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幸运飞艇本田开卖的双发喷气式飞机为啥把发动
浏览: 发布日期:2018-02-12

  原标题:本田开卖的双发喷气式飞机,为啥把发动机顶在机翼上?——专访HondaJet设计师藤野道格 一

  原标题:本田开卖的双发喷气式飞机,为啥把发动机顶在机翼上?——专访HondaJet设计师藤野道格

  本田技研工业株式会社的美国全资子公司本田航空的第一款量产机型——Ha-420轻型双发喷气式公务机,在2017年取得了这个级别的全球销量第一。

  2018年1月26日,本田通过其合作伙伴宏信通航,在广州白云机场商务航空服务基地建立了本田公务机的销售和售后服务中心。1月26日的成立仪式上,不仅有一红一蓝两架Ha-420前来展示,本田技研的老大八乡隆弘和本田航空的CEO藤野道格二位大佬也特意赶来站台。

  本田航空成立于2006年8月,公司坐落于美国北卡罗来纳州的格林斯伯勒(Greensboro)。然而,本田从事航空探索的历史要远在本田航空成立之前。早在1980年代初,本田就派出了一批工程研发人员远赴美国,在美国密西西比州立大学系统学习航空设计、制造和管理。从那时起,本田就把目标设定为研发生产轻型商用飞机,一如他们在汽车领域所擅长的那样,要轻巧,要省油,要快,要便宜,要易用。

  为了实现这些目标,本田在材料和结构上都另辟蹊径。材料当然是大比例非金属复合材料,在航空圈里,直到21世纪初,波音的787和空客的A350才把大量使用非金属复合材料变成了新一代飞机的设计标准。而气动结构上,本田瞄准了“自然层流”(Natural-Laminar-Flow NLF)。层流和湍流是流体的两种基本状态,如果能让空气以层流状态流过机翼和机身表面,飞机的飞行阻力可以大幅降低。但遗憾的是,现在主流的民航飞机仅能让空气在机翼的前5%左右保持层流,之后就会因为摩擦而迅速转换成阻力很大的湍流。

  本田的设计团队在密西西比州立大学做的第一个项目就是自然层流机翼的设计。比起传统的机翼设计,自然层流机翼表面必须非常光滑平顺,更适合在高速下飞行。那副机翼经过大量风洞试验,最终被装上了一架T-33喷气式教练机上进行了飞行测试。

  本田团队的第一件实机作品是1992年面世的MH-02 ,这是一架试验性的轻型喷气飞机,不但采用了自然层流机翼,还是世界上首款采用全复合材料的同类型飞机。

  1997年,被本田任命为HondaJet项目负责人的藤野道格画了一张草图,那张图上描绘的是一架小型双发喷气式飞机,最与众不同的特点是发动机被安置在了机翼的上面。以往类似的机型,发动机大多被悬挂在机身的后部,而我们熟悉的大飞机们更多是把发动机吊挂在机翼下面。

  藤野和他的团队花了6年多的时间让这架小飞机变成现实。2003年12月3号,HondaJet首飞。它的最大起飞重量不到5吨 ,13米长,翼展12米,除了一到两名飞行员,还可以搭载四到五名乘客。这架小飞机由两台本田和航空动力巨头通用电气联合开发的HF120型涡轮风扇发动机驱动,最大速度每小时782千米,最大航程2234千米,飞行升限13000米。

  这几个数据在同类型飞机中都处在领先的位置,一切得益于它独特的设计,包括前面提到的自然层流机翼和造型独特的自然层流机头,以及罕见的翼上发动机构型。这一切可以让你从一众造型类似的同类飞机中快速识别出来。日式机甲风格的鲜艳涂装进一步提高了它的辨识度。

  2005年7月28日,当时的本田美国研发公司把HondaJet带到了著名的奥什卡什EAA航空盛会。这是每年一度世界航空爱好者的狂欢节,来自各地的航空迷会驾驶上万架飞机赶到美国威斯康辛州的小镇奥什卡什(Oshkosh),交流航空技术和飞行经验。

  那时,HondaJet还只是一架试验飞机。它要变成一架可以在市场上批量售卖的商品,还需要拿到“适航认证”,也就是飞机的“准生证”。在美国,有资格颁发适航认证的机构是FAA,即美国联邦航空署,它也是世界上最重要的航空认证机构。包括欧洲适航认证机构EASA(欧洲航空安全局)在内的世界各大航空安全机构,大都认可FAA的认证标准和认证程序,这也就意味着只有拿下FAA,一架飞机才能在世界各地被准许飞行。比如我国自行研发的喷气支线年底首架下线以来,至今仍在努力获得FAA的认证。

  HondaJet,花了整整12年,直到2015年12月8日,FAA的负责人在本田航空的生产线已经不再是一架试验飞机——它拿到了最终型号认证。

  藤野道格1960年出生于日本东京,1984年从东京大学航空工程专业毕业后加入本田公司,参与汽车的研发。1986年被本田派往美国学习航空设计和制造,成了本田航空团队的元老。目前藤野先生与夫人和孩子定居在北卡罗来纳的格林斯伯勒。

  在照片里,藤野道格总是戴着一副一成不变的复古雷朋风格的眼镜,在与藤野先生交谈之前,我一直以为30多年的美国生活会像那副眼镜一样给他刻上很多美国文化的烙印。但面对面交流之后我发现,他其实是一个非常传统的日本人,说话声音很轻,虽然有日语翻译,但讨论到航空名词,特别是一些人名的时候还是能感受到浓重的日本口音。聊到开心的地方,藤野先生会把视线从你的身边移开,望向远处,说一声:“搜易戴斯。”

  瘦驼:在HondaJet上我们看到了很多与众不同的设计,包括自然层流机翼和机头,以及翼上发动机布局。独特的设计往往意味着巨大的风险,尤其是在航空这个相对保守的领域,是什么促使你让这架飞机如此特别呢?

  藤野道格:是的,在航空领域大家都会比较偏向保守,不愿意去做一些新的尝试,因为它所带来的风险是很大的。一开始我们想做飞机的时候,觉得如果我们还是采取比较保守的做法,只是去一点点挖掘现有技术的潜力,那我觉得意义不大,所以即使有一些冒险,我也想去做更多的尝试。幸运飞艇本田开卖的双发喷气式飞机为啥把发动机顶在机翼上?——专访HondaJet设计师藤野道格

  瘦驼:HondaJet的造型,尤其是翼上发动机构型让我想到了一款不太出名的飞机,上世纪60年代德国设计的喷气支线。请问藤野先生,你在设计HondaJet的时候是受了那款飞机的启发吗?

  藤野道格:与其说是“启发”,不如说VFW-614从相反的方向起了作用。因为它并不是一个成功的机型,在我上学的时候,所有人都把它当成反面教材,大家都觉得飞机不应该再设计成那个样子。但我仔细分析了VFW-614的案例,在大家都不看好的地方找到了设计灵感,我认为通过技术手段,当年的缺点完全可以被规避,从而发挥它的优势。

  VFW-614是上世纪60年代联邦德国的航空联合体VFW-FOKKER设计生产的一款喷气支线客机,意图替换当时已经过时但仍大量服役的DC-3活塞螺旋桨客机。这是德国战后设计制造的第一款喷气客机,可以搭载40名乘客。

  VFW-614在航空史上第一次采用了翼上支架式发动机布局,把两台喷气发动机架在了机翼的上方。这样做的好处是是多方面的。比起悬挂在机翼下面的翼吊式布局,翼上发动机布局可以让发动机进气口远离地面,减少吸入跑道异物造成发动机损伤的概率。比起当时流行的尾吊布局,这种发动机布置方式可以减轻机翼的结构重量,因为机翼在飞行时承受向上的升力,发动机的重量可以减少机翼结构的受力。

  对于乘客而言,这种设计最大的好处是减少了机舱内的噪音。因为尾吊布局发动机直接挂在机身后部,噪音和震动直接穿入机舱,对乘客,特别是后排乘客的乘坐体验损害很大。而翼上布局发动机相对远离机身,震动也可以被机翼结构吸收一部分。

  最后一个额外的好处是,由于噪音被机翼遮挡,飞机起降时地面的噪音水平也下降了。这对机场的运营很有好处,因为随着公众环保意识的提高,机场周边特别是起降航线下方居民不堪噪音打扰造成的诉讼日益增多,甚至影响到了很多机场的扩容。

  HondaJet采用翼上支架式发动机布局同样可以获得这些益处,无论在机舱里还是机舱外,HondaJet都比同级别飞机要安静。而且由于不用布置发动机,飞机的后机身空间得到了很大的改善,后行李舱有1.61立方米,远比竞争对手要宽敞,而且还有空间在这样迷你的机身里布置一个洗手间。

  但VFW-614是一款商业失败的机型,从1971年首飞之后,它只卖出去十几架,航空公司没几年就抛弃了这种机型,德国空军的最后一架VFW-614也于2012年退役。如今你只能在博物馆看到这种德国航空工业的失败试验品。

  HondaJet的内部空间,利益于翼上支架式发动机布局,甚至可能在迷你的机身里布置一个洗手间。图片来源:本田航空

  藤野道格:因为从市场情况来看,我认为美国市场比较好。我认为首先要在我们用户最多、市场最大的地方去进行开发和设计,因为我们在跟客户距离最近的情况下,才能够更多的了解客户的需求。以前在日本生活的时候经常看电影,看到美国人对皮卡车的赞美,但不是很理解他们为什么喜欢皮卡车。后来自己到美国工作、生活很长时间之后,才理解他们为什么那么喜欢皮卡车。既然我们要去从事一个新的事业,肯定要从客户需求最多的地方开始,所以最开始的地方设置在了美国。

  另外一点,我们选择在美国也跟飞机的型号认证有关系。我们既然要生产飞机,必须要得到FAA的认证才能够展开后期工作,而FAA的总部在美国,所以我们要跟他们比较近,跟他们进行多方面的交流,为我们取得更多认证去做更好的铺垫,包括合作方面的工作。这是为什么选择在美国的两个主要原因。

  现在航空这一领域,只要获得了FAA认证,去其他任何一个区域或国家进行认证的时候,就不再需要做任何飞机方面的实体实验,只需要提交相关的材料证明就OK了。我们如果在美国获得FAA认证,接下来其他地区都以美国的FAA认证为条件,在程序方面也会有很多的方便性,比如这次在中国获得认证,就不需要提供材料。我们要在航空领域有所成就的话,还是在美国比较方便一些。

  瘦驼:刚才你也谈到了认证的问题。据我所知,与类似的机型相比,HondaJet在FAA的认证过程可以说是非常漫长,您觉得这个问题出在哪儿呢?

  藤野道格:航空领域对于本田来说,是一个全新的尝试、挑战,我们完全没有经验,也包括认证方面的。像其他的一些飞机公司,他们已经是有经验的,所以他们很多的东西都可以借用之前的,包括设备和文书材料。我们完全是新人,包括FAA认证人员,他们也是需要亲自来本田确认,才能够去做下一步实验。

  同时,现在的FAA受到一些财政方面的约束,人员比以前减少了,那么多航空企业,FAA不可能优先本田,他们会在现有的人员里面按照各个公司的需求去协调,有时候会存在一些情况,即使我们所有实验都准备就绪了,但是因为他们的认证人员无法到达,还是要多等三个星期。

  而且,因为我们是从零开始,做这些认证其实是需要很多材料的,在这方面我们也花了很多时间。前一段时间我们做了统计,如果说以A4纸为单位的线万份资料。

  瘦驼:从您第一张草图到现在已经过去了20多年,当时您在画那个草图的时候,展望的未来与今天的情况之间有什么不同吗?

  藤野道格:先从我自己的这张草图开始说,草图其实大家应该也有看到过,当时这个草图上面的样子,幸运飞艇包括它的外观设计,跟我们今天所展现出来的是一样的。所以现在回过头去看,好像在那个时候就已经把整个飞机的造型给定下来的。看到这一方面的话,我还是很欣慰的。

  从这么多年的经历来看,最让人想不到的还是为了获取FAA认证所做的努力。从现在来看的话,当时已经超出了人类可以想象的这样一个辛苦程度。因为获得认证其实是一个很艰难的过程,我们要从一开始不断跟大家说明,获得所有人的同意,才能进行下一步。做飞机的研发和设计,是技术方面的事情,但是获得认证的时候,它超出了做技术的范畴。它需要把所有设计技术通过语言和材料,多方面的去说服可以给你进行授权认证的这些专业人士。其实有点像律师,要不断地去对自己的设计做很多的解释,已经超出了技术的范畴。

  藤野道格:我确实很喜欢飞机,当时选择这样一个专业的理由,是因为觉得航空学是比较高端的学问,在这样一个比较高精尖的专业里面应该可以学到很多的东西。因为它涉及到空气动力学,包括机械、控制,机体的一些协调,当时想应该在一个比较高精尖的行业去学习。

  大学毕业的时候,也考虑过去从事航空方面的一些工作,但是反观当时日本的航空企业,基本上没有一家是从设计、研发到量产、销售的一体化公司,更多只是生产机翼或者是生产机体这样一些零部件供应商的公司。对自己而言,一直希望从事从零开始提出概念,然后再进行设计、开发、生产、销售,有这样一个成体系的工作。当时日本能够做到如此的企业,就只有汽车行业,所以就选择了汽车行业。

  当时日本其实也有很多家汽车主机厂,为什么选择本田呢?因为之前有前辈们说,本田是一个很愿意让年轻的技术人员做一些自己的开发,愿意让他们做一些新的尝试的公司,所以就选择了本田,当时带着要研发汽车,研发一辆运动跑车的心情开始在本田的工作。

  刚好有一年的2月份,在吃午饭的时间,领导跟我说我们一起去吃个饭,然后他突然跟我说,我们接下来会开始飞机的项目。他希望我4月份就开始调到飞机方面去。当时我很惊讶,因为我既然已经决定要全身心投入到汽车领域的研发,就要坚持下去,所以第一次我拒绝了。但是公司有这个需求,就不可能只考虑个人的因素,我4月份就被调到了飞机厂。

  从一开始我完全没有想去研发飞机的心态,到突然被要求去研发飞机,到今天有了一个非常不错的成果,真的是一个非常偶然的机会。当我自己被置身到新飞机项目之后,就希望从零,从研发到设计,到最终的量产、销售,这也是一直以来坚持这么久的目标和梦想。

  瘦驼:对宫崎骏先生来说是意大利航空设计师卡普罗尼(Gianni Caproni),对我来说是美国航空设计师鲁坦(Burt Rutan),你最欣赏的航空设计师是哪一位?

  藤野道格:凯利‧约翰逊(Kelly Johnson)。我刚到美国的时候,一位恩师深受凯利‧约翰逊影响,在老师的影响下,我读了很多关于他的书。凯利‧约翰逊有个绰号叫“必须做到先生”,他的格言是“快做,少说,准时”(Be quick,be quiet, and be on time)。他是一个很严格,也是要求很高的人,比如他跟你说明天之前一定要把这个零部件做好,你明天之前就一定要把它完成。

  藤野道格:最喜欢的应该是SR71这款飞机,我在博物馆近距离观看过它,在它身边你就会感觉到设计师的灵魂,那是一种独特的魅力。我在它面前停留了30分钟,感觉自己的脚都移不动。另外,我也想分享一个非常令人欣慰的事情。因为本来就很喜欢凯利·约翰逊这个设计师,包括他的很多作品,所以我自己设计的这款飞机得到了以他命名的奖项(2014年国际自动机工程师学会SAE International航空器设计和开发凯利·约翰逊奖),觉得非常开心。我知道获奖消息的时候正在开车,实在是太开心了,以至于双手都脱离了方向盘,振臂高呼,觉得太兴奋了!

  凯利·约翰逊(1910-1990),美国著名航空设计师,洛克希德公司的灵魂人物,著名高技术军机研发机构——臭鼬工厂的创始人。从二战中击落山本五十六座机的远程战斗机P-38到两倍音速的战斗机F-104,从高空侦察机U-2到三倍音速的SR-71侦察机,这些把技术应用到极致的激进作品让凯利·约翰逊成为那个时代最大胆的航空设计师。

  凯利·约翰逊的精华之作就是SR-71黑鸟高空高速侦察机。这款诞生于1964年的飞机至今仍旧保持着载人喷气飞机速度的世界纪录,可以在近30000米的高空以3.3倍音速持续飞行。为了实现这一指标,SR-71采用了钛合金机身、喷气/冲压双模发动机、可以热胀冷缩的褶皱蒙皮等各种到今天仍旧让人瞠目结舌的设计。退役近20年后的今天,任何在博物馆里看到黑鸟的观众还会觉得它是一款属于未来的飞机。在《变形金刚》系列电影中,它以“天火”老爷爷的身份出现。

  瘦驼:其实我刚才一直想问你这个问题,现在越来越多的航空设计是集体智慧的结果,越来越中庸,越来越难以见到设计师个人的影响,反而是在像刚才你所说的凯利·约翰逊那个年代,每架飞机都有鲜明的设计师特质,我们在今天能在HondaJet的身上看到你的影子,在如今的航空业里这是很罕见的。你也为本田的航空事业打拼了30多年,你如何评价这30多年的工作?

  藤野道格:确实就像你刚刚说的,凯利·约翰逊的年代,设计师可能真的是把自己的设计当成自己的作品,但是现在的话,更多是像你刚刚提到的共同作业,并没有看到更多的个性,现在大家都是这样去做。但是对于我自己而言,我是尽自己最大可能来设计这款飞机的。其实一开始也没有想到有如今这么好的市场反响,最开始的时候,只是尽自己的努力,把自己所想的这些东西,像自己的作品一样把它呈现。也正因为是这样,自己全心投入,引起了那么多客户的共鸣,得到大家的认可。当年我接受这个挑战,做出各种选择,今天看来似乎是做对了。

  所以再回到自己所设计的这款作品,因为是把它当成自己的一个作品,就像一个艺术品来对待,所以包括这款飞机的外观喷漆,都是加入了自己的想法。很多的飞机都是白色的,没有什么特别的吸引力,不会让人觉得很有视觉冲击。最开始我提出这样的喷涂设计观念的时候,上面的领导都是反对的,怎么可以这样呢?但是我就是想做一个让大家看到这款产品之后,都会觉得非常的喜悦,让大家觉得很惊艳。当这款机体的喷涂从生产线上下来,来到阳光底下,所有的人看到之后都说太漂亮了,这就是我想要的设计,让大家觉得惊艳的设计。

  瘦驼:最后一个问题,刚才我到飞机的驾驶舱里感受了一下,对于飞行员而已,驾驶舱的设计很简洁明了,而且视野超棒。不过我注意到风挡玻璃边缘有一些金色的锯齿形色块,那是做什么用的?

  藤野道格:那是风挡玻璃的加热装置,之所以做成锯齿形,是因为这样可以让风挡边缘产生一些涡流,更容易带走积冰或者雨水。你注意到了吗?我们的飞机风挡前面可没有雨刮器。

  看了这篇专访,你是不是有点动心想买一架飞一下呢?目前它的目录价格是490万美元,在动辄千万上亿美金的公务机市场里是相当物美价廉的。另外,未来你还可能以分时租赁或者共有产权的方式拥有它,据宏信通航总裁钱程博士介绍,未来HondaJet的票价很可能会与同等航线商务舱价格接近。到时候携家带口,或者邀三四好友一起体验一下这种与众不同的小飞机,可能会大大改变你对飞行的认识呢。

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