趙長輝 孫 璐 王 琦
漫長的發展歷程
SJ30-2是原鑫諾一史威靈公司(由臺灣和美國的相關公司聯手成立)研制的一款輕型噴氣公務機,該機經歷了相對漫長的發展過程,經歷了多次曲折,在愛德華J史威靈(Edward J Swearingen)等人的長期努力下才研制成功。
愛德華·J·史威靈是美國著名的通用飛機設計師和企業家。20世紀80年代初,史威靈對公務機市場進行了仔細研究發現,當時的渦槳和噴氣公務機存在尺寸/重量大、功耗大、經濟性差等問題。因此,他致力于發展一種新型噴氣公務機,效率可提高40%。新噴氣公務機將按成本費用進行設計,而不追求高性能。價格費用和使用經濟性是飛機設計考慮的首要因素。

1988年,飛機設計方案正式對外公開,飛機編號為SA-30,稱為“風扇噴氣”(Fanjet)。主要技術數據為:最大起飛重量4200千克,最大速度0.78馬赫,最大巡航高度12500米。飛機計劃1989年首飛,1991年底開始交付。SA-30飛機(方案)售價200萬美元,僅為相同航程和性能的同類公務機售價的一半,具有突出的經濟性,耗油率比同類飛機低1/3。實現SA-30飛機性能指標的關鍵因素之一是高性能小推力渦扇發動機。此時,威廉姆斯公司剛好研制成功FJ44發動機,具有重量輕、價格低、耗油率低等有點。因此,SA-30將FJ44作為標準動力。
為了推動項目發展,史威靈設法找到一些投資人,最終得到了世界領先噴氣公務機制造商灣流公司的支持。1988年10月,灣流、威廉姆斯和羅羅宣布將聯合開發該項目,飛機改稱灣流SA-30“灣流噴氣”(Guljet)。但1989年9月1日,灣流公司撤出該項目,原因是要專注發展高端噴氣公務機產品。之后,企業家道格拉斯·杰夫成為飛機項目的主要投資人,飛機重新命名為史威靈/杰夫SJ30。
1991年2月13日,SJ30原型機(機號N30SJ,裝FJ44-1發動機)首飛。到1991年第三季度時,道格拉斯·杰夫因顧慮項目前景和投資而退出,此時飛機已經試飛100小時,最大起飛重量增加到4672千克。由于沒有找到投資人,SJ30項目在此后的近4年時間里停滯下來。
20世紀90年代中期,在美國西弗吉尼亞州參議員杰伊·洛克斐勒的游說下,臺灣漢翔公司與史威靈組成鑫諾,史威靈公司,兩者各占50%股份。臺灣“經濟部”組織有關企業/機構組成漢翔投資公司。1995年3月,鑫諾一史威靈公司正式成立,漢翔投資公司為飛機項目提供約6500萬美元資金,使SJ30項目得以恢復。
基本型SJ30飛機因性能不佳終止了研制,轉而發展高性能型SJ30-2飛機,以贏得市場競爭。SJ30-2的特點是機身加長1.32米,機翼面積加大,翼展加長1.83米,增大機翼上反角,修改機翼/機身整流罩,增大載油量,換裝FJ44-2A發動機,全機重量增大。
1996年11月8日,SJ30-2原型機(用SJ30原型機改裝,裝原來的FJ44-I發動機)首飛。1997年9月4日,換裝FJ44-2A發動機后首飛。
2000年7月17日,3架生產型標準原型機(后來增加到4架)中的第1架(002號)出廠,2000年11月30日首飛。2003年4月26日,在進行高速顫振飛行試驗項目時發生墜毀事故,試飛員死亡。003號原型機2003年3月6日首飛。004號原型機2003年10月17日首飛。2002年3月,005號原型機(機號N50SJ)開始裝配工作,代替003號飛機,2005年1月首飛,用于自動駕駛儀、內裝飾和功能/可靠性適航認證試驗。2005年10月27日,最終取得FAR23部通勤類型號合格證(最大起飛重量增大到6628千克),累計試飛2500小時,歷時5年。
SJ30-2通過創紀錄飛行展示優良的性能。2006年7月13日,N50SJ號原型機進行了一次橫跨美國東西海岸的不經停飛行,從紐約威切斯特機場飛到圣迭戈,蒙哥馬利機場,用時5小時44分鐘。2006年7月16日,從得克薩斯州圣安東尼奧起飛,中間在鵝灣經停,加油后直飛英國范堡羅,打破了c-1級飛行紀錄,平均速度721千米/小時。
據臺灣媒體披露,在10多年時間里,臺灣方面累計投資約6億美元。SJ30-2飛機研制周期和研制費用都大大超出同類飛機,主要問題是史威靈公司飛機設計能力不足,也缺少經驗,飛機試制過程中出現重大問題,設計方案多次更改,項目一再拖期。此外,臺灣當局委派的企業領導層對飛機研制業務不很熟悉,導致飛機研制項目組織管理不力。
盡管SJ30-2飛機費盡周折才研制成功,但在批量生產階段又遭遇困難,發生左側機翼裝配工裝錯誤等問題,為了實現批量生產還需要追加投資1.5~2億美元。另外,由于SJ30-2研制周期長達10多年,盡管飛機平臺性能較好,但機載設備/系統已經相對落后。此外,輕型噴氣公務機市場競爭激烈,賽斯納、豪客一比奇等老牌公司的產品牢牢占有市場,SJ30-2在市場開拓、建立市場營銷網絡和售后服務體系等方面面臨很多困難。SJ30-2飛機項目耗費巨額投資,仍困難重重,無法實現批生產和獲得投資回報,因此在臺灣備受爭議。2008年年初,適逢臺灣政壇交疊,民進黨當局在下臺之前決定出售鑫諾·史威靈公司和SJ30-2飛機項目,最終以1.5億美元的低價出售給阿聯酋投資和發展公司(Emwes)。
SJ30-2的市場銷售情況比較好,Emives公司收購時,訂貨數約200多架。目前Emives公司正在積極進行SJ30-2飛機的批生產交付和市場開拓工作。
技術和性能特點
SJ30的設計師將優異的經濟性和使用性能(低價格、高效率),高巡航速度和巡航高度,大航程作為設計目標,經過十多年的艱苦努力,將SJ30-2打造成目前世界上飛得最快、飛得最遠、飛得最高的輕型噴氣公務機。
SJ30-2的最大使用馬赫數為0.83,最大巡航速度880千米/小時,最大航程4639千米(1名駕駛員+2名乘客),最大飛行高度14935米,這些性能指標在同類輕型噴氣公務機中都是最高的。SJ30-2的最大航程與傳統的中型公務機相當,能夠滿足美國本土任何城市之間直飛的要求,已經超越了輕型噴氣公務機的概念(輕型噴氣公務機的最大航程一般在3000千米以下)。價格約700萬美元,耗油率475-490升/小時,使用成本約750美元/小時。執行典型的1850千米航段任務時,用時只有2小時22分鐘,每英里成本約2.77美元,在同類飛機中差不多是最低的。
SJ30-2采用常規的尾吊雙發正常式氣動布局,外形簡潔流暢、飄逸,富于美感而又動感十足。精心設計的氣動外形,具有出色的高速性能:中等后掠角大展弦比、梯形下單翼,采用CFD技術設計的半超臨界翼型,前緣縫翼和大尺寸后緣富勒式襟翼保證起降性能和低速性能;流線形細長機身,低阻力尖削機頭/駕駛艙;大尺寸、低阻力機翼機身整流罩;T形尾翼,大后掠角三角形垂尾,全動式中等后掠角梯形平尾;機身尾段下部有塊細長腹鰭/整流片;前三點可收放起落架,中機身下部的主起落架呈八字形,采用搖臂式結構,承載大、減振功能好。機體為高強度鋁合金半硬殼結構,大量采用整體機加件,全機零件數量大約15000項,復合材料用量較少,僅用于整流罩類部件。
標準客艙布局為5座,駕駛艙布置正副駕駛員座椅,副駕駛座椅也可供乘客乘坐。客艙截面為圓形,最大高度1.38米,最大寬度1.46米,最大長度3.81米。通過高增壓壓差設計提高舒適性,最大壓差高達8270帕,比同類飛機高約30-40%,在民用飛機中是最高的。
動力裝置為兩臺威廉姆斯FJ44-2高性能小推力渦扇發動機,單臺推力10.23千牛(1043千克力)。發動機控制系統使用電子控制裝置(ECU)。
采用霍尼維爾Primus Epic CDS綜合航電系統,主要設備包括綜合航電計算機、大氣數據計算機、三臺彩色液晶顯示器、導航系統、通信系統、氣象雷達、飛行管理系統(FMS)、增強型近地告警系統(EGPWS)、空中交通提示和防撞系統(TCAS)等,可滿足單駕駛晝夜復雜氣象條件下使用。
為了降低成本,SJ30-2飛機在設備選配上進行了簡化,如發動機采用ECU而不采用雙通道全權限數字式發動機控制系統(FADEC),不采用反推力裝置和輔助動力裝置。采用簡單的重力加油系統,而沒有采用單點壓力加油系統。航電系統采用相對落后的Primus Epic CDS系統,而沒有采用集成度更高、功效更好的洛克韋爾柯林斯Pro Line 21系統。如果用戶有需求,可以選配高性能系統/設備,不過這樣成本會增加一些。