阿奎拉的家用航空创意

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇阿奎拉的家用航空创意范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

假设有一天，飞行器普遍进入家庭，那么一个不可避免的事实是，人口密集的城市区域严重制约了起降场地，普通的固定翼飞机将难以适应。法国航空技术专家米歇尔・阿奎拉提出的Xplorair新概念飞行器，据估计，量产造价可以与汽车接近，它可以在比直升机起降场更狭小的空间里垂直起降，四分钟内垂直爬升到2 500米高度，像喷气机那样高速飞行，巡航时速200千米，最高时速可达600千米。Xplorair外部没有旋转部件，却能够稳定悬停，而油耗只有同量级直升机的一半。这不是好莱坞科幻大片里的道具，而是一款正在研发中的新式飞行器。

PX200是Xplorair项目中的一款个人飞行器，其名称PX来自Personal Xplorair缩写，200则表示巡航时速200千米。PX200外观像飞机，但没有螺旋桨，也没有显著的尾喷管，这正是PX200设计上的特色之一：该机装备有20个模块化小型喷气动力发动机，其中14个埋设在前翼中，每侧七个，前翼后缘设有喷口，其余六个位于尾部。PX200机身中部的双翼结构内有乾坤：水平飞行时提供升力；低空飞行时，机翼会产生地面效应；垂直起降时，双翼结构进行旋转，作为导流面使气流转向。

Xplorair的动力系统由单元化燃烧室与独立的压气机―涡轮系统构成。这种动力系统在燃烧机理上采用了更为高效的汉弗莱循环。说到汉弗莱循环，它的最大特点是采用等容燃烧和等压冷却方式。等容燃烧使得燃气保持体积不变，压力提升幅度大，内能大幅增加。如果把等容燃烧比作给车胎打气，那么传统喷气发动机应用的布雷顿循环的等压燃烧就相当于给漏气的车胎打气。所以，等容燃烧比等压燃烧更有效率。等压冷却使燃气膨胀得更加彻底，更加高效地利用燃气压力。形象一点儿的比方是：等压冷却相当于不放气就打开滚烫的高压锅（很危险，不要在家尝试），而等容冷却则好比先把高压锅放到冰水里降温，等锅内高压消失再开盖。显而易见，等压冷却比等容冷却威力更大。另外，汉弗莱循环独特的间歇燃烧方式一方面大大降低了燃烧的不可控性，提高了发动机的安全性；另一方面也降低了耗油率，提高了经济性。

今时今日，所有的涡喷、涡扇、涡桨发动机都建立在布雷顿循环理论之上，这些发动机的热效率一般为25%左右。美国国防部先进研究计划局的研究表明，在压缩比为17时，汉弗莱循环比布雷顿循环的热效率高15%，能达到40%左右，这意味着在理论上减少油耗30%～35%！

PX200的新概念发动机不仅能以汉弗莱循环方式工作，还能在汉弗莱循环间歇燃烧方式与布雷顿循环连续燃烧方式之间进行转换。它的发动机燃烧室通过四个旋转喷油阀门来控制工作方式：垂直起降和高速飞行时，喷油阀门处于开启停转状态，发动机以布雷顿循环连续燃烧方式工作，输出大功率；巡航平飞时，喷油阀门通过齿轮配合旋转，控制燃烧室进口和出口的闭合，发动机转入汉弗莱循环间歇燃烧方式。燃烧室后方的间歇燃烧点火器会在此时开启，增加起火能量，从而使燃烧速率增加，提高效率。因为燃烧能量跟起火能量有着密切关系，起火能量越大，燃烧越迅速，效率越高。

PX200采用模块化的动力单元和独立的压气系统，整机重300千克，配备20个动力单元，总推力3 400牛。垂直起飞状态下，发动机采用连续燃烧工作方式，可在四分钟内垂直爬升到2 500米高度，这一过程耗油15千克。水平巡航状态下，发动机采用间歇燃烧工作方式，在200千米/小时的速度下耗油率为15升/百千米。如果在水平飞行状态下转入连续燃烧工作方式，最高时速可达600千米。

PX200把燃烧室动力单元和压气机―涡轮系统分离开来，增加了机械效率和设计应用的灵活性。燃气直接从涡轮的外沿进入涡轮，冲击涡轮的同时带动另一侧的离心式压气机对从进气口进入的空气进行压缩，再将增压后的空气送往动力单元。相比传统的叶片式涡轮，PX200的涡轮更为高效，能更充分地利用燃气的内能。

常见的动力转向系统有三大类：第一类，发动机固定不动，通过矢量喷管改变推力方向，如“鹞”式战斗机、F-22和苏-35。这类系统结构紧凑，高效灵活，但是直接跟发动机燃气接触，对活动部件的热力学要求很高，且结构复杂。第二类，直接使发动机转向，比如V-22 “鱼鹰”。这种设计使得结构不受高温的限制，但是承受很高的力学载荷，尤其是振动载荷，所以至今“鱼鹰”的安全性仍受质疑。第三类，混合动力装置，如F-35，在机身中部设有提供垂直推力的升力风扇，有效弥补了前两种方案的不足，但随之而来的问题是，风扇由于在水平飞行时根本不工作，成为死重，还要占据宝贵的机身内部空间。

相比这些动力转向系统，Xplorair的动力转向系统相当简单，而且优点突出，除结构简单紧凑、灵活高效外，活动部件远离高温区域，而高温区域的部件都是几何形状简单的单体，只需要考虑材料本身的耐热性能，不用顾虑活动机构的耐热性能，对制造工艺和材料性能的要求也较低。整套转向系统由下翼转向装置和尾部转向装置组成。

巡航时，前翼吹出的气流流经中翼的上翼面，产生升力。垂直起降时，中翼90°旋转，使下翼与前翼末端喷口接触，构成平滑的导流面，燃气会沿着导流面改变流向，向下流动，同时下翼和中翼之间的空间成为吸气涵道，引入更多的气流，可大幅增加推力。与下翼转向装置类似，尾部转向装置也是通过一个可旋转的柱面改变喷口气流的流向，实现垂直起降与平飞状态的转换。

根据研制人员作的成本预算，小批量生产条件下PX200的单台成本在40 000至50 000欧元，如果大规模生产，成本可降至15 000欧元左右，也就相当于一辆中高档汽车的售价。PX200使用的先进发动机结构甚至比汽车发动机更为简单，而且可以使用生物燃料（如地沟油）。经过大量计算机模拟，在保证安全的前提下简化机身结构，降低对材料的要求，使其结构复杂程度低于汽车。PX200使用普通燃料时，在200千米/小时条件下百千米耗油15升，远低于同量级的单人直升机。

PX200对起降场地的要求很低，采用小型喷气动力单元，低油耗，造价低，具备大规模普及潜力。而且，后继多人型号将有更加广阔的应用前景。由于没有外部旋转部件，它可以抵近建筑物悬停甚至接触建筑物。在人流密度高的城市它可以作为新式警车、消防车和救护车甚至私人交通工具。在交通不便的山区和农村，Xplorair可以提高城乡之间的人口、物资流动效率，协助缩小城乡差距，加速落后地区发展。

受生活在中国的儿子影响，阿奎拉对中国很向往。在他看来，欧洲已经失去了当年的霸气，而中国却蒸蒸日上，经济的快速发展必然导致对新技术的渴求，中国会成为下一个新兴技术的火山喷口。阿奎拉希望能有机会与中国开展合作，他认为以中国现有工业水平和社会环境，完全可以在短期内实现PX200的工业化和市场化。 （责任编曾向宇）