侧部分包括左右两个发动机短舱,该部分的翼型为NACA 23016.5。与B200相比,“空中国王”350i的该部分机翼前缘经过重新设计,新设计使得机翼具备了部分椭圆形机翼的特质,如翼尖绕流产生的阻力进一步减小,正常巡航速度时能够承载的机翼弯曲力矩进一步提高等。
  机翼的最外侧部分带有6度的反角,它能够提高飞机的稳定性,同时帮助机翼内的燃油流向发动机。此外,机翼最外端的翼梢小翼进一步提高了飞机的升阻比,使其整体拥有非常高的升力系数,这对于着陆和起飞,特别是单发起飞至关重要。“空中国王”350i机翼最外端的翼型为NACA 23012。
  Raisbeck公司为“空中国王”350i生产研制了一对安装在机身尾部的整流片,它能够提高飞机的航向稳定性,能让飞机在海拔5791.2米高度起飞,而未加装整流片的机型只能在1524米海拔起飞。
  此外,该公司还为飞机设计研发了一个位于发动机短舱上的储物舱,但是,这个储物舱不能与选装的发动机短舱油箱同时共存,该油箱最多可以容纳0.72吨燃油。说起燃油系统,“空中国王”350i在标准配置下最多可以搭载1.38吨燃油,其油箱主要位于机翼和发动机短舱内。
  “空中国王”350i仍然采用该系列飞机标志性的前三点起落架,它的前轮为单轮设计,两个主起落架则为两轮设计。28伏的直流电系统为起落架的液压系统提供能源,如果电力系统失效,飞行员还可以通过备用的手控液压装置收放起落架。此外,飞机还有一个无动力来源的液压系统作用于飞机的刹车,发动机引气则用于为刹车系统除冰。   此外,发动机引气还用于客舱增压、发动机进气道防冰、机翼和水平安定面前缘除冰、舷窗除雾等。“空中国王”350i在高度层350的最大巡航高度巡航时的,其客舱海拔高度仅为3164米。不过,飞行员需要手动设置客舱气压。与民航客机相同,“空中国王”350i也为飞行员和每名乘客设计了能自动下落的氧气供应系统和面罩。
  “空中国王”350i配备了双区温度控制系统,它利用发动机引气进行制暖,此外,飞机还有电热系统,该系统可以在地面时由外部电源启动,因此无需启动飞机发动机。然而,由于右侧发动机驱动蒸汽循环系统的压缩机,所以飞机的空调必须在右侧发动机启动的情况下才能工作。
  客舱舒适度
  位于“空中国王”350i尾部左侧的登机舱门高1.31米、宽0.73米,登机舷梯左右两侧带有线缆,可以手扶。此外,飞机还可以选装1.37米高、1.43米宽的货用舱门。飞机尾部的盥洗室正对登机舱门,盥洗室内拥有抽水马桶、舷窗和选装的折叠梳妆台、化妆镜、水槽和储物架。飞机的尾部是一个容积1.56立方米的内部行李舱,但如果在盥洗室内选装了折叠梳妆台,那么行李舱的容积便会缩减到1.27立方米。不过,Raisbeck公司设计的发动机短舱储物舱还能提供0,45立方米的储物空间,能够装载272.16千克的货物。
  “空中国王”350i加装了新式的噪声抑制系统,它拥有三层蒙皮壁板和7.62厘米厚的热隔绝和声音隔绝套件,它们能够隔绝大部分噪声,并动态地调节客舱内的震动。这套抑制系统使得飞机螺旋桨在1500转/分钟时的客舱噪声仍低于78分贝,与老款机型相比,降低了4分贝。
  飞机的主乘坐区尺寸为1.46米高、1.37米宽、4.24米长,乘客可以使用的客舱总容积为7.02立方米。飞机机身的客舱横截面为方椭圆形,全平地板,但是由于机翼翼梁的存在,客舱的前端有一块隆起。
  飞机主乘坐区的左右两侧各有7扇舷窗,与波音787上的舷窗类似,“空中国王”350i的舷窗也采用了电控变色技术。大多数“空中国王”350i都采用前后两组俱乐部式座椅布局,最多能够搭载8名乘客。两个前视座椅可以短时或永久改装为垫脚凳。飞机座椅可以选装加热功能。此外,飞机还可以选装15座的高密度客舱布局,或货运、货运/载客混合布局、空中救护车布局或其他特殊任务布局。
  罗克韦尔·柯林斯的Venue客舱管理系统是“空中国王”350i的标准配置,这套系统包括一个客舱前部的可折叠38.86厘米(15.3英寸)LCD高清显示屏、手持电子设备的接驳插槽、蓝光视频播放器等,飞机右侧的对坐座椅旁的客舱饰板上还预留了US8和A/V等多种接口。飞机的选装设备包括2或4向的XM卫星广播娱乐系统、Airshow可移动航图、客舱尾部的高清显示器、每个座椅都可以选装的26.92厘米(10.6英寸)高清LCD显示器,此外还有Aircell Axxess第二代铱星卫星电话和Gogo Biz的空对地Wi-Fi网络。
  机载娱乐系统和灯光、温度控制组件均集成在每个座椅旁的控制面板上,控制板上还带有iPod/iPhone的接驳端口,通过它们可以使机载娱乐系统播放电子设备中的视频和音乐。
  飞行印象
  笔者在位于美国特拉华州的威明顿市(Wilmington)的亚特兰大航空(Atlantic Aviation)FBO停机坪上登上了这架注册号为FL-0831的“空中国王”350i飞机,与我们同行的还有比奇飞机公司的试飞员ErrolWuertz Jr.,飞机由笔者主驾。
  经过短暂的熟悉过程,笔者对该机的第一印象是“新老交汇”。“空中国王”350i同时汇聚了新旧两代的技术。
  说它新,是因为它搭载了罗克韦尔·柯林斯的Pro Line 21航电系统,特别是前风挡上方的飞行导引系统控制面板和三个巨大的液晶显示屏,增加了很多功能并提高了飞行员的态势感知能力。Wuertz指出,“空中国王”350i装有Keith Products公司生产的温度控制系统,它能够自动进行加热、制冷操作,并控制出风口的强度,以使客舱和驾驶舱内的温度保持最佳状态。
  但“空中国王”350i也保留了很多老飞机的特质。比如,飞机上并没有一套集成的告警系统显示在EFIS中,而是保留了原有的上下两排警报面板;由于航电系统未与燃油量指示系统相连,飞行员需手动输入燃油量才能启动FMS--3000;也是由于FMS未与增压系统勾连,起飞和降落跑道的海拔高度信息也需要手动输入增压控制面板。此外,飞机的航电系统并未与性能计算机整合,因此机组人员必须基于载荷、场地海拔高度和风力情况以及外部气温查阅各项速度参数和起飞跑道长度,而后手动输入主显示屏航速页面。
  话说回来,我们首先对飞行管理系统进行了相关设置,并将飞行计划录入其中。“空中国王”350i的单飞行员基本使用重量为4.62吨,由于我们驾驶的飞机搭载了三名人员并加注了0.93吨燃油,外加行李和其他杂物,因此飞机的停机坪重量达到了5.87吨,Wuertz将其四舍五入,以5.90吨的重量计算出在当天的气象条件和场地情况下,飞机的起飞决断速度(V1)是183.35千米/时,抬前轮速度(Vr)是192.61千米/时,起飞安全速度是205.57(V2)千米/时,飞机起飞所需跑道长度为976.27米,飞机爬升速度为314.84千米/时。
  “空中国王”350i的发动机拥有不对称推力功能,加上飞机平缓的刹车系统和通过脚踏板控制的前轮转向,因此驾驶飞机在地面滑行毫无难度。我们驾驶飞机来到32跑道的尽头短暂停留进行起飞前检查,笔者在此强烈建议,运营商承租这架飞机时,应在付费乘客登机前完成所有的起飞前检查。
  一切就绪之后,我们将发动机的输出功率增大到85%,“空中国王”的皮托式进气道能够非常高效地将高速气流转化成气压,发动机在滑跑时因此获得了5%的额外扭矩。随后,我们将发动机开到100%功率,在发动机加速到1700转/分钟的过程中,客舱噪声也相应增大。坦白地说,客舱内并不十分安静。   “空中国王”系列毕竟是一款历史悠久的机型,即便是新款的350i飞机,其发动机仍然没有装配全权数字式发动机控制系统来降低飞行员的工作负担。我们在飞行中花费了大量时间和精力对发动机的输出功率进行交叉检查,并不断对起飞功率进行调整。
  起飞后翻滚力很小。我们认为比奇轻柔渐进的控制力标准远超所有取证标准。在爬升过程中,我们收起起落架,完全感受不到由此产生的俯仰力矩。通过俯仰配平电门调整飞机姿态时,飞机的反馈稍有延滞。但使用手动俯仰配平控制轮进行调整,飞机则会立刻做出反馈,然而控制轮较小的调整就会产生很大的俯仰改变。另外,我们还注意到将发动机从起飞功率降低到爬升功率之后,飞机受到了明显的偏航力矩影响,此时,飞行员需要手动调整方向舵以便保持航向。该问题在我们到达巡航高度改平时也有出现,偏航阻尼器对此类变化没有足够的补偿。
  我们将发动机降到了95%的功率,此时螺旋桨的转速降低到了1500转/分钟,驾驶舱内的噪声也随之明显地降低了。很显然,客舱的电调谐降噪是为1500转速下100赫兹的噪声而精心调制的。我们预先设定的航路是先飞到名为摩的那(Modena)甚高频全向信标台(VOR),然后以收襟翼速度(V3)飞到索尔贝格(solberg)VOR,最后飞抵新泽西州的莫里斯敦(Morristown),预计十分钟后到达巡航高度2134米但是,空中交通管制员要求我们在这段172千米的航路中下降到1219米。
  因此,我们以370.40千米/时的速度飞进了费城(位于威明顿市以北,前往莫里斯敦需途经于此)的B级空域。在这样的低空以慢速飞行时,“空中国王”在经济节油方面尽显优势,这是喷气式公务机难以比拟的。Wuertz告诉笔者,无论是在纽约还是费城,他的大部分飞行任务都被空管限制在370.40千米/时的速度,在这样的情况下,选择涡轮螺旋桨动力的“空中国王”系列飞机绝对是实用而明智的,因为它跟涡轮喷气式飞机的功能是一样的。他打趣地说,他曾驾驶一架喷气式公务机从纽约长岛的法明代尔(Farmingdale)飞到新泽西州的Teterboro机场(两地相距仅70千米,约一小时车程),结果花费了90分钟的时间。“开车比公务机快!”Wuertz调侃道。
  当我们在费城的B级空域缓慢移动时,我计算了当前的燃油消耗量。此时飞机的重量是5.76吨,速度370.40千米/时,高度1219米,此时的燃油消耗量是331.12千克/时。飞机驶离费城的B类空域后,我们立刻提速到了463千米/时。在5.67吨的当前重量下,飞机的燃油消耗量提高到了462.66千克/时。加普惠的PT6A发动机对油门的反应非常灵敏,而且加速非常线性。
  经过索尔贝格VOR后,我们进入了纽约(位于终点以东)的B类空域,因此我们再次降低到了370.40千米/时的速度。Wuertz将23跑道的仪表着陆系统(ILS)信息输入到了飞行管理系统中,飞行管理系统自动将VOR/LOC接收器调到了相应的频段。我们发现,由于发动机功率和燃油重量发生了变化,因此飞行管理系统重新计算了续航时间/距离/燃油剩余量,但它的智能化程度与喷气式公务机相比仍然稍显不足,它不能计算爬升、巡航和下降阶段的燃油消耗量和速度。“这就像一台计算器,你需要输入,他才会算出结果。”Wuertz解释到。
  临近机场时,Wuertz开启了飞机选装的IR EVS视景增强系统,通过该设备,飞行员能够在夜间或能见度差的情况下识别地形和其他障碍物,大大增强飞机的环境感知能力,特别是在进近到“黑洞”或是最后进近路径上有障碍物时,能有效保障安全。
  当地空管指挥我们从1219米的高度下降到了914米,并减速到296.32千米/时。我们展开了飞机的襟翼飞到了四边,飞机出现了一丝上升的势头,随后我们转到五边,并下降到610米的高度,开始进行ILS进近。为了不阻塞交通,我们计划以259.28千米/时的速度带襟翼进近。随后,飞机飞过名为BINGG的最后进场点,并减速至240.76千米/时。
  离地152.40米时,我们减速到了187.05千米/时的着陆基准速度(Vref)。在离地高度30.48米时,我们关闭了偏航阻尼器。离地15.24米时,轻轻减缓油门。事实上,我们本可以更早地将发动机降到怠速运转,使飞机提前减速到Vref,这样的话,飞机在接地之间的平飘时间将进一步缩短。就总体而言,偏重低速性能的“空中国王”350i其着陆性能非常优秀,Wuertz也不免感叹:“减速着陆真轻松!”
  结论
  “空中国王”350i拥有出色的经济性,是替代喷气式公务机执行短途飞行任务的不二之选,而大多数公务机多以短途飞行任务为主。而且,它出色的可靠性和灵活性使得你能够做到说走就走。飞机的标准配置是可在满油的情况下搭载7名乘客,并携带不少行李飞行。搭载7人时,飞机仍可飞行5.6小时,航程可达2778千米。此外,罗克韦尔·柯林斯的Venue客舱管理系统使得“空中国王”350i的客舱环境能够匹敌该级别的喷气式公务机。
  很多涡轮喷气式公务机的鼓吹者声称美国联邦航空局25部运输类飞机可以提供单发失效时的安全余度,而大多数一般类别下的涡轮螺旋桨式飞机不提供单发失效的数据,这就使得涡轮螺旋桨式飞机不能作为企业公务运输用途的资产。然而,空中国王350i是在23部通勤类别下认证的机型,提供与喷气式公务机相同的单发失效起飞性能余度。
  不过,“空中国王”350i的驾驶感受仍然逊色于喷气式飞机。这主要是因为它的航电系统未能和飞机的其他系统进行深度整合,而且发动机缺少全权限数字控制系统。事实上,“空中国王”350i驾驶舱内仍有很多老派的电门开关,其中有的部件甚至和1964年的“空中国王”完全相同。
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