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737家族全览:737 MAX的前世今生

由于工作原因,我飞的第一个大型机就是737-200型飞机,从新西兰航空公司拿到了737的第一个型别等级,之后工作3年后去波音迎接第一批737-700(NG)飞机并取得737NG型别等级,之后又差异了737CL经典型的737-300和737-500,以及后来的737-800型飞机。后来去日本又改了737-400,现在主要执飞737-800和737MAX8型飞机,大约飞了11000小时737,中间飞过不到1000小时的波音747-400和1000小时左右的空客A320飞机。
 
2016年,开始和几个翻译一起翻译整理《737 Technical Guide》(中文名称《精通波音737》),由于原作者Chris已改飞空客320飞机,所以今年出版的《精通波音737》主要MAX内容都是由我来添加和整理。
 
这里介绍一下波音737MAX的前世今生,主要内容来自《精通波音737》。
 
737的辉煌成就
 
以下是代表波音 737 辉煌成就的一些数据:
 
截至 2018年1月,总的订单数已经超过 15000 架!其中已经向 290 家客户交付了10000 架波音737(译者注:第9999架飞机交付给中国的航空公司)
 
每天大约有 6320 架波音 737 在运行,占当前大型商用喷气式飞机总数的四分之一。
 
2006年2月13日,第5000架波音737交付于美西南航空,吉尼斯世界纪录大全收录了波音737作为航空历史上“生产量最多”的大型商用喷气式客机。
 
每天 31%的商业飞行,由波音 737 来完成(每天约24000 架次)。
 
在 129 个国家有超过 474 家航空公司运营着波音737。
 
一天当中的任意时间,有 2000 架波音 737 正在飞行。
 
每 1.9 秒就有一架波音 737 起飞或者落地。
 
波音 737 承运了超过 184 亿人次,意味着每一个人,都至少坐过2 次波音 737。
 
波音 737 总飞行里程超过了 1190 亿英里,这大约等于地球和太阳之间往返640 次。
 
波音 737 总航班量超过了 1.89 亿。
 
波音 737 总飞行时间达到了 2.75 亿小时,相当于一架飞机不停地飞行了31400 年。
 
737原始型
 
波音 737 的创立
 
在1958年底,波音宣布设计一款双发支线客机以完善波音的客机家族。1965 年 2月,获得第一架飞机订单。随着项目的发展,波音 737成为了航空历史上最畅销的商用喷气式飞机。
 
设计师Joseph Sutter和Jack Steiner于 1964年11月开展了波音 737的设计工作。
 
在最初的设计里面,波音 737-100型是一架只有 60到 85个座位,适合航程介于100-1000海里,并且在装载系数达到 35%就可以实现盈亏平衡的小容量短途客机。但是在启动客户──德国汉莎航空公司的坚持下,最后波音 737-100的设计容量被提升到 100 座级,而其余指标保持不变。
 
在 1965 年 2 月 19 日,波音宣布汉莎航空公司成为波音 737-100 的启动用户,首批订单为 10 架,在 1966 年夏天开始总装。737-100在1967年4月9日完成首飞,共生产30架,737-200一共生产了1114架。
737原始型一共有737-100 737-200 两个主要型号。最后一架737原始型飞机1988交付给厦航注册号B2524,大约就是下面这架。
 
 
737经典型CL
 
737经典型(CL)包括737-300、737-400、737-500三个型号。
 
波音 737-300 于 1984 年诞生,延续的-200 的辉煌成就,-300 和-200依然保持着非常高度的一致性:高达67%的部件可以通用。对于已运行-200 的航空公司而言,无论是维护、备件、工具等等各方面的成本都可以降到最低。同时,无论是操纵感受,驾驶舱布局还是飞行程序,都是非常相似的,由此最小化了差异,使得使用一个型别等级混飞成为了可能。经典型是一架更安静、更大、更经济的飞机。-300 采用了大量的新设备,也沿用了为 757/767 研发的很多设计理念,包括空气动力、结构、驾驶舱、客舱等等。
 
性能:更高的升限:37000 英尺(部分737-200也可以达到37000);更大的最大起飞重量;相较于-200油耗减小20%。
 
发动机:高涵道比(5:1)的 CFM56-3,额定推力18500-23500 磅。
 
机身:前部加长 44 英寸,后部加长 60 英寸,强度更大的机身蒙皮和框架。机翼:翼展增加 11 英寸,修改了缝翼翼型,改善了襟翼和襟翼滑轨整流罩,增加了油箱容积,可以携带 16200kg(35700 磅)的燃油。
 
尾部:增加了尾部整流罩以改善不对称情况下的稳定性;由于机身长度增加,垂尾也相应加长了 30 英寸。
 
飞行操纵:相较于较轻的-200,由于使用了新式缝翼,反而减小了几节的进近速度。增加了地面扰流板,加宽了配平调整片。
 
前起落架:加长了 6 英寸并调整了位置,以保证获得与-200 同样的擦吊舱裕度。
 
主起落架:可选装 40或者 42 英寸的轮胎,强化了机轮和刹车,以平衡所增加的起飞重量。
 
驾驶舱:飞行管理系统(FMS)使用数字式一体化飞行操纵系统、自动油门、飞行管理计算机、双激光陀螺仪惯性基准导航系统、电子飞行仪表系统使用阴极射线管显示器取代许多传统仪表
 
 
新一代(NextGeneration)
 
737NG系列包括737-600、737-700、737-800、737-900等。
 
1993年 6月 29日,波音启动了波音 737-X的项目,美西南航作为波音 737-300X 的首位订单客户,签订了 63架,后来被命名为波音 737-700。与波音 737-300相比,-700加长了 9英寸(22cm),载客量增加到 149人。波音 737NG与经典型的主要区别有:
 
性能:更快的巡航速度、可达 M0.78;更高的飞行高度、可达 41000英尺;更低的起飞和进近速度、更大的最大起飞重量、更低的油耗。
 
发动机:使用FADEC控制的 CFM56-7,喷嘴倾斜了 2.5°、重新设计发动机支架、改进了发动机舱、增加了气流、降低了噪音,相较于CFM56-3 降低了 7%的油耗。
 
机身:增加了尾部可负载重量,机身与大翼连接处重新设计。
 
机翼:全新翼型设计,增加了25%的机翼面积,半翼展增加了107英寸,弦长增加了17 英寸,鲨鳍式小翼,更大的带翼肋加强的翼盒结构。
 
油箱:大翼油箱容量减小到3900公斤(8600磅),但中央油箱容量大大增加了,使得总油量可高达20800公斤(45800 磅)。(经典型只有16200 公斤/35700 磅)
 
机尾:增高 4 英尺8 英寸,垂尾插入机身部分面积达到 60 平方英尺,修改了方向舵,将方向舵封严分段,使用了数字式偏航阻尼器。
 
飞行操纵系统:增加了升降舵动力控制组件的能力,加大了副翼和配平调整片的面积,使用了新的双开缝式襟翼,新式前沿克鲁格襟翼,增加了缝翼数量和扰流板数量。
 
前轮:压缩冲程增加了3.5 英寸以加大缓冲,轮舱相应增加了 3 英寸。
 
主轮:加长了主轮支撑柱以减小擦机尾风险,一体式钛合金横梁,使用了43.5 英寸的轮胎,数字式防滞系统。
 
驾驶舱:6 块可编程式液晶显示屏幕 LCD,取代了 EFIS CRT 显示器和绝大多数传统仪表。
 
系统:电气、发动机、导航等系统有了极大的改进。
 
NG 系列相比经典型减少了 33%的部件,而且 NG 系列为与众不同的单向移动式装配线,使得生产时间大大缩短。每个月能生产21架飞机,大概13天就能装配好一架飞机。
 
 
737MAX
 
波音737MAX家族有737-7、737-8、737-9、737-10
 
MAX-8首飞于 2016 年 1 月 29 日,MAX-9首飞于2017年4月13日,于2017 年首次交付,截止 2018年1 月 1 日,共获得 4306 张订单!
 
波音 737 的替代研究项目“Yellowstone 1”在 2005 年就开展了,但在 2008 年被叫停。波音原本打算引入 787 的技术,降低 20-25%的运行成本。不幸的是后来发现只能达到大概 10%的目标。波音发言人在 2008 年表示:“我们不能直接造出一架缩小版的 787。不同的运行环境、更高的起降密度、更短的航程等等因素,都跟787的系统设计有很大冲突。”
 
 
2011 年7 月,在空客宣布选用 LEAP-1A 型发动机装配到 320 NEO 上之后的 8 个月,波音也跟着选用 CFM-LEAP-1B 型发动机装配到波音 737上,并命名为波音 737 MAX,并宣称该机型运行成本要比 320 NEO 低 7%。与更换全新发动机相比,选用同型别的发动机会大大减少认证所需的时间,不会失去相对于空客公司的市场份额,同时,选用同型别的发动机也会使得各航空公司的综合成本降低。在2013 年 10 月, 波音宣布波音 737 MAX 对比 NG 可以实现油耗下降高达 14%。
 
新的波音737 MAX家族命名规则与787近似。波音正式为MAX家族命名为波音737 MAX7、MAX8、MAX9和MAX10,对应的是波音的737-700、-800、-900和新型的加长66英寸,230座的的MAX-10。MAX家族不会出现MAX6,但会有基于MAX 8改造而成的BBJ 2 MAX型,航程预计可达6200海里。
 
2014 年9 月,波音宣布启动波音 737 MAX 200 项目。这是 MAX 8 的 200 座版本, 像-900ER 和 MAX 9 一样,在机翼后方有一对 II 型的应急出口,使得最大载客量成为了200 人。通过减薄座椅,和移除前后厨房,使得每排座椅的间隔仍然保持在30英寸。
 
波音已经在准备为2021年后推出的MAX研制一种“提升性能水平的”升级包。根据不同的MAX衍生型,尚未发布的升级包将提升1.69-2.7%的最大航程。
 
新特性包括:
 
CFM LEAP-1B 型有18个叶片风扇,机织碳纤维风扇叶片直径 69.4 英寸,作为对比,CFM56-7发动机的24个钛风扇叶片直径只有61英寸。新发动机的涵道比为9:1而老发动机的涵道比为5.1:1。CFM LEAP-1B28的额定推力为 29317磅。
 
CFM LEAP-1B 型使用新的核心机,可降低油耗11-12%,运行成本降低 7%。
 
新的发动机吊架和吊舱,相较于波音 737 NG 的 CFM56-7BE 更靠前了。
 
更新了 EEC 软件、燃油和气源系统。
 
前起落架加长了20厘米,以获得更大的发动机与地面的间隔。
 
根据加长的前起落架支柱小幅度修改了前轮轮舱。
 
使用了电传扰流板,增强了其效能、减轻了重量、缩短了着陆距离。
 
增加了升降舵卡阻落地辅助,落地姿态调节器和紧急下降的减速板功能。
 
重新设计了尾椎形状,降低了大约 1%的油耗。
 
选用了机翼上方下方都有翼型的复合新式小翼。
 
大幅度提升了结构强度(往下看为什么)。
 
机载网络系统(ONS)。
 
驾驶舱显示采用了 4 块横向排列的 15.1 英寸 LCD 显示器。
 
采用新型电子引气系统,更好地补偿优化座舱压力控制和防冰系统增加的需求,有效地降低了油耗。
 
还在考虑中的生态改善计划包括:小分裂式襟翼、可变面积扇形喷嘴、自适应后缘、飞行航径优化和再生燃料电池。
 
MAX比其相对应的NG重约3000公斤。这是因为安装了LEAP-1B发动机,每个发动机比CFM56-7重385公斤。这个额外的重量要求更大强度(因此更重)发动机支柱、机翼、机身和起落架。这种补偿强化的结果是操作重量(MTOW、MZFW等)增加了3175公斤。
我飞过的这架737MAX驾驶舱图。
 
以上全文摘自《精通波音737》,中文版权归Chris和陈建国共有,谢绝任何商业用途。
 
能确定的ET302空难是空中失控
 
截止目前没有直接证据能说明此次ET302空难的是什么原因引起的空中失控,关于此次埃塞俄比亚空难的信息目前确认的信息有以下:
 
1.飞机起飞后遭遇操纵困难,机组要求返场。
 
2.飞行数据显示飞机遭遇爬升,下降、再爬升、再下降,这种反常操作。
 
3.飞机最后数据显示飞机超出正常飞行速度。
 
4.飞机坠毁现场显示飞机最后高速坠毁状态。
目前没有任何证据表明和哪一种故障直接相关,有可能是和狮航一样的MCAS,也有可能是空速系统故障、也有可能是飞机遭到破坏,也有可能是其他不为人知的设计问题。
 
现有证据不足以得出任何一个直接的结论,所有的推断都是猜测,还有网友发出带氧气的视频,实际为宽体机视频,并非为该航班。
 
黑匣子已经得到,相信2-3天内就会有一个初步的调查结果,所有基于目前现象的推断都是不一定正确的,一切静待黑匣子数据揭秘。
 
目前没有任何直接的,官方的信息可以确定事故的原因。 我国已经禁止该型号飞机进行商业运营,所以大家大可放心选择国内航空公司航班。
 
关于ET302航班飞机失事的报道请参加以下文章。
 
 
作者简介:陈建国,AOPA飞行技术分会会长,飞行圈创始人,资深飞行员,曾在全球8家航空公司(国内4家,国外4家)执飞过737原始、经典、NG和MAX系列,波音747-400,空客320等机型,爱飞行文化公司董事长,出版发行飞行圈精品书目9本。
 
文章原载于“华人飞行圈”(Air-League-CN)微信公众号(2019年3月11日)
 
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