通用航空概论
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第三节 公务机

1. 公务机市场主要客户群体是什么?

2. 全球公务机的主要机型有哪些?有什么样的技术特征?

一、公务机介绍

公务机又称行政机,是企事业单位、政府部门或个人为办理公私人业务工作而用于业务出差旅行的飞机。公务飞行的特点是可以根据商务、公务活动的需要,自主确定起飞时刻和降落地点,是一种节省时间、方便灵活、安全、可靠、舒适、高效的运输方式。此外,公务机还被用于执行海岸巡逻、货物运输、医疗救护以及雷达校准等任务。

大部分公务机从一开始就从适用于出差旅行出发进行飞机设计,性能上追求快速、安全、高效。早期的公务机采用螺旋桨发动机的飞机,如雷神飞机公司的“空中国王”、意大利毕亚交公司的“前进”等飞机,这些飞机尺寸小、重量轻、载客少,用途广。现代先进的公务机均为喷气公务机,具有飞行速度快、航程远、乘坐舒适等特点。喷气公务机是目前公务机市场的主流。

(一)公务机的分类

公务机按载客多少可粗略地分为小型、中型、大中型和大型等,近几年还出现了超轻型喷气机(VLJ)。

1. 航线型公务机

主要是由波音和空客两家公司提供,代表机型有基于波音737-300的BBJ和空客A319的ACJ,该机型能提供更远的航程,可进行洲际飞行,同时具备更高的巡航高度(12500米),可根据客户需求配置比传统公务机更多的座位设置余度,适合搭载企业员工、家庭成员和政府团队的出行。因机型不同报价存在较大差异,如ACJ市场参考价8000万美元,BBJ报价区间在0.47亿~3.1亿美元。

2. 远程型公务机

大型公务机多是售价超过1800万美元的飞机,主要代表是庞巴迪的“挑战者”604、达索的“猎鹰”900、巴西航空的“世袭”1000及“湾流”G550。它们为远程大型公务机,最大载客19人,航程在7000~8000千米之间。

3. 大中型公务机

这类机型有“奖状” Ⅹ、“豪客地平线”和达索公司的“猎鹰”50、“猎鹰”2000,它们的售价为1500万美元左右。其中,“奖状” Ⅹ和“豪客地平线”的载客量为12人,航程6000千米,“奖状” Ⅹ还是飞得最快的公务机,巡航速度可达1127千米/小时。“猎鹰”50、“猎鹰”2000为洲际公务机。

4. 中型公务机

这些飞机的载客量为10人左右,航程达3500~4500千米,单价为600万~1000万美元。主要代表机型有“利尔喷气”家族的其他机型、豪客比奇的“豪客”800、“豪客”1000、赛斯纳的“奖状”Ⅴ和“奖状优胜” 等。

5. 小型公务机

一般载客4~7人,航程2500~3000千米,单价在350万美元左右。主要代表机型有赛斯纳飞机公司的“奖状喷气”、豪客比奇“首相”Ⅰ及装有单台和双台涡扇发动机的豪客比奇“空中国王”。

6. 超轻型公务机

近几年,一种单价低于500万美元甚至是100万~200万美元的轻型公务机成为了公务机市场的新增长点。这种飞机称为超轻型喷气机(VLJ),该机由一名飞行员驾驶,最大起飞重量低于4540千克,通常载客3~7名。VLJ采用玻璃座舱技术的先进航电系统。其运营成本比常规喷气机要低,并能在900米以下的跑道上起降。

(二)主要技术特点

1. 外观布局

公务机大部分为常规布局,也有个别的采用带有前翼的鸭式布局,如毕亚交(Piaggio)的“前进”和比奇的“星舟”,采用悬臂式下单翼,悬臂式“T”形尾翼。为确保安全性,多采用2台发动机,高级公务机多采用涡扇发动机,其噪声小,燃油经济性好,推重比大,而且为提高客舱乘坐舒适性,发动机常安装在机身尾部或飞机两侧机翼的短舱内。达索飞机公司的“猎鹰”系列公务机采用了3台发动机的构型。公务机配备自动驾驶仪、多功能系统显示屏、飞行管理系统等较先进的机载航电系统。客舱增压,内设办公舱、会议室和通信设施,供乘客使用。公务机一般有1~2名飞行员以及客舱乘务员,载客人数随飞机大小从3~20人不等。

2. 主要性能

现代先进喷气公务机采用更多的先进技术,追求舒适、高效、经济等性能。其技术特征向民用客机靠近,速度、航程和载客量不断增大,如“奖状” Ⅹ高速远程公务机的巡航马赫数达到0.91(比大型客机还要快)。在布局上,先进的喷气公务机外形已越来越像民用客机,如“奖状” Ⅹ的机翼后掠37°以提高巡航速度,整体机加壁板式蒙皮,所有的控制面、扰流板、减速板和襟翼均由复合材料制成。因此,大中型喷气公务机的技术特征基本可参照民用客机的技术特征。新型VLJ产品也开始采用复合材料结构。

3. 动力系统

目前使用和研制中的新一代公务机都采用涡扇发动机提供动力,如普惠加拿大公司的PW300和PW500系列发动机、罗罗公司的BR710发动机、霍尼韦尔公司的AS900和威廉姆斯公司的FJ44和FJ33等。在20世纪90年代研制的公务机发动机主要有PW300/500、BR710,现正研制的有AS900和FJ33,计划研制的有PW6XX和FJX-2,这些发动机将成为21世纪公务机的主要动力装置。虽然飞机制造商在为其研制的公务机选择发动机时也有一定的余地,但由于上述发动机处于不同的推力档次,因此它们之间的竞争不如大型商用发动机那样激烈。普惠加拿大公司的PW300和PW500系列发动机多使用在中型和大中型公务机上,如“豪客”1000、“奖状优胜”等,AS900使用在庞巴迪新型“全球”(Global)公务机上。BR710发动机主要装备在“湾流” Ⅴ和“全球快车”大型公务机上。威廉姆斯国际公司的FJ44小型涡扇发动机在低端公务机上得到广泛应用,装备了“奖状喷气”“首相”Ⅰ等多种机型。

二、典型机型介绍

(一)远程型公务机

1.“环球快车”

“环球快车”(Global Express)是一款由庞巴迪宇航集团生产的远程公务机(见图2-9)。于1996年10月13日进行首飞,1998年7月31日获得加拿大适航证,同年11月获得美国适航证。1999年第一季度完成首架交付。“环球快车”的航程很长,它能在全球任意两个点之间飞行,并且最多只需一次加油。它能不停歇地完成例如悉尼—洛杉矶、纽约—东京、台北—芝加哥的远程国际航线。

图2-9 “环球快车”公务机

“环球快车”与庞巴迪生产的支线客机具有相同的机身截面,机身长度也近似,但除了外形上的相似之外,两个系列却因承担的任务不同而有着很大的差异。“环球快车”采用先进的全新超临界机翼以及“T”形尾翼。装2台带有全权数字式发动机控制系统(FADEC)的罗·罗BR710涡扇发动机。先进的驾驶舱配备有6块显示屏,采用了霍尼韦尔公司Primus 2000XP电子飞行仪表系统,并可选装平视显示器和头部追踪显示器。机舱内可配备厨房、机组休息室、工作间、会议/休闲/餐厅区域以及一个大包房(配有折叠床、卫生间、浴室和衣橱)。如果采用高密度公务舱布局可容纳30名乘客。

“环球快车”BD-700的主要性能数据见表2-5。

表2-5 “环球快车”BD-700的主要性能数据

2.“湾流”G550

“湾流”G550系列是湾流宇航公司于2003年投放市场的双发喷气式公务机(见图2-10),“湾流”G550是“湾流” Ⅴ的一种改型,最初命名为“湾流” Ⅴ-SP。由于减少了空气阻力航程显著加大,航程增至12500千米,“湾流”G550在同级公务机中拥有最大的航程。

图2-10 “湾流”G550

作为世界上用途最广的喷气式公务机,“湾流”G550无论在哪方面提供的都是最完善的软硬件。就连传统飞机的最大敌人-高海拔机场及大风等特殊天气条件下起降,都很少能对“湾流”G550产生影响,作为交通工具“湾流”G550忠实地执行着它的本职工作,在任何时候都能把乘客安全快速地送到地球上的任何地方。

“湾流” Ⅴ以“湾流” Ⅳ为基础,但进行了一系列重大改进。最明显的改变就是比“湾流” Ⅳ加长了机身,增加了2.49米。更重要的改进是采用最新设计的机翼并首次使用新型罗·罗公司BR-710涡扇发动机。诺斯罗普·格鲁门公司负责制造经过优化设计适于高速飞行的全新机翼,这种机翼是由美国国家航空航天局开发,使用了计算机辅助设计和流体力学计算机仿真技术。“湾流” Ⅴ驾驶舱配备有6台显示器的霍尼韦尔电子飞行仪表系统。此外,该机采用了最先进的PlaneView驾驶舱。

2009年11月,某公务航空有限公司引进了“湾流”G550公务机,这是中国大陆引进的首架“湾流”G550公务机,在飞机尚未引进到位时,就已经有5家客户要求使用该机型,显示出其极高的市场需求。此外,国内一些企业、个人也购买了“湾流”G550公务机。

“湾流”G550的主要性能数据见表2-6。

表2-6 “湾流”G550的主要性能数据

(二)中远程公务机

1.“猎鹰”2000

达索飞机公司的“猎鹰”2000(见图2-11)是“猎鹰”公务机家族中的最新成员,它具有洲际飞行的能力,是在三发“猎鹰”900的基础上发展而来。

图2-11 “猎鹰”2000

“猎鹰”2000继承了“猎鹰”900的机翼和机身前段,但在一些地方也有不少改进。“猎鹰”2000的设计航程为5560千米,低于“猎鹰”900的航程。尽管如此,为了能达到设计航程,飞机也必须要更换更高效的发动机,该型机最终选用了2台CFE738发动机,同时这款发动机的维修性和运营经济性都很出色。CFE738发动机是由 GE公司和联信公司共同为“猎鹰”2000开发的。“猎鹰”2000比“猎鹰”900缩短了1.98米,所以燃油、乘客和行李的装载量都会小一些。

“猎鹰”2000一个明显的改变是在机身尾部。由于“猎鹰”900是三发构型,所以尾部有较好的空气动力特性,但是“猎鹰”2000换成双发后,增加了一定的阻力。所以达索飞机公司通过CATIA三维建模、流场分析等技术找出了减少阻力的设计办法。“猎鹰”2000的机翼也做了部分修改,包括修改了机翼前缘和取消了内侧前缘襟翼。

“猎鹰”2000的主要性能数据见表2-7。

表2-7 “猎鹰”2000的主要性能数据

2. 莱格赛600

巴西航空工业公司莱格赛600(见图2-12)是由旗下的ERJ135支线客机衍生而来的一种喷气式公务机。其增加了机翼油箱容量,加大了航程,增加翼梢小翼以减少空气阻力。莱格赛600的市场竞争定位是比大型公务机稍小,而比中型公务机更大的机型,在同类产品中被誉为“超级中型公务机”,也是庞巴迪宇航集团制造的“挑战者”飞机强有力的竞争对手。

图2-12 莱格赛600

莱格赛600设计基础是ERJ135飞机,并在此基础上换上了EMB-145飞机的MarkⅠ驾驶舱。由于在行李舱后部以及机翼和翼梢小翼的前端增加了油箱,并经过降阻优化改进,使得莱格赛600的航程得到增加。该机型的取证飞行高度是12000米,也可根据不同选型设定在11000米。驾驶舱方面,莱格赛600采用霍尼韦尔公司最先进的Primus1000电子设备及全玻璃座舱。

莱格赛600公务机在其标准布局的三个独立客舱空间中可让13位旅客享受舒适飞行和私密空间。其精致的内饰包括皮革座椅、沙发、文件柜和用餐会议两用桌。该款飞机还配有一间宽敞的厨房,可准备冷热餐;一间位于后舱的宽裕的盥洗室;衣柜、储藏间和一套配备了DVD播放机和卫星通信设备的娱乐系统。飞机上还有高速数据传送(HSD)设备和无线网络(Wi-Fi)技术供选装,可使乘客在飞行中轻松浏览因特网、收发邮件和传送文件,不仅能享受更多娱乐功能,还可节省时间提高工作效率。莱格赛600喷气式公务机配有一个大型行李舱,在飞行途中可轻松进出行李舱。

自莱格赛600投入使用至今,巴西航空工业公司已经向20多个国家出售了150多架莱格赛600飞机。2012年2月3日,巴西航空工业公司在其位于圣保罗圣若泽杜斯坎普斯的总部基地迎来莱格赛650喷气式公务机的中国启动用户-国际著名影星成龙。该架莱格赛650飞机喷漆采用成龙为全球所熟识的龙标识图案。

莱格赛600的主要性能数据见表2-8。

表2-8 莱格赛600的主要性能数据

(三)中型公务机

1.“奖状君主”

赛斯纳飞机公司研发的赛斯纳680“奖状君主”中型公务机(见图2-13),是为了满足达索飞机公司的“猎鹰”10、以色列宇航工业公司的“西风”等公务机老化退役后的庞大市场需求而研发的。

图2-13 “奖状君主”

“奖状君主”以“奖状优胜”的机身为基础,并具有与“奖状优胜”相同的系统,仅全新设计的机翼和其他修改的部分与“奖状优胜”有差异。为了节约成本并缩短制造时间,赛斯纳飞机公司只是对“奖状优胜”机身进行了加长(加长了1.5米)。即便如此,赛斯纳飞机公司仍宣称“奖状君主”的8座客舱是同级飞机中空间最大的。

“奖状君主”的动力是2台单台推力25.3千牛顿,装有全权数字式发动机控制系统的普·惠加拿大公司PW306C发动机,该发动机在维护和可靠性方面都有优势。安装霍尼韦尔公司Epic CDS航电系统。后掠机翼是在“奖状” Ⅲ、“奖状”Ⅴ和“奖状”Ⅹ型经验上的全新设计,平尾也采用后掠式。“奖状君主”具有良好的起降性能优势,能够以最大起飞重量在1220米长的跑道上起飞。另外一个特点是跪式缓冲的主起落架。

从2004年开始,赛斯纳飞机公司已经交付了300架以上的“奖状君主”公务机。中国民航飞行校验中心引进了数架“奖状君主”。“奖状君主”飞机不仅适合在中国用作校验飞机,同样也是大型企事业单位公务机的极好选择。

“奖状君主”的主要性能数据见表2-9。

表2-9 “奖状君主”的主要性能数据

2.“空中国王”300/350

比奇飞机公司研制的“空中国王”300(原称“超级空中国王”300)是一种双发涡桨式客货机和公务机(见图2-14)。它是“空中国王”B200型的改进型。

图2-14 “空中国王”300

首架“空中国王”350于1988年9月首飞,1990年3月开始交付使用,后经升级改进,新一代“空中国王”350(见图2-15)凭借最大的多样性和能力,成为了当之无愧的舒适性最好的飞机之一。“空中国王”350的豪华客舱可以搭乘8名乘客,加温加压、飞行中可存取的行李区是同级别机型中最大的,油箱可携带足够飞行2400千米的燃油。

图2-15 “空中国王”350

“空中国王”300在“空中国王”B200型基础上进行的改进项目包括:换装2台1065马力的普·惠加拿大公司PT6A-60A涡桨发动机,最大起飞重量和最大着陆重量增加到符合美国联邦航空局特别联邦航空条例( SFAR) 41C的标准。内部布置和设备也做了大量修改。

“空中国王”350在“空中国王”300型基础上的改进包括:机身加长了0.86米,两侧各增加了2个窗户,在2名驾驶员时载客量为11名,1名驾驶员时载客量为12名。进一步改型的“空中国王”350C装有1个自携式登机梯和1个1.32米×1.32米货舱门。

中国民用航空总局飞行校验中心曾引进“空中国王”300和“空中国王”350,用于飞行校验。

“空中国王”300的主要性能数据见表2-10。

表2-10 “空中国王”300的主要性能数据

(四)轻型及超轻型公务机

1.“奖状喷气”/CJ系列

“奖状喷气” (见图2-16)是作为“奖状”和“奖状” Ⅰ的替代型号而被开发的。“奖状”CJ1(赛斯纳525)和“奖状”CJ2(赛斯纳525A)是在“奖状喷气”基础上分别进行了改进和机身加长的改型。

图2-16 “奖状”CJ4

“奖状喷气”是全新的机型。采用与“奖状”相同的前机身,改用“T”形垂尾和新翼型的机翼,使用威廉姆斯国际公司FJ44涡扇发动机(带有叶片式反推装置)和跪式缓冲主起落架。“奖状喷气”的机身比“奖状”/“奖状” Ⅰ的机身缩短了27厘米,而客舱中央过道的高度却有所增加。该机型还安装了电子飞行仪表系统并获得了单驾驶员飞行认证。

“奖状”CJ1是“奖状喷气”的替代型号,在该机型上安装了Pro Line 21电子飞行仪表系统并适当地增加了最大起飞重量。“奖状”CJ2是机身加长的改型,其速度更快、动力更强劲。“奖状”CJ2型于1999年第二季度首飞并在一年后获得认证,“奖状”CJ2将客舱和尾锥分别加长了89厘米和43厘米,以便使主客舱中的标准座位数达到6个。与“奖状”CJ1相同,“奖状”CJ2安装了Pro Line 21电子飞行仪表系统,并换装了推力更强劲的FJ44-2C发动机,加大了翼展,增加了尾翼面积,每侧客舱舷窗增加到6个,该机的航程更远,并同样获得了单驾驶员飞行认证。

“奖状”CJ3与“奖状”CJ4也是经过加长机身、更换发动机和提升航电系统的改型。

2005年,中国民航飞行学院引进多架“奖状”CJ1型飞机,曾作为学院的高级教练机。2010年,四川省使用中国民航飞行学院的“奖状”CJ1进行人工降水作业。

“奖状”CJ1的主要性能数据见表2-11。

表2-11 “奖状”CJ1的主要性能数据

2. “飞鸿”100

“飞鸿”系列喷气式公务机项目于2005年启动。其中的超轻型公务机是“飞鸿”100(见图2-17)。“飞鸿”100具有易于操作的驾驶系统和温和稳定的飞行品质,使其能够实现单人驾驶。秉承巴西航空工业公司一贯出色的设计和工程经验,“飞鸿”100具有高可用性和高实用性的优势。为增加飞机的安全性和可靠性,该机还配备了具有防滑功能的电传刹车系统。“飞鸿”100喷气式公务机能够搭载4名乘客,座椅采用俱乐部式布局。该机后舱行李舱容积为1.501立方米,足以存放高尔夫球具包、滑雪袋及各类设施等。此外,前舱的储存区域和机内的衣柜总容积达0.453立方米,这样飞机的总行李容积可达2.01立方米。

图2-17 “飞鸿”100

“飞鸿”100公务机采用了加装翼梢小翼的后掠翼、“T”形尾翼、尾吊式发动机布局。驾驶舱采用巴西航空工业公司的Prodigy 100驾驶舱航电系统。驾驶舱中配备了3台31厘米显示器,包括2台主显示器和1台多功能显示器,该系统集成了所有主要的飞行、导航、通信、地形、交通、天气、发动机仪表设备以及机组告警系统数据等信息,并将综合信息显示在上述3台日光环境下可读的高分辨率显示器上。

“飞鸿”100主要性能数据见表2-12。

表2-12 “飞鸿”100的主要性能数据