人民的名义全部演员表:自制飞机需要多大马力的发动机？

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       首先说明，本文只代表个人观点，不作为任何自制飞机行为的依据，如有引用，后果自负。

       本文的讨论只针对具备基本飞行性能的，采用内燃机配合螺旋桨为动力源的超轻型飞机，至于高性能飞机、甚至专为特技表演设计的飞机，对大多数个人的能力来说都是遥不可及的，本文不予讨论。

       你的飞机竣工了，工艺品一般的招人喜爱。可要让她顺利飞起来，发动机是不可或缺的。但，多大马力能飞起来呢？

我们先温习一下马力的定义：1马力=735N/M，约等于75公斤/米/秒，也就是1马力可以把75公斤重量在1秒钟内提升1米。

接着看看你的飞机的升阻比，一般一战后期的飞机可以做到10。带螺旋桨整流罩，采用梯形机翼的二战飞机由于速度的提高，也在10左右。现代的歼击机亚音速时基本也可以达到10（速度越高时升阻比变的越差）。自制飞机的技术含量和外形，差不多和一战飞机类似，一般可达到10【超轻型飞机手册里的样机，绝大多数升阻比大于10】，那么，假设你的飞机最大起飞重量是200公斤（飞机115公斤，不超过国家有关超轻型飞机规定，驾驶员体重最大85公斤公斤），那么，在升阻比为10的情况下，需要20公斤拉力，再根据翼型表查你的翼型和面积在多高速度能产生200公斤升力。比如最低离地速度36公里可以产生200公斤升力【超轻型飞机手册里，大多数轻机失速速度在35公里左右】，那么合10米/秒，也就是最低需要20公斤拉力在每秒10米的速度就能保证飞机平飞，也就是需要2.67马力能保证平飞。计算进螺旋桨效率，合理的手工浆在效率80％以上，保守取0.7左右那么2.67÷0.7=3.8马力，也就是你的飞机需用3.8马力发动机，就可以载85公斤公斤驾驶员保持平飞。

       当然，这只是保持平飞所需要的功率，最重要的是起飞所需用的功率，简单的说，起飞功率就是平飞功率加爬升功率，大多数超轻机爬升速率在每秒1米以上，如果取每秒1米，那么200公斤每秒1米就又是2.67马力，通过螺旋桨0.7的功率因数，需要3.8马力，那么平飞功率3.8马力加爬升功率3.8马力等于7.6马力，算起来7.6马力发动机就可以满足起飞和巡航的要求了。

       至此还没有结束，还有需要消耗功率的地方——那就是轮胎与地面的摩擦。这个不容易计算，我们尽量选择降低摩擦的方式，比如选取较平整的跑道，采用摩擦力较小的窄轮胎，那么这时需用功率大约与1.2千瓦的电动三轮车差不多，1.2KW电动三轮车总重200公斤时，最高速度可以达到40多公里每小时，【如果是宽轮胎越野飞机，坑坑洼洼的跑道，轮胎摩擦消耗功率大的惊人，这种方法我们不予讨论】，那么1.2千瓦约等于1.63马力，同样这1.63马力要通过功率因数0.7的螺旋桨输出，那么输入功率就是2.3马力。

        至此，所需用的基本功率都有了，3.8马力平飞功率，3.8马力爬升功率，2.3马力起飞滑跑轮胎摩擦功率，加起来是9.9马力，如果你的超轻型飞机设计、制造的还算合格【只需合格，不是优秀】那么9.9马力就可以满足基本的滑跑、起飞、飞行要求了，当飞机离地后，轮胎摩擦消失，余下来的2.3个马力还可以帮助爬升。

       曾有某航空论坛的某网友推算，只有12KW（16.3马力）的发动机，才能维持超轻机真实环境下的平飞，认为只有达到25~30马力才比较合适。在这里提一点不同意见，16.3马力用于超轻机，功率已经远远超过维持平飞了！如果16.3马力仅仅“才能维持真实环境下的平飞”，那么这个超轻机的气动效率实在是太低了，已经低到不实用了。

下图为这位网友的观点

显然，这位网友的指标都定的太高，比如230公斤的起飞重量，如果作为单人超轻机显然是太重了，假设驾驶员体重80公斤，空机重量就达到了150公斤，已经超过116公斤国家规定的上限，不属于超轻型飞机范畴，应属于小型飞机了。还有巡航速度高达72公里每时，无形中增大了对功率的需求，如果巡航速度减小至51公里每时，需用功率就会下降一倍，如果设计巡航速度只有36公里每时，那么需用功率就只有72公里时的4分之1了。事实上，对于没有任何飞行经验，靠背飞行口诀去驾驶飞机的人，选择良好天气，能以36公里的速度巡航，能有低至20多公里的失速速度会比较安全、会更适合飞行与起降。

       下列例子中的两种国外机型，功率大的一种仅仅才12马力，而且还能保证一定的飞行性能。

       如果只是在良好的天气里低空体验飞行，进行较短时间的爬升，较长时间用来迂回、巡航的机型，那么上述计算功率完全可以满足要求。国外成熟机型里面，依这个理念设计，比较成功的超轻型飞机有8马力的“飞行自行车（flybike)”，12马力的木结构的“木盒子（woodhopper）”等等。在这里有必要提一提“woodhopper”，也许有的朋友会认为“woodhopper”很难看，说它“简易、粗糙”，怀疑它“能飞吗”？但它仅仅搭载12马力发动机，就可以实现短短的25米距离内起飞，带一对3米大水靴都可以实现水上起飞，可见它所需功率并不大。并且“woodhopper”获得EAA的认可和商业销售许可，多年来保持了较低的事故率。 上述两种飞机的共同特点是大翼面积，低翼载，低起飞总重量，低起飞、飞行速度，这些特点加起来，成就了小功率可以进行较短距离起飞与良好的飞行。

12马力的woodhopper水上起飞

‍       减小动力可以从以下途径挖掘：1减小阻力，包括翼型阻力与压差阻力。2选择高强度、低重量材料，减轻起飞总重量。3加大翼面积、减轻翼载荷以利低速起飞。其中1、2条是有限度的，不可能把飞机造成锥子，因为升力体有截面积，压差阻力总是存在，更不可能硬把体重减到50公斤。

       在功率有限的情况下，只有增大翼面积，降低飞行速度来减小需用功率，因为翼面积越大，翼载荷越低，同样功率时，起飞重量越大。理论上讲，这个途径是无限大的。事实上莱特兄弟就是这么巧妙做到的，那时，莱特兄弟的飞机连同飞行员在内，最大起飞重量达到360公斤，动力却只有12马力，每马力需要产生30公斤升力！但是依靠48平方米的巨大翼面积，和只有7.5公斤每平方米的翼载荷，还有直径巨大的低速螺旋桨，还是成功的飞行了59秒260米。

        人力飞机在减小功率这方面做到了极限，采用碳纤维材料和塑料薄膜等高强度轻质材料，流线外形，特别是采用大面积大展弦比的机翼，以满足低速起飞、飞行所需升力。人的长时间功率只有0.4马力，人力飞机最大起飞重量不超过100公斤（含人），所以飞行速度只有每秒几米。倘若给人力飞机装上哪怕只有1马力的10CC航模发动机，也足以流畅起飞和飞行。但是这种飞机特别怕风，3级侧风便可以引起严重偏航。

人力飞机

        好多个人制造的飞机飞不起来，究其原因，多半不是马力不够大，而是结构不合理，气动外形不佳。换个马力十足的发动机，可能勉强飞的起来了，不过那属于“霸王硬上弓”了，没有意义，如果是失败的结构、外形设计，甚至再大的马力也飞不起来。只有进一步优化结构，合理减轻重量，多途径提高气动效率才是正确的努力方向。

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