15分鐘前
在超音速民航的熱浪尚未褪去的60年代,波音是把波音747作為超音速客機(jī)全面取代亞音速客機(jī)前的過渡來設(shè)計(jì)的。波音747作為客機(jī)的成功和長壽是波音始料未及的,所以波音最初是把波音747按貨機(jī)設(shè)計(jì)的,這樣日后亞音速客機(jī)不再有市場時(shí),可以容易地轉(zhuǎn)為貨機(jī),運(yùn)載剛開始流行的航空集裝箱。
起初,波音是把波音747當(dāng)作超音速客機(jī)之前的過渡,真正的主力是這個(gè)波音2707
波音2707的氣動(dòng)設(shè)計(jì)還改過好幾次,這是早期的變后掠翼方案
另一方面,波音707前的波音377是最后的螺旋槳波音客機(jī),泛美是主要用戶。波音377不能算太成功,也就不溫不火的樣子,只生產(chǎn)了56架就停產(chǎn)了。同期同級的洛克希德“星座”則生產(chǎn)了856架。但特里普對波音377的豪華和雙層客艙印象深刻,堅(jiān)持波音747不僅客艙要寬大,還需要雙層。這正好和波音要波音747便于日后轉(zhuǎn)型為貨機(jī)的心思一碰即和。
CX-HLS的機(jī)首球錐本來就是一個(gè)可以整體向上掀起的艏門,這是天然的貨機(jī)胚子。用作客機(jī)時(shí),當(dāng)然就簡化成固定的機(jī)首球錐了。為了保持貨艙的暢通和完整,駕駛艙依然保持在“二層樓”,形成波音747特有的“駝背”形狀。
胡安·特里普對波音377的豪華印象深刻,這是下艙,由于安全規(guī)定,不能坐人,只作豪華休息室使用。不做休息室使用的時(shí)候,也可作為行李或者貨艙使用
到了波音747時(shí)代,胡安·特里普堅(jiān)持要雙層,還是由于安全規(guī)定,上層在很長時(shí)間里只能用作頭等艙的休息室,不能載客?,F(xiàn)在已經(jīng)沒有這個(gè)問題了
波音747是第一個(gè)采用雙走廊的客機(jī),這以后成為寬體客機(jī)的標(biāo)志
CX-HLS的可上翻機(jī)頭錐保留了,正好便于貨機(jī)裝卸;作為客機(jī)時(shí),簡化成固定的機(jī)頭錐
CX-HLS是軍用運(yùn)輸機(jī),自然是上單翼,翼吊發(fā)動(dòng)機(jī)既便于維修和對機(jī)翼卸載,又離地有一點(diǎn)距離,不至于在起飛著陸時(shí)吸進(jìn)砂石。機(jī)身的多輪起落架減輕對地面的壓力,有利于在野戰(zhàn)機(jī)場起落。但作為民航客機(jī),波音747要采用輕得多的前三點(diǎn)起落架,必須改成下單翼。下單翼也可以遮蔽一點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲,改善機(jī)艙內(nèi)的舒適性。下單翼離地面近,還可以利用一點(diǎn)地面效應(yīng),增加起飛時(shí)的升力。但上單翼改下單翼可不是把機(jī)翼搬一個(gè)地方那么簡單,波音最后基本上全新設(shè)計(jì)了機(jī)翼,只是在設(shè)計(jì)原理和制造技術(shù)層面上可以和CX-HLS共享。機(jī)尾也完全重新設(shè)計(jì),把軍用運(yùn)輸機(jī)的“鴨尾巴”形機(jī)尾改成客機(jī)常見的錐形,降低阻力。但這樣一改,CX-HLS也頂多只剩下影子了。
為了大大增加每排的座位數(shù)和減少旅客上下飛機(jī)的不便,波音從一開始就打算采用雙走廊,雙走廊日后成為所謂“寬機(jī)身”客機(jī)的標(biāo)志。波音原先打算直接用CX-HLS的機(jī)身,全長雙層,上層7座雙走廊,下層8座雙走廊,但這難以滿足FAA對緊急疏散的規(guī)定,最后只好放棄上層,而加寬下層到9座雙走廊,最終進(jìn)一步加寬到3+4+3的10座雙走廊。幾十年后,A380的雙層設(shè)計(jì)也遇到緊急疏散的問題,但技術(shù)畢竟進(jìn)步了,最后解決了這個(gè)問題。
波音保留了上層的駕駛艙,不過在一開始,對駕駛艙后半到底干什么用沒有底。由于緊急疏散的要求,這里不能載客,所以開始時(shí),這里只是用于頭等艙的酒吧。
FAA要求任何客機(jī)的所有旅客必須在90秒內(nèi)全部安全地疏散離機(jī)。波音招集了560名志愿者,但第一次試驗(yàn)時(shí),用了兩分半鐘才疏散完畢,一些參試人員還在混亂中受了傷。后續(xù)試驗(yàn)總算達(dá)到90秒的要求,但有更多的人受傷。更糟糕的是,上層的旅客是身穿吊帶用滑輪放下來的,很不實(shí)用。緊急疏散的問題用了很久才解決,增加緊急疏散口,改善疏散路線,上下層之間不用盤旋樓梯,改用加寬的直樓梯,這些措施最終解決了緊急疏散問題,此后上層逐步加長,直到波音747-400的時(shí)候,上層接近全長的一半。
波音在設(shè)計(jì)中首創(chuàng)了故障樹(Fault Tree)方法,確保單一系統(tǒng)或者部件故障不至于導(dǎo)致全面故障。設(shè)計(jì)中還大量采用了冗余系統(tǒng),四臺發(fā)動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)四余度操縱系統(tǒng)中的一套,所有控制面都分段,保證有足夠的備用,這些措施極大地提高了系統(tǒng)可靠性。先進(jìn)增升裝置的大量采用更使得波音747可以在標(biāo)準(zhǔn)長度的跑道上起落,兩兩成對的主起落架在只有對角的兩組還能工作時(shí)也能安全著陸。
但波音747設(shè)計(jì)中,最大的問題還是來自發(fā)動(dòng)機(jī)。如果用波音707或B-52上用的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī),波音747至少需要8臺發(fā)動(dòng)機(jī),系統(tǒng)的復(fù)雜性和油耗都受不了。特里普對C-5上用的通用電氣TF39大流量比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的低油耗、大推力非常感興趣,但通用電氣正忙于將TF39和C-5整合,沒有多余的精力來顧及波音的需求,以TF39為基礎(chǔ)的CF6要到很多年以后才可供波音747使用,羅爾斯·羅伊斯的RB211和后來的Trent系列是更后來的事了。
由于通用電氣的產(chǎn)能不足以同時(shí)滿足C-5和波音747,普拉特-惠特尼趁虛而入,奉上JT-9,但這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性問題多多,差點(diǎn)壞了波音的大事
在CX-HLS的發(fā)動(dòng)機(jī)竟標(biāo)中落選的普拉特·惠特尼乘虛而入,奉上與TF39同級的JT-9D。問題在于JT-9D是全新的發(fā)動(dòng)機(jī),直到波音747樣機(jī)制成還沒有試飛過。TF39也是全新的發(fā)動(dòng)機(jī),但空軍對技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的承受能力和認(rèn)證要求與民航完全不同,這個(gè)差別最終給波音747計(jì)劃帶來了極大的風(fēng)險(xiǎn),波音為此幾乎砸鍋,不過這是后話。