波音737:曾经的明星机型,为何改良之路愈发坎坷?

737飞机飞了半个多世纪,成为一代名机,成为波音的印钞机,但是也背负了沉重的历史包袱。时隔7年多,马航MH370给中国人带来的伤痛记忆仍未消散。就又是一场触目惊心的空难。这一次,又是波音。

事实上,中国民航总局在全球都是出了名的谨慎。中国也是全世界航空事故率最低的国家之一。2019年3月11日,就在波音连续发生重大空难的第二天,就是中国民航总局在全球带头禁飞波音737 MAX。谁能想到,这才刚刚解禁,就又发生如此重大事故。

只能说,波音的“空难魔咒”实在太难打破。

尤其波音737系列机型,自1967年首次交付运营以来就安全事故不断,被业内称为“世界上最危险”的飞机。

据不完全统计,波音737系列客机投入运营至今,总共发生了51次事故,坠毁31架,共造成2530人罹难。最近10年,就发生了12起重大坠毁事件,造成1095人遇难。

这次空难,对本就风雨飘摇的波音公司,可谓雪上加霜。

经常在网上看到有人问,如何分辨波音的737和空客的A320。确实,现在全世界的窄体机市场,已经被这两个机型平分了。你在国内坐飞机,除非是很热门的航线,你还有机会坐到宽体机,不然你坐的飞机,要么是波音737,要么就是空客A320了。那么如何从外观上来分辨他们俩呢?网上能看到很多方法,像看机头、看驾驶舱玻璃、看翼尖小翼,都有区别,但是不大,瞅着费眼睛。

除了这些,还有一种很粗暴的方式,就是看发动机。机翼下面挂着,那么大,你再说看不见,那就是找事了。发动机如果是扁的,那肯定就是波音737。如果是圆的,就能基本确定它是空客A320。之所以说基本确定,是因为737曾经也圆过,但那都是半个世纪之前的事了。

插一嘴,严格来说,那个扁的不是发动机,发动机要旋转的,肯定不能扁。那个扁的其实是发动机整流罩,也就是发动机外面罩着那个壳子。

那737的发动机,为啥圆着圆着就扁了呢?扁了是有什么好处吗?我如果说,这个扁发动机,和前段时间几乎把波音搞死的737max空难,有一定关系,你是不是以为我开玩笑呢?

说到737max坠机,有必要再插一嘴。很多人看到737max出事被停飞,就说,哎呀波音垃圾,737垃圾,以后出门再也不坐737了。这就冲动了,737飞机是一个很大的系列,半个多世纪了。到现在,已经生产了一万多架。可以不夸张地说,波音737的更新迭代史,几乎代表了人类民用航空业的发展史。

下面讲讲为啥737的发动机,圆着圆着就扁了。要解释清楚这个问题,得从几方面说。第一,对于发动机离地高度,适航规章是有限制的,比如美国的FAA就有规定,发动机离地高度,不能低于7英寸,也就是18cm。当然这个数,是最低要求,具体到每架飞机,那就又不一样了。之所以这么规定,是因为发动机离地如果太低,容易吸进去脏东西。那进气量很大的,把什么石子塑料袋吸进去,就麻烦了。

737第一代,1967年就出来了,那个年代的发动机,还有很多是涡喷的呢。涡喷相比涡扇,要瘦很多,但是太费油。当然737-100用的不是涡喷,而是涡扇,就是刚才说的JT8D。但是这个涡扇发动机,它涵道比很小,差不多只有1。涵道比小,意味着流过发动机外涵道的空气不多,也意味着发动机最前面那个大风扇不会很大。我查了一下,它的风扇最大直径只有1.37米。

而且,六七十年代,那个时候普遍都把飞机的起落架做的比较短。当时机场设施还不行,很多机场都没有廊桥,上下飞机都用楼梯,飞机做矮点,人上下方便,装货卸货也方便。而且还有个好处,起落架一直都是飞机的软肋,怕断了,设计短一点,也更加皮实。所以,737从一出生,起落架就不长。从此,就背上了小短腿的外号。

刚开始,小短腿配瘦发动机,相当般配。但是后来呢,为了省油,发动机的涵道比越来越大,越来越胖,到CFM56,风扇直径就达到1.73米了。至于为啥说涵道比越大,发动机越省油,定性的解释,就是涵道比越大,它喷出的气就越多,温度就越低,流速也越低,转化为推力的效率就更高。





那不加长起落架咋办呢?波音这种百年巨头,有全世界最优秀的工程师队伍。他们想了个办法,既然起落架不能加长,那我把发动机下面做平点不就行了吗?这样离地高度能增加很多呢。于是,发动机就开始变丑了。第二代,737-300,连进气道都是扁的,不光丑,还一定程度上影响发动机进气。

后来,航空公司说发动机太丑了,乘客经常打电话骂娘,说这扁发动机把小孩都吓哭了。到第三代,737-800,发动机没有上一代扁了,至少进气道看着是圆的了。到第四代,老对手空客扛着发动机风扇直径达到1.98米的A320,堵在了门口,波音又慌了。

发动机越来越胖,起落架又不能加长,下面也不能做太扁,不然吓哭小孩。那咋办,眼看着发动机要擦地啊!波音这种百年巨头,有全世界最优秀的工程师队伍。他们惊喜地发现,发动机如果在机翼正下方,机翼就限制了发动机的高度,那如果把发动机移动到机翼前面,问题不就解决了吗?一拍大腿,这想法简直完美!谁也没规定发动机必须在机翼正下方啊!你看还有很多飞机的发动机装在屁股上呢。

最终,737max的发动机做的很靠前,发动机的最高点,是比机翼的最高点高的,小孩不哭了,老板也笑了。但是在这有必要插一嘴,虽然波音是一个百年巨头,有全世界最优秀的工程师队伍,但是他们也妥协了。波音用的Leap-1B发动机,相比空客用的Leap-1A和和商飞用的Leap-1C,涵道比是最小的,只有9,另外两家都是11。也就是说,CFM供给波音的发动机,也是苗条款的。不过问题不大,瑕不掩瑜,这都是小让步。

但是,后来波音发现,这种发动机前移的完美方案有个bug。737max发动机做的太靠前,导致起飞抬头时,尤其是大推力爬升阶段,发动机的推力会产生一个力矩,导致飞机绕着重心抬头,增大飞机的攻角。飞机爬升需要有攻角,但是攻角太大,会失速,会摔飞机的,很危险。

那咋办呢?波音这种百年巨头,有全世界最优秀的工程师队伍。他们给这个bug打了个补丁,给飞机的飞控系统加了个程序,叫机动特性增强系统(MCAS)。它如果检测到飞机的攻角太大,快失速了,会自动调整飞机的水平安定面,往上抬飞机尾部,减小攻角,防止失速。

这个设计,理论上来说OK的。但是,有两个问题。第一个问题,波音为了让737NG的飞行员,能够无缝衔接地去飞737max,最大程度地降低成本。故意淡化了这个系统的存在,导致飞行员都不知道还有这个功能。这就导致,一旦这个系统出问题,开始可劲儿往下压机头,飞行员根本不知道咋回事,只能一个劲的抬机头,和这个系统打架。第二个问题,这个系统设计的容错率太低,只要有一个测攻角的传感器给数据,它就开始压机头。这意味着,只要坏一个传感器,后果就很危险了。这两个问题叠加,后果就更严重了。



737飞机飞了半个多世纪,成为一代名机,成为波音的印钞机,但是也背负了沉重的历史包袱。一代代升级,一代代改进,发动机圆了扁,扁了圆,最终,小孩不哭了,老板也不哭了,但是乘客哭了。波音这种百年巨头,有全世界最优秀的工程师队伍。但是最终也没能阻止自己设计的飞机被全世界停飞,原因又是什么呢?

2018年10月29日和2019年3月10日,两架分别隶属于印尼狮航和埃塞俄比亚航空公司的波音737 MAX客机先后坠毁,导致两架客机上共计346名乘员遇难。

短短半年内,波音737 Max机型连续发生两起大型空难事故。



遇难的飞机这不是偶然事件。

波音,当然要负主要责任。自1967年首次交付以来,波音737已经成为民航史上最畅销的客机系列。面对空客的竞争,波音在737基础上推出了737 Max,以顺应小型、高效、更长航程的客机发展趋势。美国国会的报告揭露,737 Max更像是“赶鸭子上架”,在设计、制造、驾驶员训练等方面存在很多问题。



波音737 MAX的MCAS系统被认为有问题737 Max机型本身就有问题,这是导致空难发生的根本原因。更为恶劣的是,为了拿到适航证,波音公司采用欺诈手段快速通过美国联邦航空安全局的审查程序。这也将美国航空局推上了风口浪尖。

事实上,美国航空局的渎职,几乎是全方位的。埃航事故后,有航空爱好者在网上批评波音“不思进取好多年”;在知乎上“如何看待波音第10000架波音737下线”这个问题下,则有人评论:“737这种生产了几十年的老机型现在还是在担当主力,只能说现代航空的技术进步相比于那个航空航天的黄金年代来说实在太慢了。”

这种“怒其不争”的说法一度甚嚣尘上。以至于MCAS系统本身,也被一些人质疑“出身有问题”,有航空博主称,“Max系列为了省油,升级了更大的新发动机,但737的起落架太短,只能把发动机在机翼的位置往前往上移,这就造成更大抬头力矩而容易失速,波音就给Max设计了一个会让飞机自动低头的配平系统MCAS”。这种逻辑很容易让人认为MCAS是一个填补缺陷的系统。

相比于研发一款新飞机来说,对老款进行改款毫无疑问是风险和成本都更低的选择。倪路对本刊分析称,一款新飞机在设计、零部件供应链和获取适航证方面存在多种不确定风险,比如此前波音的787系列,就不断超出预期时间,为此不得不向航空公司支付高额违约金。从另一方面说,波音在737项目里累积的经验也确实是实打实的。从最早20世纪60年代的波音737-100、200,到80年代的经典型(Classical)300、400、500,再到下一代(Next Generation)737NG 600、700、800,波音经过三次大的升级,逐渐也形成了特定的航线市场。3000海里左右的中短途航线,牢牢被波音737和空客320占据着。同时,使用改款机型,意味着航空公司不用再专门组建新的机务队伍,相关的维修、培训成本都会低很多。

而且燃油经济性的提高,也意味着航程的增加。

以737Max8型客机为例,航程相较于上一代737NG的3000海里增加到3850海里。这恰恰赶上了当前航空市场向二、三线城市分散的趋势,倪路分析说:“此前空客A380停产,就是因为空客和一些航空公司错误地判断了航空业发展的趋势,他们判断航空业会越来越集中到枢纽城市,因为每天机场资源有限、优质的航班时间有限,就需要一架大飞机把这些乘客一起接走。但最终的结果是枢纽机场并没有足够的客源来支撑这种飞机的运营,航空业恰恰是朝着分散化的趋势在发展。因此比如像波音787、空客350这样200多座位的飞机就有利于像成都、深圳这样的次一级枢纽开展跨洋航线;而737Max和320neo,瞄准的是市场更大的中短途航线。”

有国内航空公司员工告诉本刊,对于航空公司,737Max简直是一架好得不能再好的飞机。国航第一次有了可以飞济南—新加坡航线的737;南航很多从乌鲁木齐出发的超过4小时的长航线则不必再经停郑州、西安 因为飞机发动机维护是以运转周期(一个起降算一个周期)而非小时数来计算的,对于航空公司来说也可以节约一大块成本。

事实上,波音737Max项目从商业上毫无疑问是成功的。截至今年1月,已有超过5000架订单,占波音客机总订单数的比重稳定保持在70%左右。737Max正在扮演为波音公司贡献现金流的角色,营业利润贡献率接近三成。

没有人想到过,对利润的追逐有没有可能越界了。

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页面更新:2024-04-06

标签:波音   起落架   机翼   空难   航空公司   客机   航线   坎坷   发动机   机型   飞机   明星   系统

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