主题：茗谈（138）五谈航空军：双截棍 -- 本嘉明

此前，我们设想了以中小推力涡扇发动机为动力，建立航空军“空勤旅”。但喷气发动机确实比较费油，使用中也费钱。如果局限在一定的飞行高度和速度要求下，涡桨/活塞发动机带动螺旋桨，推动（拉动）固定翼飞机飞行，仍然是不错的选择。

以下一到六节主要取材于丝翼航空Bobby Todd先生的一篇文章。

(一)

一些短距起降(STOL)螺旋桨推进固定翼小飞机，是为野外起降设计的，外号叫“越野飞机”，能够在未经铺设的地表表面，包括田野、草地、沙滩、停机坪、道路、冰川、湖泊和浅河床（结冰或未结冰）、甚至高尔夫球场起降。因此，没有必要专门为“越野飞机”修建机场。

为了进一步了解短距起降飞机的特殊性能，以下我们简单回顾飞机性能的一些基本概念。

飞机的起飞和降落包括两个阶段：

1)地面滑跑，

2)要求飞机在特定的高度爬升(或下降)以飞越（或穿越）障碍物。（爬升飞跃的是楼房等，低飞钻过的可以是电缆线）

当一架飞机在某个没有障碍物的地点起飞或降落时，飞行员主要关心的是地面滑行距离。当起飞地域有树木、电线、建筑物或高地等障碍物时，飞行员必须考虑“飞机起飞或下降到障碍物最高点，并越过障碍物”的额外距离。飞机每一次起飞(也可以是降落中)的这两个阶段合并距离决定了总起飞距离(总降落距离)。

一般而言，起飞和降落距离都分别等于或小于450米（假设15米高障碍物）的飞机都可以统称为“短距起降小飞机”。

(二)技术因素

“越野飞机”优越的起飞和降落性能来源于精心设计。为了获得最短的起降距离，飞机必须能够以缓慢速度飞行，还能在飞行过程中突然加速或突然减速。此外，飞机的驾驶舱内各设备的设计要保证在缓慢飞行时容易操作。为了实现这些目标，必须考虑以下问题：

1)机翼的设计。短距离起降要求机翼在低速飞行时（甚至低至45公里/小时）能够产生有效升力。这样就会导致机翼的厚度相对增加，因为翼面的曲度增加让飞机在慢速飞行中获得比较高的升阻力系数。这种厚翼在飞起来后却会产生过强的风阻，这会拖累飞机的巡航速度和燃油经济性。为了保证不牺牲巡航速度和航油效率，同时又能低速飞行，设计者经常会给机翼装上辅助升力装置，包括襟翼，缝翼和凹槽------这些增加了飞机的重量/设计的复杂性和加工成本。

2)强大的发动机。这使飞机缩短起飞滑跑距离，飞机以高倾斜的角度和尽可能短的距离飞越障碍物，“越野飞机”强大的发动机性能使飞机产生相对高的“推重比”。但是，随着发动机功率的增加，飞机重量、油料消耗和飞行成本也会相应增加。此外，设计者还必须考虑由于发动机体积过大而导致的其它因素对飞机产生的不良影响，诸如螺旋桨尺寸限制、庞大发动机产生的重心不稳定和操控性差。

3)起落架。高性能刹车和高牵引力轮胎能缩短飞机的着陆距离；同时由于起落架的作用，可使飞行员最大限度地利用制动力以控制飞机在不平坦的地面或大风中平稳起飞。

平衡上面所提到的飞机起降的3种因素，同时又能为飞机提供一个适用的有效载荷、低维护要求和合理的成本，这就是短场起降飞机最好的设计标准。

(三)越野飞机的适飞区域和普及原因

越野飞机是专为短跑道机场------甚至是没有跑道的起降点------而设计的。所以，越野飞机适用于公路、机场、铁路稀缺的偏远地区。

越野飞机的飞行作业往往都涉及到”丛林飞行作业”。在美国的阿拉斯加州，小村庄零星分布在大片荒野，越野飞机就像汽车一样普及。许多城镇在冬天的时候只能通过飞机和雪地车进出城镇。厚厚的积雪把狭窄的小路深埋数米，春天的时候，泥泞的小路又无法通行，只有小飞机能进出。

同时， 阿拉斯加的荒野也吸引着猎人、渔民、远足者和各国的滑雪爱好者。越野飞机常常要接待这些冒险家们，因为真正的荒野地区只有越野飞机可以进入（要么徒步）。

但是阿拉斯加并不仅仅是越野飞机唯一普及的地区。越野飞机还承担着美国全境数万公里纵横交错的管道线和电线，数百万公顷森林的巡视任务。在世界上许多的国家(如非洲)，越野飞机扮演着同样的角色。越野飞机低速飞行的能力在执行诸如电线/管线巡逻，边境巡逻，警察监管、野生动物管理，空中摄影，测绘，火情观测等空中巡逻和空中观察任务时，都是非常理想的。

另外，它也被世界各国广泛运用于军事，例如空中观察、轻型运输、医疗救护以及航运，经常穿梭于没有飞行跑道的战地前沿。

越野飞机在民间紧急救援和医疗救护中也起着关键作用，因为它们能够迅速到达公路、铁路、机场等基础设施均不完善的边疆地区。

在全世界，越野飞机还受到许多纯爷儿们飞行员的青睐------他们热衷于享受飞行品质、低廉的飞机运营和维护费用，以及能在偏远地区野蛮起降的乐趣。许多拥有公务机的富有的飞行员也拥有自己的越野飞机。他们纯粹为了乐趣和冒险而飞行，目的地就选那些土豪公务机不能到达的地方。

(四)越野飞机 vs 直升飞机：价值的选择

涉及“无机场起降”的一个理所当然的问题是：为什么不直接用直升飞机？

直升飞机，能够垂直（或接近垂直）起飞和降落，具有良好的适应性。事实上，在边长不到150 米空间的飞机运营的封闭区内，直升机是我们唯一的选择。

但是如果能修建大于160米的跑道的话，比起直升机，相同载荷的“越野飞机”有更多的优点。图表2展示了两种飞机的对比数据。

越野飞机的购买与运营成本要比直升机低，并且具有飞行速度快，飞行地域广，飞行海拔高的优点。此外，越野飞机需要的地勤维护较少，比起直升机减少了整备时间，出动率更高。综合看，“越野飞机”在执行任何不是“只能垂直起降”的任务时，性价比要比直升机好得多。

越野飞机的性能结合了不同种类的固定翼飞机和直升机的优点，可根据不同客户的需要、不同地于条件执行多种类别的任务。越野飞机的实用性强，比如在中国西部，如西藏/新疆/云南/贵州/ 内蒙古/东北的边远地区。由于中国目前正规机场少，越野飞机在其他地区也可拾遗补缺。电线、管线巡逻，边境巡逻，警察监管、野生动物管理，空中摄影，测绘，火情点消防观测等空中巡逻和空中观察任务都是非常理想的。另外轻型运输、医疗救护以及速递业务也很适用。

现在让我们来看看2种优秀的短场起降轻型飞机：

1)美国CubCrafters飞机公司制造的2座的“顶级小熊”飞机，

2) Maule Air的4座M ━ 7系列飞机。

(五)CubCrafters的“顶级小熊”飞机

CubCrafters的“顶级小熊”飞机是双（串）座（客座在飞行员座的后面）。她的前身是Piper 公司 J-3小熊飞机，一直是倍受广大小飞机爱好者喜爱的机型之一， 在70年代前， 美国60% 的飞行员是在小熊飞机或类似飞机上获取的飞行驾照。J-3小熊的前身是Taylor E-2。 她在世界范围内被广泛使用于各个领域，它是只有65马力的单引擎飞机，曾在二战中服役。

二战结束后，Piper公司对小熊飞机进行了一连串改进，最后研制出了发动机为150马力的“超级小熊”飞机。“超级小熊”能够在崎岖的地区短场起降，并且运营费用低廉。“超级小熊”飞机良好的飞行性能成为衡量轻型越野飞机性能的业界标准。改进后的“超级小熊USA35(B)”使用180马力的莱康明O-360发动机，加强了机翼的承载能力，从而增加了机翼低速性能，能携带更多载荷。主起落架增长7.6厘米，便于加大的螺旋桨能保持安全的离地距离。强大的飞机制动和较大的轮胎使飞机适应在粗糙的场面起降并缩短飞机着陆滑跑距离。数以千计的“超级小熊”被广泛应用于丛林飞行、滑翔机牵引作业、空中广告、政府机构飞行作业、林业服务以及个人冒险飞行等领域。

1981年，Piper公司减少了小熊飞机的产量，CubCrafters公司接手对“超级小熊”继续改进，获得了美国联邦航空管理局 (FAA) FAR 23部认证。改进后的机型命名为“顶级小熊”飞机(Top Cub)。

“顶级小熊”飞机承载超过500公斤的载荷量，能在160米内的滑跑距离（在终端飞跃15米的障碍物）实现飞机的起飞和降落。该飞机配有超大型‘苔原轮胎’（最大直径可达35”），使之能够在条件恶劣的野外起降地点起降。

“顶级小熊”还可装浮筒，也能装上雪橇在雪地上滑行和起降。

(六)M-7 系列飞机 ：高速度的短距离起降飞机

当飞行员讨论起“丛林飞行”时，M-7飞机会被称为最受信赖的机型之一。 Maule Air是一家小型飞机制造商，位于美国佐治亚州，每架飞机都是根据客户的个性需要而手工制做，该飞机制造商已生产了近3，000架单引擎飞机，以飞机的高性能、速度、可靠性和难以置信的短场起降能力而闻名， 远销东南亚/南美/非洲。2010 年7月的EAA大会， 一位飞行员从南美洲自驾M-7-235型飞机飞行5000 多公里(历时近10天)来到一年一度的飞行盛会。M-7-235最大起飞重量1140KGs，载人1+4，发动机235马力，巡航速度达到260公里/小时，起飞/着陆滑跑距离却只有180米。其驾驶舱的大型化、巡航速度和短场起降能力在该类飞机中是独一无二的。

喜欢 Maule Air的客户可以从180马力到260马力范围内选择7种不同引擎的机型。有趣的是，M-7飞机可以在“前三点式起落架（鼻轮起落架）”和“后三点（尾轮）起落架”之间随意切换。虽然M-7飞机配有的尾轮着陆架有利于短场起降飞行或是丛林飞行，但是它的前三点式起落架则适合飞行俱乐部机队(因为有跑道伺候)。

总之， 多用途，价格低廉，在全球最困难的野外环境中皮实耐用，“顶级小熊”飞机和M ━ 7飞机使飞行员享受“驾驶顶级越野SUV的快感”。 在商业运作上，她们的经营成本只是直升机的30-50%。

（七）

越野飞机能不依赖跑道，我想是几个原因：

1）飞机自重小，因此加于起落架轮胎的压力就小。这在土质松软的草地就很重要了。

2）特殊的轮胎。

以我个人的喜好，我觉得“double-ender”是比较好的设计。

这架越野飞机的设计者本身是长期在阿拉斯加和非洲开小飞机的，对于各种小飞机的优缺点一清二楚，所以索性就自己搞了一款最理想的越野飞机。

这架飞机于2010年首飞，目前正在阿拉斯加野外试飞。

它的特点是：

1）动力强大，两台发动机共260马力，即便一台失灵，也能安全飞行。

2）发动机前后串联，一拉一推，正面迎风阻力比常规2台正面发动机小了很多。

3）驾驶舱是玻璃地板，景观绝美，当然胆儿小点的也坐不住。

但如果考虑军用或警用，它也有缺点：

1）载荷太小。它的油箱在机翼里，能装48加仑（180升）。在机腹下能再挂一个副油箱（200升）。飞机空重680公斤，最大起飞重量1140公斤，外挂载荷撑死了就是这200公斤了。

2）发动机在飞行员头顶，影响对后上方的观察。