黃洪明

摘要： 水陸兩棲型輕型運(yùn)動飛機(jī)作為新型通用航空飛機(jī)，在氣動布局上采用上單翼、高置的平尾；在發(fā)動機(jī)布局上采用推進(jìn)式形式，發(fā)動機(jī)布置在機(jī)翼上方，螺旋槳布置在機(jī)翼后方；水動布局可選擇翼梢浮筒-船身式或鰭式浮筒-船身式，起落架布局采用可收放的前三點(diǎn)式起落架。水陸兩棲型輕型運(yùn)動飛機(jī)其水面和陸上起降能力在我國湖泊、水庫區(qū)域可開展水上游覽、觀光，以及水面宿營與垂釣，具有廣泛的應(yīng)用前景。

Abstract： The amphibious light sport aircraft is a new type of general aviation aircraft. It adopts a single-wing and high-positioned flat tail for aerodynamic layout. It adopts a propeller type in engine layout. The engine is arranged above the wing and the propeller is arranged behind the wing. The water moving layout can choose wingtip pontoon - hull type or fin pontoon - hull type， landing gear layout adopts retractable first three point landing gear. The water and land take-off and landing ability of amphibious light sport aircraft can carry out water excursions and sightseeing as well as water camping and fishing in the lakes and reservoirs in China， so it has a wide range of application prospects.

關(guān)鍵詞： 水陸兩棲型；輕型運(yùn)動飛機(jī)；布局形式；應(yīng)用前景

Key words： amphibious type；light sport aircraft；layout form；application prospect

中圖分類號：V271.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）21-0124-02

0 引言

輕型運(yùn)動飛機(jī)（LSA）是一類填補(bǔ)超輕型飛機(jī)和高檔兩座單發(fā)活塞飛機(jī)之間空白的新型通用航空飛機(jī)，是美國聯(lián)邦航空局根據(jù)民間航空提案要求于2004年新推出的一個飛機(jī)類別。該型飛機(jī)配備單臺活塞式發(fā)動機(jī)或單臺電力推進(jìn)裝置，陸上運(yùn)行時最大起飛重量限制為600kg，水上運(yùn)行時最大起飛重量限制為650kg[1，2]，最大平飛速度不超過233km/h，包括飛行員最多能載兩人。輕型運(yùn)動飛機(jī)具有使用要求低、輕便、安全、易于操作、維護(hù)簡單、價格低廉等特點(diǎn)。

水陸兩棲型輕型運(yùn)動飛機(jī)既可在水面起降也能在陸上機(jī)場起降[3]，為滿足水面滑行要求將飛機(jī)機(jī)身底部設(shè)計V型滑行面，并為滿足陸上起降的要求，在機(jī)身兩側(cè)安裝可收放的起落架，在水上起降時收上，在陸地上起降時放下。

隨著我國低空空域的逐步開放，通用航空產(chǎn)業(yè)迎來了快速發(fā)展，據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國通用航空器研發(fā)制造項(xiàng)目中，輕型運(yùn)動飛機(jī)項(xiàng)目占比近60%。此外，國家通用航空專家委員會參考國際有關(guān)國家通用航空市場的發(fā)展規(guī)律，結(jié)合中國通用航空各項(xiàng)政策現(xiàn)狀以及改革發(fā)展趨勢，推測我國通用航空市場在2020年左右實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍，需求呈現(xiàn)巨大的增長[4]。水陸兩棲型輕型運(yùn)動飛機(jī)其水面和陸上起降能力在我國湖泊、水庫區(qū)域可開展水上游覽、觀光以及水面宿營與垂釣，具有廣泛的應(yīng)用前景。本文根據(jù)已有水陸兩棲型輕型運(yùn)動飛機(jī)的設(shè)計特點(diǎn)，分析其技術(shù)現(xiàn)狀，并探討了其未來發(fā)展方向，為水陸兩棲型輕型運(yùn)動飛機(jī)研究提供參考。

1 水陸兩棲型輕型運(yùn)動飛機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀分析

根據(jù)已有的國外水陸兩棲型輕型運(yùn)動飛機(jī)機(jī)型統(tǒng)計，典型機(jī)型主要有巴西M22 SeaMax飛機(jī)和Seastar飛機(jī)，西班牙GAV Freedom飛機(jī)，瑞典LN-3 Seagull飛機(jī)，美國Icon A5飛機(jī)和MVP飛機(jī)等。

M22 SeaMax飛機(jī)與SeaStar飛機(jī)均由巴西AirMax公司研制生產(chǎn)，M22 SeaMax飛機(jī)原型機(jī)于2001年首飛成功，SeaStar飛機(jī)于2009年研制成功。這兩款飛機(jī)裝備一臺功率為73.5kW的Rotax 912 ULS活塞發(fā)動機(jī)，并由它驅(qū)動一個三葉推進(jìn)式螺旋槳。采用收放式前三點(diǎn)式起落架，主起落架可向上收至機(jī)身內(nèi)，前輪可向上、向前收回至機(jī)身內(nèi)。

GAV Freedom飛機(jī)是由西班牙研發(fā)生產(chǎn)，于2006年首飛成功。LN-3 Seagull飛機(jī)由瑞典研制生產(chǎn)，原型機(jī)于2008年2月5日完成首飛。GAV Freedom飛機(jī)、LN-3 Seagull飛機(jī)布局形式與M22 SeaMax飛機(jī)基本一致。

Icon A5飛機(jī)由美國Icon公司設(shè)計研發(fā)，2005年開始研制，于2008年7月9日完成首飛[5]。

Icon A5飛機(jī)為上單翼飛機(jī)，安裝一臺功率為73.5kW的Rotax 912 ULS活塞發(fā)動機(jī)，并由它驅(qū)動一副推進(jìn)式螺旋槳。采用可收放式前三點(diǎn)起落架。流體動力學(xué)設(shè)計的翼尖和機(jī)身和浮筒可增強(qiáng)其水上穩(wěn)定性。采用電動可收放起落架，主起落架可向上收放到浮筒內(nèi)，前輪可向后收起。MVP飛機(jī)由美國Seaplex公司設(shè)計研發(fā)，MVP飛機(jī)布局形式與Icon A5飛機(jī)基本一致。

如上所述，這些水陸兩棲型輕型運(yùn)動飛機(jī)在氣動布局上采用上單翼、高置的平尾，主要為了防止水面起降中使船體產(chǎn)生的噴濺沖擊機(jī)翼與平尾，使機(jī)翼與平尾變形甚至損壞；在座艙布置中，這些水陸兩棲型輕型運(yùn)動飛機(jī)采用并列式雙座，飛行員與乘客前向視界較好，并且飛行員與乘客可共用一套飛行儀表[6]；在發(fā)動機(jī)布局上均采用推進(jìn)式形式，發(fā)動機(jī)布置在機(jī)翼上方，螺旋槳布置在機(jī)翼后方，同樣是為了防止水面起降中使船體產(chǎn)生的噴濺沖擊螺旋槳而損壞螺旋槳，因而不能采用陸上型輕型運(yùn)動飛機(jī)機(jī)身首部布置的拉進(jìn)式發(fā)動機(jī)布局形式，并且尾翼位于螺旋槳滑流中，增加飛機(jī)操縱性，此外，為克服水面起飛過程中水阻力，這些水陸兩棲型輕型運(yùn)動飛機(jī)采用最大功率73.5kW的Rotax 912 ULS活塞發(fā)動機(jī)。

與其他水陸兩棲飛機(jī)類似，水陸兩棲型輕型運(yùn)動飛機(jī)需在機(jī)身兩側(cè)布置相應(yīng)浮筒以保證水面橫穩(wěn)性要求。水陸兩棲型輕型運(yùn)動飛機(jī)在水動布局上主要有兩類，一類是翼梢浮筒-船身式，另一類是鰭式浮筒-船身式，翼梢浮筒-船身式水動布局在兩側(cè)機(jī)翼的翼梢附近各布置一翼梢浮筒，翼梢浮筒離機(jī)身縱向?qū)ΨQ面較遠(yuǎn)，其尺寸較小，一般飛機(jī)橫傾2～3°一側(cè)翼梢浮筒才會觸水，以提供橫向恢復(fù)力矩；鰭式浮筒-船身式水動布局在機(jī)身兩側(cè)布置鰭式浮筒，由于鰭式浮筒距機(jī)身縱向?qū)ΨQ面較近，其尺寸較大。機(jī)身下方船體在中間區(qū)域布置一橫向斷階以阻斷船體的水流，使高速滑行水阻力減小，飛機(jī)具有足夠的剩余拉力加速離水。

對于水陸兩棲型輕型運(yùn)動飛機(jī)，起落架布局基本采用可收放的前三點(diǎn)式起落架，前起落架基本均往前收回至機(jī)身內(nèi)，主起落架形式采用舷外支架式[7]，這樣主起落架結(jié)構(gòu)高度較小，結(jié)構(gòu)重量較小，僅收回位置有所不同，翼梢浮筒-船身式水動布局的飛機(jī)主起一般往上、往內(nèi)收回至機(jī)身內(nèi)，而鰭式浮筒-船身式水動布局的飛機(jī)其鰭式浮筒空間較大，一般主起往兩側(cè)收回至鰭式浮筒內(nèi)。

2 水陸兩棲型輕型運(yùn)動飛機(jī)在民用領(lǐng)域的優(yōu)勢

水陸兩棲型輕型運(yùn)動飛機(jī)其陸上和水上起降能力，以及安全可靠、拆裝維護(hù)方便，適用能力強(qiáng)，在游覽觀光、私人飛行等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

我國擁有豐富的湖泊資源，共有湖泊24800多個，其中面積在1平方公里的天然湖泊就達(dá)2800多個[8]，此外，我國還擁有許多大型人工水庫，其中大中型水庫達(dá)4694座[9]，在這些湖泊、水庫中有的已開發(fā)成旅游、度假和休閑地，有的正在開發(fā)。充分利用這些水資源發(fā)展水陸兩棲型輕型運(yùn)動飛機(jī)具有廣闊發(fā)展?jié)摿?，可為湖泊開發(fā)利用提供新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

在旅游觀光業(yè)競爭日趨白熱化的今天，水陸兩棲型輕型運(yùn)動飛機(jī)作為一種新穎、獨(dú)特的運(yùn)載工具，可讓乘客更為近距、親密地同時體驗(yàn)到高速掠水飛行和高空飛行的不同體驗(yàn)，游客可體驗(yàn)在藍(lán)天白云和美好水域不同介質(zhì)中穿越的神奇視覺感覺，愜意地將河川、湖泊等水資源旅游勝地的美好景色盡收眼底。我國A2C超輕型水上飛機(jī)已在山東棗莊微山湖、臺兒莊運(yùn)河、江蘇宿遷駱馬湖和太平洋島國帕勞執(zhí)行娛樂飛行體驗(yàn)。

此外，人們在日趨激烈的工作壓力下，極其熱愛在安靜的自然環(huán)境中游玩，水陸兩棲型輕型運(yùn)動飛機(jī)可變形為一個浮動平臺，座艙罩向上移動，靠鏈接移動到飛機(jī)發(fā)動機(jī)上部，這樣讓水陸兩棲型輕型運(yùn)動飛機(jī)前部騰出空間成為類似于經(jīng)典的釣魚平臺，人們可在此區(qū)域垂釣，享受悠閑的時光。此外，人們可在前甲板上平坦的行走，可在后機(jī)身引擎與機(jī)尾之間安裝一個吊床來休息。

3 結(jié)束語

水陸兩棲型輕型運(yùn)動飛機(jī)水面起降能力對水陸兩棲型輕型運(yùn)動飛機(jī)布局形式提出了不一樣的選擇，水陸兩棲型輕型運(yùn)動飛機(jī)在氣動布局上采用上單翼、高置的平尾；在發(fā)動機(jī)布局上采用推進(jìn)式形式，發(fā)動機(jī)布置在機(jī)翼上方，螺旋槳布置在機(jī)翼后方；水動布局可選擇翼梢浮筒-船身式或鰭式浮筒-船身式，起落架布局采用可收放的前三點(diǎn)式起落架。水陸兩棲型輕型運(yùn)動飛機(jī)其水面起降能力，在我國廣闊的水資源豐富區(qū)域執(zhí)行游覽觀光、私人飛行等任務(wù)，為人們提供奇特的視覺享受。隨著我國低空空域的逐步開放，水陸兩棲型輕型運(yùn)動飛機(jī)其獨(dú)特的飛行體驗(yàn)，將具有廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國民用航空局航空器適航審定司.輕型運(yùn)動航空器適航管理政策指南[S].AC-21-AA-2015-25R1.2015.

[2]金鐳，苗延青，胡濤.國內(nèi)輕型運(yùn)動飛機(jī)（固定翼）適航取證分析研究[J].航空標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量，2016，6：28-31.

[3]古彪.世界特種飛行器及應(yīng)用[M].北京：航空工業(yè)出版社，2016：6-7.

[4]言金，黃俊，孫曉偉.我國輕型運(yùn)動飛機(jī)市場發(fā)展研究[J].中國民用航空，2010，120（12）：69-71.

[5]Paul Jackson.IHS Janes all the world's aircraft Development & Production 2012-2013[M].Surrey：IHS Global Limited，2014：841-842.

[6]吳大衛(wèi).超輕型水陸兩棲飛機(jī)巡覽[J].航空世界，2012，10：18-23.

[7]詹家禮.大型水陸兩棲飛機(jī)起落架方案設(shè)計及相關(guān)技術(shù)研究[D].南京航空航天大學(xué)，2010.

[8]于文華，喬啟宇.關(guān)于在我國使用中型飛機(jī)滅火的探討[J].森林防火，2003，4：36-39.

[9]孫振剛，張嵐，段中德.我國水庫工程數(shù)量及分布[J].中國水利，2013，7：10-11.