1、复合材料助超轻型喷气机展翅高飞(上）http:/ 2010-05-27 复材在线 收藏该文章 超轻型喷气机的到来使人们既感到惊喜万分，又不免忧心忡忡，它是否能在竞争激烈的全球航空市场上站稳脚跟呢？常年奔波于各地，整日在天上飞来飞去的商务人士，您是否已经对传统商业航空公司所提供的长距离安全飞行以及中等乘坐环境产生厌倦？此时，您不如关注一下现在国际航空市场最炙手可热的“空气的士”，这是一种用小型飞机经营为私人服务的包机飞行业务。“空中的士”（Air Taxi）一般选用超轻型喷气飞机（VLJ）和高性能小活塞飞机，为乘客提供点对点的快速飞行服务，机票价格大致比商业航空公司的票价高 10-50%，但远远
2、低于豪华公务包机的费用。超轻型喷气飞机（Very Light Jet -VLJ）是伴随航空业发展而产生的新兴行业术语，指的是一款由单人驾驶，大小与现有的双发动机螺旋桨飞机近似的小型飞机，最多可容纳 8名乘客。这种飞机的毛重一般不高于 1万磅（约合 4,536千克），航行里程约 1,000英里（合约 1,600公里），并能够从仅 3,000英尺（914.5 米）长的跑道上完成起飞和降落。相比之下，传统中型（8 座）公务机庞巴迪里尔 60，其体重却重达 23,500磅（合 10,659千克），并需要至少 5,500英尺（1,676 米）的跑道长度。 快速超轻型喷气机的问世大大带动了涡扇喷气发动机的
3、市场应用，这种发动机以体积小，重量轻，和出色的节能性能著称，由威廉姆斯国际（Williams International，位于密歇根州寨湖），普惠加拿大（Pratt & Whitney Canada，位于加拿大魁北克 Longueill）和通用电气飞机发动机（GE Aircraft Engines- GEAE，俄亥俄州辛辛那提）共同开发。目前，国际市场上已经涌现出大量飞机制造商（其中多数拥有一批特定的目标客户群），开始为超轻型喷气机开辟新兴航飞服务市场。国际市场上制造小型飞机的制造商不在少数，但他们在设计理念和取材重点上各有不同。如塞斯纳（Cessna，堪萨斯州威奇托）和巴西航空工业公司（Em
4、braer，巴西(Sao Jose dos Campos）采用的是铝材密集型的设计理念，即用铝材制造飞机主要结构件，用复合材料制造二级结构件；而新兴的 Eclipse航空公司（新墨西哥州 Albuquerque）和阿沃塞特飞机有限责任公司（Avocet Aircraft LLC，位于康涅狄格州威尔顿，与以色列飞机工业公司 Israel Aircraft Industries -IAI 合作）则选择全金属设计；Excel 喷气式飞机有限公司（科罗拉多州 Monument）研制的新产品则是结合了铝机身和复合材料机翼和尾部结构的混合设计；不过，亚当飞机（Adam Aircraft，位于科罗拉多州 E
5、nglewood），ATG 航空技术集团（Aviation Technology Group，位于科罗拉多州 Englewood），钻石飞机（Diamond Aircraft，伦敦，安大略省，加拿大和韦纳新城，奥地利）和 Epic飞机（俄勒冈州 Bend）采用的是全复合材料机身设计。连汽车制造商本田汽车公司也已经建造了一个以复合材料为主的超轻型喷气机原型HondaJet，该机采用两个由本田制造的小型涡扇喷气发动机做引擎，本田和通用电气已经组建了一个新公司通用本田航空发动机公司，主要制造和销售新的动力装置。此外，格罗宇航公司（GROB Aerospace，德国图森豪森）正在建造一架全复合材料喷气
6、飞机，规模略大于常规超轻型喷气飞机，但比传统公务飞机小。 虽然有越来越多的制造商表示对超轻型喷气机有浓厚兴趣，但目前还没有一架超轻型喷气机获得美国联邦航空管理认证（FAA），或欧洲的等效认证，如欧洲航空安全局（EASA）。反对者指出，超轻型喷气机的市场需求是未知的。他们预测，商用航空业为了规避风险，只能放缓接纳这种新模式（豪华商务飞机的较小版本）的节奏。商业航空分析师詹姆斯阿斯克在其发表的文章航空和空间技术周刊中指出：几乎没有哪家商业航空公司的客户愿意选择乘坐价格昂贵的“空中的士”超轻型喷气飞机，而有钱的包机乘客可能也会嫌弃这样的飞机过小。关于超轻型喷气飞机的推广难度还不止这些，还有许多这样那
7、样的问题没有得到解决，比如私人超轻型喷气机如何跻身于已经拥挤不堪的通用航空领空；本地噪声和交通的限制将对超轻型喷气机产生什么影响；超轻型喷气机的飞行员和空中的士经营者能否获得保险；以及如何解决通用航空飞行员的驾驶习惯的训练问题，他们已经习惯使用速度相对较慢的螺旋推进器。尽管如此，超轻型喷气飞机制造商还是持乐观态度，他们将证明该机对于“空中的士”航空运输来说是一个既经济实惠，又可以节省下大量飞行时间的理想选择。全复材设计迎合市场潮流在 2002年年底，亚当 A700超轻型喷气飞机的问世标志着该制造商真正进入超轻型喷气飞机市场，该机采用全复合材料设计，是 A500双引擎涡轮增压活塞式飞机的衍生产品
8、。亚当公司先进结构事务部的执行董事皮埃尔哈特说：“A700 拥有较大的客舱空间和较长的机身，并在应付更快的巡航速度和更高的飞行高度方面展现出良好的空气动力学和抗撞击负载强度。由于这两架飞机拥有高度的相似性，所以 A700比其他同类飞机更有望获得美国联邦航空局（FAA）颁发的型号合格认证，因为截止 2005年 5月 11日，A500 机身上超过半数的组件都已经通过了 FAA认证。据皮埃尔哈特介绍，A700 的制备方式非常类似于 A500：两者都是采用由 AGATE提供的碳纤维，和东丽公司提供的环氧树脂制成的复合材料预浸料制备。东丽公司出产的 3款预浸材料系统已通过 FAA资格预审，这意味着制造商
9、只需要再通过几项额外资格测试即可，从而为制造商节省下大量时间和制备成本。 A700超轻型喷气机的机翼，机尾和桁条的形状与 A500完全一样，都是采用同一种复合材料模具制造而成。两者的区别在于，A700翼梁和翼壳较厚，因此在制备上需要更多的材料。翼壳采用手糊工艺制备，在边缘处采用较薄较结实的层压板，厚度和复杂性也随着逐渐向根部的过渡在增加，根部处添加了由欧洲复合材料公司提供的芳纶蜂窝夹芯材。手糊层的方式有 3/core/3和 6/core/6两种，要与所采用的纤维的经纬向（0 / 90 或 45 ）达到平衡与对称。A700 喷气机的翼壳采用的夹芯板比 A500的密度更高，为的是应付更高强度的骤风
10、载荷。与 A500一样，A700 超轻型喷气机的复合材料部件也是借助 Gehnrich公司提供的 50英尺（15.2 米）长的烤箱完成固化程序。 由于 A700超轻型喷气机采用的是两个轻量级威廉姆斯 FJ - 33喷气发动机，每个重量比活塞式发动机少约 300磅（合 136公斤），因此所减轻的重量和由此带来的飞机整体重心（CG）的提升，使得该机拥有更大的机身约 30英寸（76 厘米）长，比 6座的 A500型飞机能多容纳两个座位和一个盥洗室。此外，由于这两个发动机具有更高的燃油消耗率，因此，制造商除了在机翼上加装燃油箱以外，还在位于机身腹部的位置添加了一个 135加仑容量的燃料箱。哈特补充说：
11、“A700 超轻型喷气机还加装了一些动力强劲的复合材料刹车片，被置于机身底部。在遇到坠机情况时，可以起到保持燃料箱的作用，因此可以说，A700 超轻型喷气机的结构设计是根据载荷的大小进行调整的。” 目前，A700 的体重数字尚未公布，但是可以对比一下 A500，其总重量（含燃油和乘客）为 7,000磅（约合 3,175公斤）。 据悉，A700 超轻型喷气机的报价在 225 万美元左右，该机的飞行高度可达 41,000 英尺，拥有 340 哩（391 英里）/ 小时的巡航速度，和 1,100 英里（1,770 公里）的最大巡航里程。亚当公司坚定不移的将目光瞄准“空中的士”市场，并认为 A700 超轻型喷气机最具发展潜力。虽然交付期限取决于认证的进度，但已经有一个“空中的士”的主要运营商订购了 75 架 A700 超轻型喷气机。
