飛行員報(bào)告:奇葩的風(fēng)扇噴氣600教練機(jī)

? ? 本文轉(zhuǎn)載自 ??http://www.afwing.info/aircraft/2181.html,原作者:盧卡斯·威爾科克斯?
? ?? 雖然萊茵飛機(jī)制造有限公司(RFB)的“風(fēng)扇教練”(Fantrainer)早在1977年就首飛了,但該機(jī)并沒有獲得應(yīng)該有的成功。雖然德國和美國空軍試飛員都對原型機(jī)給予了好評,但是在沿用美軍訓(xùn)練體系的政治壓力下,德國空軍沒有大批量購買這種教練機(jī)。最后泰國皇家空軍首先看到了這種飛機(jī)的潛力,訂購了47架作為F-5戰(zhàn)斗機(jī)飛行員的先導(dǎo)教練機(jī)。

? “風(fēng)扇教練”最獨(dú)特的地方在于機(jī)身涵道風(fēng)扇設(shè)計(jì),并且與普通的渦槳教練機(jī)不同,該機(jī)安裝了一臺羅爾斯·羅伊斯-艾里遜250 ?C30渦軸發(fā)動機(jī)(與貝爾“噴氣突擊隊(duì)員”直升機(jī)相同)。

20世紀(jì)70年代,RFB的技術(shù)總監(jiān)漢諾·菲舍爾和他的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在之前動力滑翔機(jī)和地效翼船的研究成果上開始設(shè)計(jì)一種安裝有中置發(fā)動機(jī)和齒輪傳動涵道風(fēng)扇的飛機(jī)。與螺旋槳相比,涵道風(fēng)扇在燃油效率、低噪音、對地勤人員的保護(hù)方面具有明顯優(yōu)勢,這種優(yōu)勢至今仍然存在。事實(shí)上,齒輪傳動渦扇技術(shù)也已經(jīng)應(yīng)用在了一些新型客機(jī)上,如波音737MAX、空中客車A320NEO和龐巴迪C系列客機(jī)。


在“風(fēng)扇教練”首飛近40年后,一家新公司——風(fēng)扇噴氣公司(Fanjet)買下了RFB品牌和這種卓越的“風(fēng)扇教練”飛機(jī)的所有權(quán)利,其中包括設(shè)計(jì)權(quán)、零部件生產(chǎn)和EASA/FAR23認(rèn)證,以及一架生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證機(jī)。
在德國腓特烈港舉辦的2011年通航展上,風(fēng)扇噴氣航空有限公司的CEO安德烈亞斯·薩特勒邀請筆者去體驗(yàn)一下他們重新推出的風(fēng)扇噴氣600(FJ600)教練機(jī)。
隨著各國軍事預(yù)算受到全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)的沖擊,航空燃料越來越難保證,培訓(xùn)成本繼續(xù)飆升,薩特勒的既定目標(biāo)是重新生產(chǎn)這種極其高效的教練機(jī)。

噴氣機(jī)般的操縱感?
那些渦槳初教機(jī)的制造商們喜歡用“噴氣機(jī)般的操縱感”來做廣告語,其含義就是無螺旋槳扭矩效應(yīng)的飛行和單桿推力操作。前者是螺旋槳飛機(jī)在改變空速時(shí)出現(xiàn)的副作用,隨著油門桿前推,飛機(jī)開始加速,增加的螺旋槳扭矩會抬高機(jī)鼻并使飛機(jī)產(chǎn)生偏航,讓飛行員不得不蹬舵來抵消。雖然稱職的飛行員在駕駛螺旋槳機(jī)時(shí)會毫無困難地保持水平直飛,但操縱感和噴氣式飛機(jī)截然不同。像皮拉圖斯PC21和巴西航空工業(yè)公司的“超級巨嘴鳥”等的現(xiàn)代螺旋槳教練機(jī)都具有自動偏航補(bǔ)償功能,能減少或消除加速和減速過程中出現(xiàn)的這些副作用。

在功率強(qiáng)大的螺旋槳飛機(jī)(拖拉式布局)上,接通動力后大型螺旋槳能毫無困難地拖著飛機(jī)進(jìn)入低速飛行。簡單來說,螺旋槳是在緩慢驅(qū)動大團(tuán)空氣,而噴氣發(fā)動機(jī)是在快速驅(qū)動小團(tuán)空氣。螺旋槳的拉力實(shí)際上隨著飛機(jī)速度的降低而增加,而噴氣發(fā)動機(jī)的推力對空速并不敏感。因此,螺旋槳飛機(jī)的最低可飛行空速是一個(gè)最佳評估點(diǎn)(即飛機(jī)在最小阻力速度和失速速度間的動力輸入下是如何響應(yīng)的)。
登機(jī)
所以,F(xiàn)J600會具有“噴氣機(jī)般的操縱感”嗎?找出答案的唯一方法是試飛該機(jī)!
我在一個(gè)晴朗的高氣壓日子抵達(dá)了斯圖加特東邊的霍伊巴赫機(jī)場。安德烈亞斯·薩特勒把我介紹給我的檢查飛行員——弗蘭克·庫茲,他是經(jīng)過歐洲航空安全局批準(zhǔn)的德國僅有的4名“風(fēng)扇教練機(jī)”教官之一。
爬進(jìn)前座艙(學(xué)員座艙)的步驟和BAE“鷹”教練機(jī)差不多,但無需使用外部登機(jī)梯,當(dāng)然噴氣機(jī)飛行員會更熟悉這個(gè)座艙。通過把推進(jìn)系統(tǒng)放置在機(jī)組后方靠近重心(GC)的位置,座艙設(shè)計(jì)賦予飛行員的視野和相關(guān)操作感覺更接近F-16而不是“噴火”。兩塊式座艙蓋被后座飛行員儀表板上方的單個(gè)隔框一分為二,所以每個(gè)飛行員都有自己的獨(dú)立座艙蓋。前后座艙蓋都向右側(cè)開,F(xiàn)J600可以打開座艙蓋滑行。
一旦登機(jī)后,能很明顯看出RFB在座艙布局設(shè)計(jì)上,從德國空軍測試團(tuán)隊(duì)身上和美國空軍下一代教練機(jī)(JPATS)的研制工作上借鑒了很多經(jīng)驗(yàn)。FJ600的座艙給人的感覺像“阿爾法噴氣”,只不過更簡單一點(diǎn)。
一旦坐進(jìn)座艙,就能發(fā)現(xiàn)視野是不可思議的。座椅高度和位置都能電動調(diào)節(jié)。目前,這架飛機(jī)安裝了是拆除裝藥的Stencil公司的“突擊隊(duì)員”彈射座椅,但很可能風(fēng)扇噴氣公司會尋求使用同樣輕量化的馬丁·貝克MK15B彈射座椅取而代之。

人體工程設(shè)計(jì)
FJ600的人體工程學(xué)設(shè)計(jì)可以與德國現(xiàn)代豪華汽車相提并論。對于平均身材的飛行員來說,座艙里的所有開關(guān)和控制器都觸手可及,捆綁安全帶也無需專業(yè)地勤人員的幫助。座艙的模擬儀表基本來自達(dá)索“阿爾法噴氣”教練機(jī),清晰易讀功能明確,甚至還有一個(gè)漂亮的Sinn時(shí)鐘。
后座艙(教官)布局大致和前座艙差不多,但增加了必要的超控開關(guān)。前后座艙蓋之間的隔框不是很顯眼,座椅仍然在前掠2-3度的機(jī)翼前方,這提供了一個(gè)很好的視野。機(jī)翼前掠也是為了平衡重心,以便在機(jī)翼結(jié)構(gòu)中設(shè)置整體油箱。

風(fēng)扇噴氣公司已經(jīng)委托施特勞賓航電公司為FJ600設(shè)計(jì)一個(gè)玻璃座艙,就像最現(xiàn)代化戰(zhàn)斗機(jī)那樣,新座艙將會有一套尺寸很大的EFIS(電子飛行信息系統(tǒng))、MFD(多功能顯示器)和專用發(fā)動機(jī)參數(shù)顯示器。同時(shí)也設(shè)想了備用的模擬儀表(過載表和尾旋改出轉(zhuǎn)彎指針)。
后續(xù)版本可能會包括一個(gè)抬頭/頭盔顯示器選項(xiàng),以及能與地面模擬器集成進(jìn)行更多高級戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練的軍用架次管理系統(tǒng)。
在轉(zhuǎn)場時(shí),安德烈亞斯透露他已經(jīng)在使用經(jīng)批準(zhǔn)的蘋果iPad EFB(電子飛行包),用于顯示儀表進(jìn)近圖表并提供最新導(dǎo)航數(shù)據(jù)。
啟動
發(fā)動機(jī)啟動很迅速,“噴氣突擊隊(duì)員”直升機(jī)的飛行員很熟悉這個(gè)啟動過程。在羅爾斯·羅伊斯-艾里遜250發(fā)動機(jī)穩(wěn)定在58% ?N1轉(zhuǎn)速(發(fā)動機(jī)渦輪轉(zhuǎn)速)40秒后,你就可以松開操縱桿上的啟動按鈕了,等發(fā)電機(jī)在線后,我們被允許滑向25號跑道。轉(zhuǎn)彎是依靠差動強(qiáng)大的主起落架剎車實(shí)現(xiàn)的,通過使用懸臂式自由前起落架可做急轉(zhuǎn)彎。


起飛
在全功率下,F(xiàn)J600像噴氣機(jī)般在跑道上加速,一開始加速較慢,在表速超過40節(jié)(74公里/時(shí))后迅速加速。盡管T型尾翼得不到風(fēng)扇單元的滑流幫助,但升降舵的反應(yīng)仍然靈敏。由于沒有螺旋槳扭矩效應(yīng),所以沿著跑道中線滑跑很容易。起落架和襟翼收起后,飛機(jī)的爬升率接近910米/分鐘,然后我把油門收到80%,進(jìn)入120節(jié)(222公里/時(shí))表速的巡航爬升。
從釋放剎車到我們在海拔1220米(離地高度大約是760米)進(jìn)入順風(fēng)邊飛行只過去了2分鐘,飛機(jī)以60%的油門保持著180節(jié)(333公里/時(shí))表速,每小時(shí)僅消耗140升JET ?A1燃油。
操控
在被允許進(jìn)入斯圖加特的D類空域后,我們爬升到2134米做一些總體操控性測試。巡航速度下的滾轉(zhuǎn)速率達(dá)到了令人尊敬的100度/秒,作120節(jié)(222公里/時(shí))的快滾甚至能達(dá)到360度/秒的速率。雖然是T尾設(shè)計(jì)并具有較短的交叉耦合,F(xiàn)J600的操控還是非常平滑。安裝有伺服調(diào)整片的控制翼面能提供溫和的縱向安定性、強(qiáng)勢的方向安定性和中性的橫向(放開操縱桿)盤旋穩(wěn)定性。

然后我們嘗試干凈外形失速,在關(guān)閉油門時(shí)一個(gè)警告音響起,提醒飛行員起落架已經(jīng)收起。這個(gè)警告音可以用油門桿后方的一個(gè)開關(guān)來關(guān)閉。輕微抖振會先于失速警告出現(xiàn),失速開始是可預(yù)測的,在83節(jié)表速(154公里/時(shí))出現(xiàn)嚴(yán)重抖振和機(jī)鼻下墜。標(biāo)準(zhǔn)失速改出操作正如宣傳的那樣,使用FAR/JAR25不明狀態(tài)改出技術(shù),只損失了91米高度。
接下來,我們模擬了一個(gè)軍事橢圓降落航線,在順風(fēng)邊降落前檢查中從160節(jié)(296公里/時(shí))表速減速到120節(jié)(222公里/時(shí))。在完成了全套檢查后,以100節(jié)(185公里/時(shí))的表速進(jìn)入4轉(zhuǎn)彎直到機(jī)翼改平,放下起落架和襟翼,故意飛得低于理想下滑道。這是在模擬學(xué)員忽視儀表和外部姿態(tài)參照。飛機(jī)在降落外形下,只用升降舵來修正下滑路徑,減小動力輸出(保持在20%),然后開始減速。
盡管在正常的81節(jié)(150公里/時(shí))表速進(jìn)近中增大了攻角,機(jī)鼻上方視野仍堪稱優(yōu)秀。進(jìn)一步減速后,音頻報(bào)警器報(bào)出了5節(jié)警告,如果置之不理,飛機(jī)就會進(jìn)入嚴(yán)重抖振、機(jī)鼻下墜的失速,伴隨著輕微掉翼尖(尾旋初期不受控制地向左滾轉(zhuǎn))。當(dāng)然,學(xué)員通常被要求在出現(xiàn)警告或輕微抖振時(shí)就改出。在實(shí)際操作中,在非常低的高度進(jìn)一步減速是愚蠢的。

特技
一旦熟悉了輕微抖振后,我們在1980米高度用80%功率和160節(jié)(296功率/時(shí))表速評估了一個(gè)最大性能水平轉(zhuǎn)彎。結(jié)果得到了輕微抖振下的3g過載和70度坡度角,以及130節(jié)(240公里/時(shí))表速。這個(gè)360度轉(zhuǎn)彎在20秒內(nèi)完成。
我們在做特技時(shí)限制最大功率80%,以及正向過載,避免使發(fā)動機(jī)和風(fēng)扇負(fù)荷過度。FJ600在整個(gè)過程中的表現(xiàn)都很沉著,令人愉悅。使用升降舵以180節(jié)(333公里/時(shí))的進(jìn)入速度做筋斗、桶滾、半水平和古巴8字時(shí)獲得了一致的俯仰控制感覺。風(fēng)扇噴氣能做+6g和-3g的機(jī)動,并且獲得了FAR23的全尾旋認(rèn)證。一個(gè)四圈尾旋需要1220米的改出高度,憑借幾乎占據(jù)垂尾弦長一半的方向舵,尾旋改出很快速且可預(yù)測,而且向螺旋反方向偏轉(zhuǎn)副翼這點(diǎn)和許多噴氣式教練機(jī)也相同。

低空
憑借166千克/平方米的實(shí)用翼載,F(xiàn)J600在低空經(jīng)常遭遇氣流動蕩的環(huán)境中提供了良好的乘坐舒適性。機(jī)鼻上方視野遠(yuǎn)好于所有其他渦槳競爭者,更接近一線戰(zhàn)斗機(jī)。這在導(dǎo)航/瞄準(zhǔn)航線中增強(qiáng)了飛行員的態(tài)勢感知,也有助于防止空中相撞。
掉頭飛向霍伊巴赫機(jī)場后,我們模擬了一個(gè)發(fā)動機(jī)相關(guān)的緊急狀況。我們在機(jī)場上空914米的高度飛了一個(gè)迫降練習(xí)(PFL)航線。最佳滑翔速度是110節(jié)(204公里/時(shí))表速,在順風(fēng)邊放下起落架和一階段襟翼。在地面輕風(fēng)中,較淺的視線角達(dá)成了期望結(jié)果,拉平很容易控制。

降落航線
蛤殼式減速板安裝在風(fēng)扇罩兩側(cè),通過油門桿上的拇指開關(guān)操作,可以短暫張開會張開更長時(shí)間。無論是哪種情況,由于減速板靠近重心位置,所以不會出現(xiàn)明顯的俯仰波動。此外,減速板也可以和襟翼一起用于在改出中控制下降速度,或在動力短場進(jìn)近中減小降落滾轉(zhuǎn)。
然后我們飛了各種進(jìn)近,包括正常降落和無襟翼降落,即使在無襟翼降落中,F(xiàn)J600也能向兩位機(jī)組提供良好的機(jī)鼻上方視野。這架飛機(jī)能很好應(yīng)付霍伊巴赫低空越來越熱的氣溫,速度偏差不大,橫向控制良好。到我們降落時(shí)已經(jīng)飛行了50分鐘,只燒掉了80升燃油——平均每小時(shí)96升。與“阿爾法噴氣機(jī)”或“巨嘴鳥”教練機(jī)相比,F(xiàn)J600的耗油率優(yōu)勢是顯而易見的。

低速
所以,回到一個(gè)大問題:FJ600的低速操控性到底如何?該機(jī)在2130米高度的平直飛行中(干凈外形,油門慢車)從180節(jié)(333公里/時(shí))表速減速到90節(jié)(167公里/時(shí))——故意低于110節(jié)(204公里/時(shí))表速的最小阻力速度(VMD)。在90節(jié)表速下還能把機(jī)鼻抬起以30米/分的爬升率爬升,直到降到80節(jié)(148公里/時(shí))表速后才無力繼續(xù)爬升。此時(shí)速度再降低就會觸發(fā)失速警告器,所以我們把功率增加到75%來維持速度。
接下來我們做了干凈外形下的模擬儀表進(jìn)近,我們在標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)近功率設(shè)置(20%)中再次減速到低于最小阻力速度的90節(jié)表速。我們的下降速率是152米/分,并稍稍增大攻角以模擬失去動力情況下的下滑道校正。隨著下降速率降低到91米/分,額外的阻力導(dǎo)致速度稍稍降到85節(jié)(157公里/時(shí))。
然后我們把油門推到全功率,防止進(jìn)一步損失的高度和速度并開始模擬復(fù)飛。飛機(jī)在8秒內(nèi)進(jìn)入平飛,功率80%,然后開始以152米/分的爬升率加速到90節(jié)表速。短短三秒后爬升率就突破了305米/分。

結(jié)論
那么FJ600到底像不像噴氣機(jī)?嗯,比如較好的存速性能、相當(dāng)慢的發(fā)動機(jī)加速率、以及在任何轉(zhuǎn)速下都沒有扭矩問題。但是,該機(jī)的飛行軌跡過于穩(wěn)定,以及低速操控性更像渦槳飛機(jī)。當(dāng)然,這對于初級訓(xùn)練和短場跑道起降來說不是壞事。
有一點(diǎn)必須明確一下,和“風(fēng)扇教練”設(shè)計(jì)時(shí)的那些60年代戰(zhàn)斗機(jī)相比,現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)動機(jī)涵道比更高。如果選擇FJ600作為初教機(jī)的話,那么學(xué)員之后換裝BAE“鷹”T.2/阿萊尼亞阿馬基M346高教機(jī)會比現(xiàn)在的活塞/渦槳初教機(jī)更簡單。

風(fēng)扇噴氣600是一架了不起的教練機(jī)。即使以現(xiàn)在的配置,在正確的操縱下該機(jī)也能模擬更快的飛機(jī)。在座艙經(jīng)過適當(dāng)升級后,該機(jī)具有從根本上模糊軍用初教機(jī)和高教機(jī)定義的潛力。
由于購置和飛行成本較低,F(xiàn)J600也可用于民航飛行員恢復(fù)或太空旅游訓(xùn)練,而不是目前使用的燒100LL汽油的活塞特技機(jī)、饑渴的冷戰(zhàn)戰(zhàn)斗機(jī)或不切實(shí)際的和昂貴的地面全動態(tài)模擬器。
鑒于目前的經(jīng)濟(jì)環(huán)境,以及持續(xù)國防開支削減、燃油安全和環(huán)境問題,具有獨(dú)特賣點(diǎn)的FJ600市場前景看好。