全能冠军

赵长辉　张金　王海军

以赛斯纳208“凯旋”系列飞机为代表的单发多用途飞机是通用航空领域中最为常见的机型。事实上。早在208系列飞机诞生之前，这一级别的飞机就因为广泛的市场需求而备受关注。其发展历程。也经历了活塞式到涡桨式的变迁……

多用途飞机（utilityaircraft）是通用航空飞机中的一个大类。顾名思义，其突出特点即用途广泛，可执行多种任务，应用领域广。事实上，大多数通航飞机都有多用途的特点，但与纯粹的多用途飞机相比，它们的应用面仍然较窄。

美国军用飞机中编号为u的即为多用途飞机，但在通用航空领域，多用途飞机的定义并不明确，而是一个较为宽泛的概念。综合各类资料分析，笔者发现多用途飞机大多为10座级的活塞/涡桨单发/双发飞机。这类飞机的标准座舱布局为10座，或载货量1吨左右，典型任务航程约500～1000千米。

为了更好地满足市场需求，某些多用途飞机的运力较上述标准略高或略低，但它们都可以归纳为10座级多用途飞机。不过，由于10座级飞机使用的适航标准是FAR23部/EASA23部/CCAR23部正常类飞机标准，因此，其最大载客量不得超过标准规定的9人，同理，其最大起飞重量也不得超过5.67吨（12500磅）。所以，某些大运力的多用途飞机需要获得适航管理部门的特别批准方能生产和运营。

除了基本的短途客货运输外，大多数多用途飞机还常用于邮政快递/高效物流、公务飞行/VIP运输、空中出租/旅游包机、遥感物探/航拍航测、医疗救护/伤员运送、农林作业、航空摄影、监视和巡逻、跳伞、科研、执法、人工影响天气，甚至准军事用途等。

从发展趋势来看，本世纪30年代之前的多用途飞机以双发机型为主。随着发动机性能的提高，近年来，单发机型取代双发成为了主流。低成本、低性能的活塞飞机作为补充。

目前，全世界共有10座级涡桨单发多用途飞机3000～4000架，年增长量约为150～200架。活塞飞机的总量与涡桨机型接近，但由于老机型不断退出，因此总量正在不断下降。

技术特点

物美价廉、一机多能的多用途飞机归纳起来普遍具有以下特性：

·用途广泛，不同角色间能够快速切换：

·各类飞行属性均衡，综合性能好：

·恶劣气象环境下的适应能力强：

·可到达性能好，能在简易的场地起降：

·良好的操纵性，对飞行员的要求较低：

·使用维护简便，对地面设备的要求低：

·价格低廉，使用和维护成本低：

·能够满足短距离起降（STOL）的要求。

由此可见，多用途飞机所需实现的要求众多，因此需要高超的设计技术。就总体而言，多用途飞机往往采用最为简单、可靠的设计，从而最大限度地降低故障率和维护保障的工作量，实现高安全性和可靠性。

多用途飞机的总体布局简单合理，气动性能优异，具有较好的操纵性和稳定性。即便在配装大型浮筒起落架及大型外挂物时，飞机仍能保持良好的操稳特性和飞行性能。此外，飞机在设计细节上充分考虑极寒、极热、高原、沙漠、山区、海岛等恶劣环境下的使用要求。

具体地说，多用途飞机多采用带侧撑杆上单翼、低平尾的正常布局。由于飞行速度相对较低，多采用小后掠角梯形或矩形机翼，即常规的NACA翼型。此外，该类飞机多采用机翼整体油箱设计，装载全部燃油。同时，为了达到适航条例要求的113千米/时（61节）的最大失速速度，机翼后缘多采用大面积的富勒式襟翼或开缝襟翼，有些机型还采用比较特殊的同步偏转副翼用作辅助副翼，或者采用外侧襟副翼设计。

为了实现“制造成本低，维护简便，损伤后易于修理。”的设计目标，多用途飞机的机体多为全金属结构，采用破损安全或损伤容限的设计方法，并对机体进行有效的防腐蚀设计，其结构坚固耐用，具有较好的完整性，且能经受恶劣环境的“侵蚀”和使用造成的损耗。不仅如此，多用途飞机的机体在设计时还要考虑改装浮筒起落架，加装机腹吊舱等装置的连接和安装要求。

发动机短舱安装在机头，采用三叶或四叶变距螺旋桨，全顺桨和可有效减少着陆距离的反桨系统。发动机的进气道位于短舱下部或两侧，进气道内一般带有外来物保护惯性分离系统，从而保证飞机在简易场地起降时的安全。

现代多用途飞机的最大外部特征即普遍采用单发设计，搭载大功率活塞或涡桨发动机。由于现代航空发动机的技术非常成熟，且经过长时间的使用验证，具备充分的可靠性和安全性，因此使用单发设计不但不会对飞机的性能造成影响，同时还具有优秀的经济性。不过，在危险水域上空或高海拔地区执行任务的多用途飞机仍然以双发机型为主。

飞机座舱的尺寸一般都相对比较大，且多采用矩形截面，并最大限度地提供工整的内部空间，配有水平地板，可满足各种装载要求。座舱内饰简单实用，地板有通用的连接系统（座椅滑轨和系留装置），座舱布局可以快速更换。此外，多用途飞机大多拥有多个舱门，舱门又以双联设计居多，并带有单独的登机梯或采用登机梯舱门设计，便于乘客进出和货物的快速装卸。

为了降低成本，多用途飞机一般采用非增压座舱设计。尽管牺牲了部分高度性能，但非增压座舱设计能够有效降低成本。另外，对于多用途飞机执行的大多数任务来说，增压式座舱设计都显得画蛇添足。

能够执行的任务种类多就意味着需要在各类气象条件和场地条件下起降，因此，很多多用途飞机具有短距起降（STOL）特性，起飞和着陆滑跑距离最短可达到1000英尺，即305米以下。

飞机的起落架多采用不可收放式设计，主起落架一般不采用复杂的油气式减震支柱，而是最简单的管簧式支柱，配以大尺寸低压轮胎，具有极好的缓冲/减震性能，能够在土跑道甚至是沙石跑道等粗糙场地使用。有的多用途飞机的机轮还带有专门设计的刮泥板。此外，不少飞机还都能配装水陆两用的浮筒起落架及滑撬起落架，使飞机能够在广阔的水域或冰雪表面起降，极大地扩展了飞机的通达范围，进而保证飞机能够执行多种任务。

多用途飞机的关键系统采用冗余设计，最大限度地保证安全性和出勤率。此外，飞机配装较为完善的防冰系统，机载电子设备也比较完备，搭载完整的VFR和IFR成套设备和仪表，有些飞机还配装气象雷达（一般采用机翼雷达吊舱设计）。

多用途飞机一般都按照单人驾驶设计并申请适航认证，但飞机仍然装配两套操纵系统。此外，多用途飞机都具有良好的自主保障性，对机场及地面设备的要求很低。

发展情况

多用途飞机发展至今已有70年的历史，其诞生源于加拿大偏远地区的越野飞机（bush plane）需求。加拿大Noorduyn公司（Noorduyn Aircraft Limited，Noorduyn Aviation）于上世纪30年代中期，根据国内需求研制出Norseman飞机，它称得上最早的10座活塞单发多用途飞机。

事实上，早期的Norseman飞机基本都用于军事目的，在第二次世界大战期间，Norseman飞机的军用订货占到总产量的绝大部分。尽管如此，Norseman飞机的设计和发展对随后的民用多用途飞机发展还是产生了一定的影响。

第二次世界大战之后，德哈维兰加拿大（de Havilland Canada）的DHC-2“海狸”（Beaver）、DHC-3“水獭”（Otter）和前苏联安东诺夫设计局的安-2这三款经典机型的成功，开启了10座级活塞单发多用途飞机时代。这三款机型随后大量生产，在世界各国军民领域广泛使用。其中，DHC-2和DHC-3持续生产到60年代末，总产量2100多架。安-2更是持续生产近50年，总产量18000多架。而在中国，安-2的仿制型飞机——运-5的生产时间更为惊人，从1957年开始，一直持续到今天。

60年代初期，瑞士的皮拉图斯公司成功研制了PC-6“搬运工”（Porter）飞机，但它的产量有限。不过，该机的改型——搭载涡轮螺桨发动机的“涡轮搬运工”（Tubo Porter）飞机成为了多用途涡桨飞机的代表之作。它自60年代投产以来，一直生产至今。利用PC-6积累的成功经验，皮拉图斯还研发了PC-12高性能涡桨公务机/多用途飞机。

70年代中期，新西兰宇航公司（PAC，Pacific Aerospace Corporate）在FU-24弗莱彻（Fletcher）农业飞机的基础上研发了PAC 08-600（750）克雷斯科（Cresco）多用途涡桨飞机，该机主要用于跳伞和农林作业，产量只有39架。2003年，它被PAC-750XL/XSTOL取代。

80年代初，一款跨时代的机型诞生了！它就是赛斯纳的208“凯旋”（Caravan）系列飞机。

凭借精湛的设计和优异的综合性能，208及随后推出的208B“大凯旋”（Grand Caravan）成为市场上最为热销的机型。赛斯纳根据市场需求，不断对“凯旋”系列飞机进行改进，系列化用途不断扩展，销量持续增加。截至目前，该系飞机的总产量已经达到2250多架。

“凯旋”系列飞机堪称多用途涡桨飞机的标志性机型，它极大地推动了此类飞机的发展和应用。近期，赛斯纳公司又推出了最新的“大凯旋”EX型飞机，它换装了新的大功率发动机，并进行了多项改进，性能显著提升（见本期P58）。

80年代末，安东诺夫设计局研制了安-2的涡桨动力改型安-3，但是安-3的销售情况很不理想。

90年代，俄罗斯的一些航空企业在多用途涡桨飞机领域进行了诸多尝试。Aeroprogress/ROKS-Aero公司和俄罗斯米亚西舍夫设计局（Myasishchev）分别研制出T-101Grach和M-101T。尽管这两款飞机基本完成研制，但由于各种原因，市场销售情况一直不好，没有取得实质性突破。

与此同时，一些公司返回头来，开始探索新的活塞式多用途飞机。澳大利亚吉普斯兰（Gippsland Aeronautics）的GA-8“空中货车”（Airvan），哥伦比亚加维兰公司（El Gavilan S.A.）的“鹰”（Gavilan）358飞机，澳大利亚探险者飞机公司（Explorer Aircraft Corporationpty）的“探险者”（Explorer）350R和500R等都属于此列。最终，GA-8脱颖而出，取得了较好的销售业绩，而“鹰”358的产量非常小，“探险者”系列更是不幸夭折。目前，GA-8的制造商吉普斯兰正在研发该机地涡桨动力改型GA-10。

进入本世纪以来，多用途涡桨飞机的研制仍在继续。意大利Vucanair公司的VF-600W（SF-600“袋鼠”（Canguro）的单发改型），捷克沃多乔迪公司与台湾汉翔公司联合研制的IBIS Ae270多用途飞机/公务机，美国Quest公司的“大棕熊”（Kodiak）100飞机都引起了航空业的关注。不过，除了Quest“大棕熊”100完成了研制，并实现批量生产和交付外，VF-600W死胎腹中，没有完成研制：Ae270基本型完成取证，但没有实现批量生产和销售……