飞行的变形金刚_风闻
晨枫-军事撰稿人-古今多少事,都付笑谈中2018-11-20 09:34

教练机是比较“容易”设计的,但Aeralis的新设计不简单
教练机是飞机中比较“容易”设计的,所以很多国家都从教练机入手,开始自己的航空工业。新中国第一架自己设计的“北京一号”就是教练机。但有时候,“最容易”的也可能变成“最艰难”的,因为人们可能堆砌“不合情理”的要求。这就像生活中一样,谁都喜欢找上得厅堂、下得厨房、镇得场子、打得流氓的全能淑女汉子。教练机也是一样,既需要能担任易操作、低维护的基本飞行训练,也需要能担任近似战斗机的高级飞行训练,最好还能客串当兼职战术飞机,在战时上战场,帮“正宗”战斗机一把。这是很难兼顾的。但英国Aeralis公司的全新模块化设计不仅使得这成为可能,还促成了全新的商业运作理念。

这是平台化设计的教练机,不仅在制造期间可以在平直翼、后掠翼、单发、双发之间灵活组合,在出厂交付使用后也行
这是一个富有新意的平台化设计,A型为双发、后掠翼,B型为单发、平直翼。最重要的是,两者不仅有80-90的通用性,而且可以重组、互换。这是通过把飞机拆分成机体、发动机和机翼三大模块做到的。
机体模块除了机体外,还包括座舱和尾翼。发动机模块吊挂在机体之下,有单发和双发两个选择,进气口在机腹位置,和F-16相似,尾喷口在尾锥前方,和F-4相似。机翼为上单翼,有平直翼和后掠翼两个选择。机体模块是所有组合共同的基本模块,在此基础上,可为基本教练机选用单发和平直翼模块,或者为高教和简易战斗机选择双发和后掠翼模块,也可以为特技飞机选择单发和后掠翼模块,或者为攻击机选用双发和平直翼模块。

核心技术是模块化的设计,机体、尾翼、机头(包含设备)是基本模块,但奥妙在机翼模块和发动机模块
由于模块是可装卸的,在离厂使用后一段时间,依然可以在返修、升级时更换到其他模块组合。这提供了新的商业模式。比如说,用户向飞机公司或者专业租赁公司租赁飞机,到其归还时,飞机公司根据下一个用户的要求在翻修的同时,重新组合,就成为完全按照新用户交付的飞机,而不是对前一个用户已有组合的将就。
在民航中,租赁是很常见的。在空军中,租赁不常见,但这可能是军费紧张时有用的选择。与买断相比,租赁的初始投资低,也容易按照需要迅速增减数量。这对小国空军尤其重要,飞行员队伍很小,可能一次性训练一批飞行员后,若干年后再有新训练一批的需求。长期连绵不断的训练新飞行员并无必要。对于这样的用户,飞行训练公司不仅出租教练机,还可出租飞行教官和飞行仿真训练系统。租赁也降低了升级延寿负担,到期归还就是了。需要的话可以续租,那时可以决定自己升级还是归还后换已经翻新的。


模块化设计不仅使得Aeralis教练机可以在单发、双发、平直翼、后掠翼、教练机、战斗机和各种机载设备之间组合

还可以在租赁返回时根据下一个用户的要求重组后再交付
但Aeralis能够做到这样的模块化是有条件的。简单化地来说,平直翼和后掠翼的升力中心都在1/4翼展的弦长中点。对于平直翼来说,这就是翼根的某个位置。对于后掠翼来说,如果后掠角足够大的话,这可能落在翼根后缘之后。好在教练机的速度要求不高,所以后掠翼也只是小后掠翼,两者的升力中心位置相差不大,数字飞控设置在不同模式,使可以兼顾这两种略为不同的气动布局的。
发动机问题更好解决,由于发动机基本上在机体中段下方,单发还是双发对重心影响不大。
除了在平直翼、后掠翼之间补偿,不同的速度范围对飞控也有不同的灵敏度要求,同样在数字飞控中通过不同模式解决。还可以根据用户的不同要求,对数字飞控的一些高级功能解锁,这就像现代汽车定速巡航、车内温控等已经不需要新增硬件,只是软件的(付费)解锁一样。
座舱内采用大屏显示。同样,通过解锁可以增加高级显示功能。更有意思的是,座舱可按中杆操纵或者侧杆操纵灵活重组。F-16首创侧杆操纵,飞行员的手肘有依托,在高g飞行时只要移动小臂和手腕就可以灵活操纵飞机。美国F-22、F-35、法国“阵风”也追随F-16,采用侧杆操纵。但侧杆一般右置,对左撇子使用不便,而且在战斗中右手受伤的话,继续操纵就成问题了。
中杆操纵是传统方式,这不仅是习惯问题,也缓解了左撇子和右手受伤的问题。在高g时,也可以双手抱杆操纵,尽管这偏离了“手不离杆”的原则。美国F-18、欧洲“台风”、俄罗斯苏-27、米格-29都是中杆,中国的歼-10、歼-20不明,但中巴合作的“枭龙”也是中杆。
在机电操纵年代,中杆改侧杆或者反过来,那要大动干戈了。但在电传操纵时代,中杆和侧杆都是游戏杆一样的压敏、力反馈装置,只要留有插头,换一个安装位置是很简单的事。
由于发动机也模块化了,按照用户要求选用不同发动机也成为可能。现在考虑的有霍尼韦尔F124、威廉姆斯FJ44和罗尔斯-罗伊斯“阿杜尔”。最终不一定都能成为合格候选,但要增加选择是相对简单的事。
Aeralis正在与威廉姆斯、泰利斯、马丁-贝克、Frazer Nash、克兰菲尔德等合作。威廉姆斯和Frazer Nash是汽车工程设计公司,常年从事F1赛车、内燃机和电动动力等,克兰菲尔德相当于英国的北航,泰利斯和马丁-贝克是航空界的老字号了,分别是航电和弹射座椅的巨头。Aeralis希望能达到降低训练系统开支30%的目标,这对于已经斤斤计较的教练机来说是很雄心勃勃的。一般预计,在未来二十年里,世界上有5500架教练机的需求。Aeralis希望能拿下5-10%的市场,对于一家名不见经传的小公司来说,这是很雄心勃勃的。

名不见经传的Aeralis可能能成大事呢
Aeralis依然是小荷才露尖尖角的小公司,现有的模块化教练机设计也未必就能获得成功,但这是重要的信号:中等性能的飞机设计已经进入白菜化阶段,需求依然存在,但思维要改变。传统的性能主导、成本定调、看菜下饭的设计方法要让位于更有创意、更加灵活的新思维。这就像手机一样:苹果的成功不只是因为芯片速度和屏幕大小,更是因为成功的立意。