漫談螺旋槳客機

李會超

曾幾何時，螺旋槳飛機曾經(jīng)占據(jù)了整個地球的天空。從零式、野馬等靈活的戰(zhàn)斗機，到C-3、B-29這樣的龐然大物，使用螺旋槳的發(fā)動機為它們源源不斷地提供飛行的能量。后來，為了追求更高的速度，航空界又發(fā)明了渦輪噴氣發(fā)動機和渦輪風扇發(fā)動機，使民航業(yè)跨入了噴氣時代。如今，我們在任何一個繁忙的大型機場看到的飛機，大都使用的是渦輪風扇發(fā)動機。然而，螺旋槳這種驅(qū)動方式并沒有被完全丟棄。在民航界，使用螺旋槳發(fā)動機驅(qū)動的支線客機仍然發(fā)揮著重要的作用。

螺旋槳發(fā)動機與支線航空

螺旋槳的基本原理和我們家中使用的電扇類似，通過葉片與空氣的相互作用來改變空氣的運動狀態(tài)。根據(jù)作用力-反作用力原理，當空氣在螺旋槳的作用下向后運動時，螺旋槳也就獲得了向前的反作用力。除了通過這個途徑獲取動力外，螺旋槳葉片的形狀使得發(fā)動機在工作時，螺旋槳后方的氣壓比螺旋槳前方的氣壓高，氣壓的差異使發(fā)動機獲得了另一部分動力。早期的螺旋槳發(fā)動機使用與汽車發(fā)動機相似的活塞驅(qū)動，而現(xiàn)代大型螺旋槳發(fā)動機基本都采用了渦輪驅(qū)動，來獲得更高的效率與功率。

相比于渦輪噴氣式發(fā)動機和渦輪風扇式發(fā)動機，渦輪螺旋槳式發(fā)動機最大的外觀特點是從發(fā)動機中間延伸出去的幾片修長的葉片。當飛機的飛行速度達到0.6馬赫左右時，流過螺旋槳葉片附近的空氣可能會接近聲速，出現(xiàn)音障現(xiàn)象，飛行速度不能再進一步提高。使用噴氣式發(fā)動機的亞音速民航飛機，航速可達0.8馬赫以上。在速度上的先天劣勢是螺旋槳發(fā)動機逐漸被淘汰的原因。但是，如果飛機的飛行任務要求飛機必須長時間以較低的速度飛行，螺旋槳發(fā)動機的效率反倒要好于噴氣式發(fā)動機。同時，使用螺旋槳發(fā)動機的飛機，對機場跑道與其他配套設施的要求比使用噴氣式發(fā)動機的飛機低，從而能夠在一些相對比較簡陋的機場降落。如果計算發(fā)動機造價、油耗費用等使用成本，螺旋槳發(fā)動機也要比噴氣式發(fā)動機更加經(jīng)濟。

連接中小城市、距離較短的航線，客流量一般也不火爆，這類航線被統(tǒng)稱為支線航空。在航空業(yè)比較發(fā)達的國家，支線航空是干線航空的重要補充，可以方便中小城市的乘客出遠門。在一些交通不發(fā)達的國家，支線航空甚至是一些偏遠地區(qū)出行的唯一選擇。采用螺旋槳發(fā)動機的飛機因為成本低、對機場的硬件條件要求不苛刻，很快就在支線航空的競爭中占據(jù)了一席之地。在國際上，比較著名的螺旋槳支線客機有龐巴迪沖8、A-TR72等型號。在軍用運輸機運7的基礎上，我國的飛機研發(fā)機構(gòu)通過采用大量西方成熟的民航技術(shù)與設備，對運7進行了一番改動，推出了新舟60型飛機。與運7相比，新舟60的舒適度、經(jīng)濟性等指標均有較大改善。新舟60大量采用集成國外技術(shù)成熟的部件，將原來的國產(chǎn)發(fā)動機替換為普惠公司PW-127J型渦槳發(fā)動機，將螺旋槳葉片替換為美國漢密爾頓公司247F-3型低噪聲四葉螺旋槳。按照民航飛機設計要求，科研人員對駕駛艙內(nèi)操縱系統(tǒng)、電子設備、警告系統(tǒng)、儀表板和操作臺等進行了全新配套設計，駕駛艙的自動化程度有了不小的提升，還具備了自動駕駛和盲降進近的能力。在這樣的改動下，雖然整個飛機的國產(chǎn)化程度降低了，但能夠更好地適應民航客戶的需求，提高飛機的競爭力。

體驗螺旋槳支線客機

乘坐螺旋槳客機到底是怎樣一種體驗呢？為了回答這個問題，作者購買了一張」R1601航班的機票，親身乘坐了從石家莊正定機場飛往天津濱海機場的航班。這次航班使用的飛機就是新舟60，飛行距離只有384千米，飛行時間也只有1小時左右，但“麻雀雖小、五臟俱全”，飛機在爬升、平飛和降落階段的感覺都能體驗到。

新舟60的載客量只有50到60人，機艙的寬度比大中型噴氣式客機小，起落架離地的高度也更低。因為個頭比較小，航站樓的廊橋不能與飛機連接，乘坐這次航班的乘客必須由擺渡車運送到遠機位登機。同樣因為飛機機艙尺寸較小，在客艙之下已經(jīng)沒有足夠的空間設置貨艙，乘客托運的行李是儲存在飛機尾部的。飛機只有一個尾部的艙門可以上下乘客。機艙中的經(jīng)濟艙座椅按照每排4個設置。

即便是這么小的飛機，居然也設置了兩個頭等艙座椅。和一般客機將頭等艙設置在機艙頭部不同，新舟60的頭等艙設置在機艙尾部。這一方面是為了讓頭等艙的乘客從飛機尾部上飛機后能盡快落座，另一方面飛機尾部的噪聲也相對較小。經(jīng)濟艙內(nèi)座椅之間的間隔還比較理想，像作者這樣人高馬大的大塊頭坐進去之后，也并不覺得十分擁擠。狹窄的機艙還是會造成一些不便，客艙過道兩邊的行李架不能同時打開，否則蓋板就會擠到過道上的旅客。

支線飛機的個頭兒小、重量輕，在飛行過程中受到氣流顛簸的影響也就更明顯。本次航班在離地爬升的一段時間里，作者交替地感覺到了超重和失重，像坐過山車一樣。在天津濱海機場降落前，飛機穿過了一片云層，這種過山車的感覺在穿云過程中更為明顯。飛機在巡航高度飛行時，就比較平穩(wěn)了。螺旋槳發(fā)動機的噪聲比噴氣式飛機的噪聲要大一些，但也還可以忍受。考慮到支線飛機的飛行時間一般不長，稍微大一些的噪聲不會給乘客帶來太多困擾。

這次航班的乘客中有幾位一同出游的天津乘客，他們送給了新舟60—個貼切的昵稱：“空中夏利”。的確，新舟60客機就像夏利車一樣，雖然乘坐條件相對簡陋，但可以將中小機場的乘客安全快捷地送到目的地。目前，新舟60的改進版新舟600已經(jīng)被設計出來。未來，它將和國產(chǎn)大型噴氣式客機C919、支線噴氣式客機AR」21—起，共同撐起國產(chǎn)客機的一片藍天！