世界上唯一没有图纸的建筑杰作(40年前超越时代的设计)

文/HL

比奇公司是一家美国的通航/支线飞机制造商,面向我国市场的主要产品为"空中国王”系列,比奇夫妇在1932年创立了这家公司,这些年比奇的产品线主要由活塞和涡轮螺旋桨机型组成。

主要经典机型:

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比奇 T-34 “导师” (简柏丞学飞机型) 用途:初级军用教练机

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比奇 “空中国王 ” 用途:人工降雨、校检飞行、航校训练

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比奇 V35 “富豪” (V尾型) 用途:私人飞机,别称 “医生杀手”

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比奇 “公爵” 用途:飞行员双发训练

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纵观80余年的公司历史,产品线大多延续了传统的外观设计。

但下面这款飞机会让你眼前一亮!

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“星舟”原型机NC-1

“星舟” Starship是比奇飞机公司研制的一种全复合材料、双发涡桨、8-9座公务机。比奇飞机公司研制这种新型飞机的目的是为了利用当代最新技术研制一种高性能、低能耗、外形充满科幻感的公务机。

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鸭翼构型的飞机没有传统的水平安定面,也就没有机尾部位所产生的负升力

它的升限可以达到波音737相当的41000英尺,设计巡航速度0.7马赫,有着涡桨飞机的低油耗,但却装载着神似图-144超音速客机的机首鸭翼。这样的“非主流”设计在当时公务机市场里绝对找不到第二款。

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意大利产的比亚乔P180 “前进” 公务机可以找到一丝 “星舟”的影子,但它采用了传统“T 尾” 图源:比亚乔官网

设计指标有着比现有涡轮螺桨式和喷气式行政机有更高的飞行速度和飞行高度、更高的燃油效率、更大的客舱尺寸、较低的客舱噪音,以便与常规螺旋桨和涡轮风扇行政机以及其它新一代行政机进行竞争。“星舟”设计初期的性能指标虽堪比喷气飞机,可后期量产时却面临超重等问题,从而导致量产机型的性能达不到预期设定的指标。

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“星舟”公务机的客舱布局

设计特点

很难失速的飞机

“星舟” 有一个非常不寻常的特征就是,这架飞机几乎不可能在正常操控的过程中失速,因为飞机的前翼会比主翼先失速,失速时飞机形成一个轻微的机首朝下的姿态。降低了迎角(AoA)后的主翼也很难再去接近失速临界迎角,这样的设计理念与后期波音公司的MCAS系统可谓是有着异曲同工之处。

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比奇“星舟”透视图

前翼下置电操纵可变几何形状前翼。结构和机翼相似。每个前翼上有一个升降舵。前翼的后掠角变化通过电子装置和襟翼的偏转联动以便补偿俯仰力矩的变化。后掠角变化范围为前掠4°~后掠30°。前缘和主翼均装有液体防冰装置。

首款复合材料公务机

“星舟”的机身采用了全碳纤维复合材料,这样可以避免采用金属机身而产生的机体腐蚀等问题,即使今天大部分适航的“星舟”都有着30-40年的机龄,但机主和运营商依然对机体结构的保养状况充满了信心。

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比奇“星舟”的机身蒙皮,机身由蜂窝芯和石墨/环氧树脂面板胶接。

跨时代的航电系统

在上世纪80年代,小型公务机的驾驶舱还多由真空泵和各类老式指针仪表所组成。如果你第一次步入“星舟”的驾驶舱一定会被它那满目琳琅的玻璃仪表所震惊到,因为它一共有16块玻璃仪表,统统由CRT阴极射线管所组成,每一块这样的老式屏幕都重量不轻。柯林斯公司至今还在提供这套AMS-850航电套装的维护服务。

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借助这套AMS-850航电套装,轻型公务机在80年代末首次装配了“玻璃仪表”,提升了飞行员在复杂气候条件下的情景意识。

翼梢小翼也是方向舵

这款飞机并没有传统意义上的垂直安定面,方向舵的安放也转移到了翼梢小翼的位置,比奇公司也给自己的产品发明了一个新颖的名字“ 翼尖帆” (Tipsails),这样的设计既能保持方向稳定性又可以减少诱导阻力。

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“星舟”的襟翼最大开合角度只有15度 图源:Airliner.net

两具发动机的安装位置非常接近飞机的纵轴,由于这样的设计减少了单发失效时所产生的偏转力矩,在紧急情况下飞行员可以更轻松的去操控仅靠单发飞行的飞机。

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机尾的垂直尾鳍的主要作用是防止擦机尾,同时融合了VOR导航天线 图源:AOPA

动力装置两台普惠·加拿大公司PT6A-67A涡轮螺桨发动机,单台额定功率1500马力(1200轴马力),是PT6A系列中尺寸最大的型号,各驱动一副带整流罩的五桨叶全顺桨可逆桨距推进式金属螺旋桨,金属材质的螺旋桨可以耐受发动机排气管产生的热量,在积冰的条件下还可以借助高温尾气融个冰。

聊聊“飞船”设计师

Burt Rutan

伯特•鲁坦 (Burt Rutan)生在美国西部俄勒冈州波特兰市,他六七岁便开始自己动手做模型飞机,从不屑于用那些从商店里买来的塑料模型。

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这一开始便再不曾停下,迄今为止,他已经设计了近百种各式各样的飞行器,从为发烧友们设计的家庭组装小型飞机,到功能各异的轻型飞机,再到可进行亚轨道飞行的航空船。伯特·鲁坦是世界民间航天领域的开拓者,他率领的团队制造出人类第一艘由民间制造的载人航天器-太空船1号于2004年飞上天空。

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伯特·鲁坦与自己设计的白色骑士2号,身旁是维珍集团创始人理查德·布兰森

市场上失败的“星舟”

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在美国亚利桑那州Pima航空航天博物馆展示的比奇“星舟”

尽管有着超越时代的设计理念和外形,但是“星舟”在实际市场上的表现并不理想,390万美元的报价在1989年可是和里尔喷气公务机的标价相当。同级别的派珀PA-42"夏延" 在巡航速度和航程上有着更好的性能指标,价格还低上个100万美元。

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比奇在推出“星舟”的头三年里仅仅得到了11架的销售成绩,这样的市场表现根本对不起当初高达3亿美元的机型研发成本。最终比奇公司在1995年完成第53架订单后便关闭了“星舟”机型生产线。现如今,众多的“星舟”躺在亚利桑那州的飞机坟场充当备用零件,而可以达到适航标准的“星舟”也只剩下6架。

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比奇 “星舟” 有着超前的设计理念和平庸的性能表现,结合上世纪80年代美国萧条的经济环境,当时愿意为科幻外形买单的潜在买家并不多,进而导致了这款机型“叫好不叫座”的命运。

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