翻閱世界通用航空飛機市場記錄，編者發(fā)現(xiàn)：有這么兩種機型最具競爭力。一個是具有久經(jīng)考驗的經(jīng)典設(shè)計，代表機型是賽斯納172。另一種是全新設(shè)計的成功機型。比如Liberty XL2輕型飛機。Liberty XL2輕型飛機是獲得美國FAA頒發(fā)的適航和生產(chǎn)許可證的機型，是目前世界上最先進(jìn)的碳纖維輕型飛機之一。
一般來說，在航空業(yè)里搞白紙設(shè)計注定風(fēng)險大，不但設(shè)計本身要出類拔萃，產(chǎn)品市場定位也要精準(zhǔn)。從設(shè)計定型到下線首航，從試飛到認(rèn)證，再到保質(zhì)保量的批量生產(chǎn)，每一個環(huán)節(jié)都是冗長困難的。很多機型甚至整個企業(yè)都未能在這個流程中存活下來，但是成功者卻大有人在。Liberty Aerospace 公司的Liberty XL2就是中間的一員。該機高2.26米、長6.19米，機翼寬8.76米，最大航程可達(dá)1089公里，最大巡航速度為240公里/小時。
從外觀看XL2，小巧玲瓏，機身前寬后窄，頭尾線條弧度很大。內(nèi)行的人看到這樣的機體弧線首先想到的一定是“碳纖維”。不錯，同西銳的SR22和波音787 一樣，Liberty XL2的機體是用碳纖維制造的。與傳統(tǒng)的鋁材構(gòu)架比較，碳纖維的優(yōu)點很多，例如重量輕、強度高、可塑性高、抗腐蝕等等。這些特點使它成為當(dāng)今航空制造業(yè)炙手可熱的材料新寵。XL2的整個碳纖維機體外殼重量不到50公斤，整架飛機凈重在500公斤左右。這樣輕的質(zhì)量為XL2的各項優(yōu)異性能指標(biāo)打下了堅實的基礎(chǔ)。它的機翼與輕巧的機體相輔相成，翼展不到9米，比賽斯納172短兩米多。機翼厚度薄，上下表面平整光滑。
看著這短小精干的機翼，很難想象它與協(xié)和超音速客機的機翼同出一位設(shè)計師之手。飛機機翼的設(shè)計是空氣動力學(xué)，航空設(shè)計學(xué)與結(jié)構(gòu)材料學(xué)的交會點，是任何一架固定翼航空器設(shè)計的重點。升力與低阻力是機翼設(shè)計中的魚與熊掌，難以間得，但一位好的設(shè)計師可以像一位魔術(shù)師，用有形的機翼支配無形的升力與阻力，在無數(shù)的運動和狀態(tài)組合中取得升力與阻力比的最大化。XL2設(shè)計翼展小，從而減小了阻力，但同時又把升力的損失控制在最小，使其高速與低速性能都很出眾。
Liberty XL2這樣輕重量，低阻力的整體設(shè)計使得它的幾項主要性能指標(biāo)做到可圈可點：高速巡航速度222公里/小時，和賽斯納172SP相當(dāng);長距離巡航航程 1013公里;滿燃油載重量189公斤。兩個人加上行李從北京自駕到青島只需要3小時時間。落地吃個午餐，再飛3小時就到上海了。
駕駛艙儀表板的中央?yún)^(qū)域是通訊與導(dǎo)航設(shè)備，其中最引人注目的莫過于那一部Garmin GNS530衛(wèi)星定位器。它功能強大但也價格不菲，除定位導(dǎo)航外還可以顯示地形、氣候和空中交通信息。駕駛員正前方安裝了俗稱“六件套”的標(biāo)準(zhǔn)圓形飛行儀表，它們的下面有一個我從沒見過的淡綠色液晶屏幕。經(jīng)飛機主人丹尼爾。斯皮澤醫(yī)生介紹才知道這是Vision MicroSystems 1000顯示屏。在這個屏幕上匯總了所有與發(fā)動機相關(guān)的信息，例如歧管壓，螺旋槳轉(zhuǎn)速，氣缸溫度，機油溫度與壓強，排氣管溫度，燃油流量等等。這個顯示屏是發(fā)動機系統(tǒng)的組成部分之一，而這個發(fā)動機系統(tǒng)正是Liberty XL2先進(jìn)設(shè)計的核心。
打開發(fā)動機蓋你會看到一個體積不大的四缸活塞風(fēng)冷航空發(fā)動機，這臺大陸IOF-240B 發(fā)動機最大馬力125匹，在私人飛機中算是很小的，比較來說賽斯納172SP的發(fā)動機是180馬力，而西銳SR22則高達(dá)310馬力。但這小小的發(fā)動機里卻暗藏乾坤，是當(dāng)今世界上任何其它一架活塞式飛機都不具備的。那就是全自動電子發(fā)動機控制系統(tǒng)(Full Authority Digital Engine Control – FADEC)。FADEC的概念是用電腦取代飛行員來執(zhí)行監(jiān)視和控制發(fā)動機的任務(wù)。裝備有FADEC的發(fā)動機在每一個氣缸和排氣口都安裝了諸多壓力和溫度感應(yīng)器，通過它們以每秒幾十次的頻率對每個汽缸的每一個沖程進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，安裝在發(fā)動機和駕駛艙之間的兩部電腦對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后依據(jù)分析結(jié)果來自動控制噴油量，點火時機等的一切發(fā)動機運作機制。
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在傳統(tǒng)駕駛艙里飛行員要通過三到四個控制桿來操作發(fā)動機，不僅任務(wù)繁重精準(zhǔn)度也遠(yuǎn)不及電子系統(tǒng)。安裝了FADEC后，駕駛艙里的發(fā)動機控制簡化到了點火鑰匙和油門。啟動時飛行員不需要控制燃油進(jìn)入發(fā)動機的時機，只要轉(zhuǎn)動鑰匙電腦系統(tǒng)從打火到注油一氣呵成。FADEC油門桿和發(fā)動機油門之間其實沒有了任何直接聯(lián)系，它已經(jīng)演變成了一個電腦輸入設(shè)備。飛行員用這個操作桿來告訴電腦他需要多少發(fā)動機功率，從起飛的100%到巡航的75%-55%直到降落時的0%，電腦遵循這些飛行員的指令精準(zhǔn)高效地操作發(fā)動機。
FADEC 這個人與機器之間的“電子中間人”具備很多獨到的優(yōu)點。它簡化了人工操作，把飛行中的發(fā)動機控制變得和開車一樣簡單，從而減小了人為錯誤的幾率，避免了因誤操作損傷發(fā)動機的可能。電子燃油控制大幅度提高了經(jīng)濟性，確保了以最低的耗油量產(chǎn)出最大功率。222公里/小時的巡航速度只需要23升/小時的燃油，這樣的效率在Liberty XL2誕生之前是聞所未聞的。按比例計算，沒有任何其它批量生產(chǎn)的飛機可以用125馬力達(dá)到XL2的高速度或者低耗油量。節(jié)油以外它的結(jié)構(gòu)簡單可靠從而降低了維護成本，大大減少了運營開支，如此杰出的經(jīng)濟性使它成為了另一個通航市場的青睞對象 — 飛行學(xué)校。
原文http://lux.cngold.org/c/2014-12-05/C2918425.html
