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自2014年起,Aerion和空客集团开始合作进行AS2超音速公务机的研发。这一合作正越来越引人注目, Flexjet于2015年11月中旬宣布,将订购20架AS2飞机,这是该项目接到的首笔确定订单。
AS2可容纳8到12名乘客,在超音速模式下洲际航程将达4750海里。与亚音速飞机相比,AS2飞越大西洋的时间可以缩短3小时,而横跨太平洋的时间则可缩短6个多小时。预计这款三引擎飞机将于2021年首飞,并于2023年投入使用。
Flexjet的主要提供小型喷气机运营和租赁服务,公司董事长Kenn Ricci 称:“我们认为,Aerion的先进技术和AS2飞机的高性能有望改变整个商务机市场。” Aerion和 Flexjet将共同为AS2飞机设计内饰。
空客与Aerion自2014年首次合作组建工程队伍以来,一直致力于打造1.5倍音速的AS2机型,双方的合作“低调但却进展稳健”。
西班牙的空客D&S(Airbus Defense & Space)公司负责设计AS2的机身构造、电传飞控系统、综合燃料系统和起落装置,他们的工作也取得了一定进展。目前已经完成初步设计的部分包括10翼梁碳纤维机翼结构、机身和尾翼结构、接合型主起落架系统(该起落架收起时可以最大程度地节省机身空间),以及采用了数字化线传飞控(fly-by-wire)技术的燃油系统,可以更好地控制重心。
AS2的飞行控制设计将会利用其体积小功能强大的执行器集成入AS2纤薄的飞行表面中。为了支持整个设计过程,空客D&S制作了一个钛金属机翼前沿部分的样板,用于进行评估。同时,公司正在对复合材料样品进行测试,希望进一步优化材料性能。
Aerion主要负责其他系统的研发工作,包括航电设备、电气系统、环境控制、液压和辅助动力等等。Aerion与空客D&S公司对各个系统进行了初步的空间分配,充分考虑了机身重量和平衡等因素。候选供应商名单已经确定,现已进入甄选阶段。
去年9月,来自Aerion、空客D&S、空客集团以及其他一级供应商的高级工程人员来到位于内华达州里诺市的Aerion总部,进行了为期4天的技术和项目评估,内容涵盖飞机结构飞机系统方面目前已完成的所有工程设计。
“本次设计评估结果证明,经过过去一年的努力,我们已经由概念设计阶段进入Aerion技术商业化的阶段,”Aerion飞机研发高级副总裁Mike Hinderberger表示,“目前我们正在进行工程设计,到2020年左右,将会实现超音速飞机的制造与飞行。”
就目前的情况来看,发动机研发进展将决定AS2机型2021年是否能顺利首飞。飞机最初设计时所选择的是普惠公司(Pratt & Whitney)的JT8D引擎,但工程师们正在寻找更先进的发动机。
Aerion首席执行官Doug Nichols表示:“我们的目标是在2016年上半年选定推进系统,这样项目很快就可以正式启动。”
Aerion已经选定了适合改装的核心发动机,在改装后可以满足超音速飞行的要求。
“我们会继续进行发动机的研发工作,致力于通过最小的改动满足需要达到的性能要求,”Nichols表示,“目前,Aerion正努力寻找一种解决方案,既能达到4级噪声标准,又能保持远距离超音速飞行的要求。对于低双路式涡轮喷气式超音速发动机来说,这是个巨大挑战。但现今的发动机技术应该可以让我们找到好的解决方案。”
Aerion表示,AS2飞机可以满足当前的法规要求,并实现高效运行,飞机也符合陆地上空超音速飞行的相关规定。这得益于AS2的优良性能——飞机可以以接近音速的速度(0.95-0.98马赫)高效运行;在允许超音速飞机飞行的水面上空以及其他区域,飞行速度最高可达1.5马赫(音速的1.5倍)。“无论在亚音速飞行还是超音速飞行模式下,飞机的表现都十分优秀,”Hinderberg表示,该机型“更像一架战斗机,而非商务机。”
在合作之初,空客对Aerion的层流分析软件工具表现出了浓厚兴趣。该工具可用于分析高速气流,优化机身。Hinderberg表示,事实上,合作项目的“首要目标就是对自然层流和波阻带来的影响进行优化。”
“飞机和研发项目主要由Aerion负责,但空客集团也获益良多,”空客集团战略与企业发展部门高级副总裁Ken McKenzie表示,“我们掌握了新型的技术和工具。通过合作,我们获得了更丰富的工程和制造工艺知识,比如数字制造技术等。AS2项目将成为创新设计、创新工程和创新制造的孵化器。”
Nichols表示,“Aerion已经正式开始在美国为AS2的生产工厂选址。”
Nichols说:“目前,我们正在寻找一个最理想的厂区,其中需要一个面积100英亩以上的机场以及长度在9000英尺以上的跑道,同时还要满足一些特殊地理条件要求。”其中的一个条件是,在该地点200海里以内有一个适合超音速飞行测试区,如果是在海上则更优。
Aerion还将评估多方面因素,包括机场的适合程度、公路和铁路基础设施、到达运输大型结构和设备所需的深水港的距离、当地的航空产业劳动力水平、国家和地方法规,以及当地生活水平及教育水平等。
Aerion预计将于2016年上半年宣布装配工厂的地址,届时也将正式启动AS2项目。厂区建设将于2018年动工。
空客集团将提供飞机主要部件,最后的总装工作由Aerion负责。双方致力于建立一个长期的合作关系,旨在为项目提供持续的技术支持。Aerion也将向空客集团学习专业知识,以支持其新工厂的建立。
作者:Jean L. Broge
来源:SAE《航空工程》杂志
翻译:SAE 上海办公室
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