飛行的變形金剛_風聞
晨枫-军事撰稿人-古今多少事,都付笑谈中2018-11-20 09:34

教練機是比較“容易”設計的,但Aeralis的新設計不簡單
教練機是飛機中比較“容易”設計的,所以很多國家都從教練機入手,開始自己的航空工業。新中國第一架自己設計的“北京一號”就是教練機。但有時候,“最容易”的也可能變成“最艱難”的,因為人們可能堆砌“不合情理”的要求。這就像生活中一樣,誰都喜歡找上得廳堂、下得廚房、鎮得場子、打得流氓的全能淑女漢子。教練機也是一樣,既需要能擔任易操作、低維護的基本飛行訓練,也需要能擔任近似戰鬥機的高級飛行訓練,最好還能客串當兼職戰術飛機,在戰時上戰場,幫“正宗”戰鬥機一把。這是很難兼顧的。但英國Aeralis公司的全新模塊化設計不僅使得這成為可能,還促成了全新的商業運作理念。

這是平台化設計的教練機,不僅在製造期間可以在平直翼、後掠翼、單發、雙發之間靈活組合,在出廠交付使用後也行
這是一個富有新意的平台化設計,A型為雙發、後掠翼,B型為單發、平直翼。最重要的是,兩者不僅有80-90的通用性,而且可以重組、互換。這是通過把飛機拆分成機體、發動機和機翼三大模塊做到的。
機體模塊除了機體外,還包括座艙和尾翼。發動機模塊吊掛在機體之下,有單發和雙發兩個選擇,進氣口在機腹位置,和F-16相似,尾噴口在尾錐前方,和F-4相似。機翼為上單翼,有平直翼和後掠翼兩個選擇。機體模塊是所有組合共同的基本模塊,在此基礎上,可為基本教練機選用單發和平直翼模塊,或者為高教和簡易戰鬥機選擇雙發和後掠翼模塊,也可以為特技飛機選擇單發和後掠翼模塊,或者為攻擊機選用雙發和平直翼模塊。

核心技術是模塊化的設計,機體、尾翼、機頭(包含設備)是基本模塊,但奧妙在機翼模塊和發動機模塊
由於模塊是可裝卸的,在離廠使用後一段時間,依然可以在返修、升級時更換到其他模塊組合。這提供了新的商業模式。比如説,用户向飛機公司或者專業租賃公司租賃飛機,到其歸還時,飛機公司根據下一個用户的要求在翻修的同時,重新組合,就成為完全按照新用户交付的飛機,而不是對前一個用户已有組合的將就。
在民航中,租賃是很常見的。在空軍中,租賃不常見,但這可能是軍費緊張時有用的選擇。與買斷相比,租賃的初始投資低,也容易按照需要迅速增減數量。這對小國空軍尤其重要,飛行員隊伍很小,可能一次性訓練一批飛行員後,若干年後再有新訓練一批的需求。長期連綿不斷的訓練新飛行員並無必要。對於這樣的用户,飛行訓練公司不僅出租教練機,還可出租飛行教官和飛行仿真訓練系統。租賃也降低了升級延壽負擔,到期歸還就是了。需要的話可以續租,那時可以決定自己升級還是歸還後換已經翻新的。


模塊化設計不僅使得Aeralis教練機可以在單發、雙發、平直翼、後掠翼、教練機、戰鬥機和各種機載設備之間組合

還可以在租賃返回時根據下一個用户的要求重組後再交付
但Aeralis能夠做到這樣的模塊化是有條件的。簡單化地來説,平直翼和後掠翼的升力中心都在1/4翼展的弦長中點。對於平直翼來説,這就是翼根的某個位置。對於後掠翼來説,如果後掠角足夠大的話,這可能落在翼根後緣之後。好在教練機的速度要求不高,所以後掠翼也只是小後掠翼,兩者的升力中心位置相差不大,數字飛控設置在不同模式,使可以兼顧這兩種略為不同的氣動佈局的。
發動機問題更好解決,由於發動機基本上在機體中段下方,單發還是雙發對重心影響不大。
除了在平直翼、後掠翼之間補償,不同的速度範圍對飛控也有不同的靈敏度要求,同樣在數字飛控中通過不同模式解決。還可以根據用户的不同要求,對數字飛控的一些高級功能解鎖,這就像現代汽車定速巡航、車內温控等已經不需要新增硬件,只是軟件的(付費)解鎖一樣。
座艙內採用大屏顯示。同樣,通過解鎖可以增加高級顯示功能。更有意思的是,座艙可按中杆操縱或者側杆操縱靈活重組。F-16首創側杆操縱,飛行員的手肘有依託,在高g飛行時只要移動小臂和手腕就可以靈活操縱飛機。美國F-22、F-35、法國“陣風”也追隨F-16,採用側杆操縱。但側杆一般右置,對左撇子使用不便,而且在戰鬥中右手受傷的話,繼續操縱就成問題了。
中杆操縱是傳統方式,這不僅是習慣問題,也緩解了左撇子和右手受傷的問題。在高g時,也可以雙手抱杆操縱,儘管這偏離了“手不離杆”的原則。美國F-18、歐洲“颱風”、俄羅斯蘇-27、米格-29都是中杆,中國的殲-10、殲-20不明,但中巴合作的“梟龍”也是中杆。
在機電操縱年代,中杆改側杆或者反過來,那要大動干戈了。但在電傳操縱時代,中杆和側杆都是遊戲杆一樣的壓敏、力反饋裝置,只要留有插頭,換一個安裝位置是很簡單的事。
由於發動機也模塊化了,按照用户要求選用不同發動機也成為可能。現在考慮的有霍尼韋爾F124、威廉姆斯FJ44和羅爾斯-羅伊斯“阿杜爾”。最終不一定都能成為合格候選,但要增加選擇是相對簡單的事。
Aeralis正在與威廉姆斯、泰利斯、馬丁-貝克、Frazer Nash、克蘭菲爾德等合作。威廉姆斯和Frazer Nash是汽車工程設計公司,常年從事F1賽車、內燃機和電動動力等,克蘭菲爾德相當於英國的北航,泰利斯和馬丁-貝克是航空界的老字號了,分別是航電和彈射座椅的巨頭。Aeralis希望能達到降低訓練系統開支30%的目標,這對於已經斤斤計較的教練機來説是很雄心勃勃的。一般預計,在未來二十年裏,世界上有5500架教練機的需求。Aeralis希望能拿下5-10%的市場,對於一家名不見經傳的小公司來説,這是很雄心勃勃的。

名不見經傳的Aeralis可能能成大事呢
Aeralis依然是小荷才露尖尖角的小公司,現有的模塊化教練機設計也未必就能獲得成功,但這是重要的信號:中等性能的飛機設計已經進入白菜化階段,需求依然存在,但思維要改變。傳統的性能主導、成本定調、看菜下飯的設計方法要讓位於更有創意、更加靈活的新思維。這就像手機一樣:蘋果的成功不只是因為芯片速度和屏幕大小,更是因為成功的立意。