波音和亨利·福特:B737如何生存至今并成为世界上最受欢迎的飞机

小堂大梦 2024-08-15 01:54:12

1958年底,波音公司宣布启动双引擎客机项目,这应成为全球喷气民用航空的一个新词。当然,我们谈论的是波音 737。

当时,707已经投入批量生产,波音727的图纸正在准备中。

B 737 的第一笔订单于 1965 年 2 月到来,创造历史上生产最广泛的客机的项目开始了。

过去几十年来,波音 737 已成为全球最畅销的客机。

全球机队的四分之一由波音 737 组成。

2006年2月13日,波音公司向客户交付了第5000架B 737,并于2018年3月13日向客户交付了第10000架B 737。

如今,全球超过 30% 的客运航班由波音 737 飞机执飞。

100 多个国家的约 350 家航空公司运营波音 737。

在任何特定时间,大约有 3,000 架波音 737 飞机在空中飞行,机上载有 50 万名乘客。

全球每 1.5 秒至少有一架波音 737 起飞或降落。

波音 737 飞机已载运约 200 亿名乘客,就好像地球上的每个人都至少坐过两次飞机一样。

波音 737 飞机飞行了如此多的公里数,可以从地球到太阳来回飞行 600 多次。

波音 737 飞机已执行约 2 亿次航班。

波音 737 飞机已累计飞行超过 2.5 亿小时,这一壮举需要一架飞机花费 29,000 多年才能完成。

一切开始的地方

照片:麦道 DC-9

波音公司希望制造一款能够与现有 Caravelle、BAC One-11 和麦道 DC-9 竞争的短途喷气式飞机。美国的DC-9正在准备飞行,英国的1-11正在成功进行飞行测试项目,法国的Caravel已经飞行了5年。波音公司急于迎头赶上,1964 年 11 月,设计工程师约瑟夫·萨特 (Joseph Sutter) 和杰克·斯坦纳 (Jack Steiner) 开始设计 737。

最初的 1964 年版本拥有 60 至 85 个座位​,航程长达 1,600 公里,盈亏平衡阈值负载至少为 35%。经过与首发客户德国汉莎航空的谈判,载客量增至100人,但航程保持不变。

发动机应该安装在哪里?

也被认为是波音 747 之父的约瑟夫·萨特 (Joseph Sutter) 意识到,B 737 正在与竞争对手 Caravelle、BAC One-11 和 DC-9 进入同一市场,它需要一个“噱头”来给市场带来惊喜。

有一天,萨特坐在办公桌前,拿起剪刀从图纸上剪出了波音 737 设计的轮廓,该机型有 T 型尾翼,发动机位于后部。为了寻找更好的布局,他开始重新布置发动机。如果您尝试将它们安装在机翼下方的吊架上(例如 707),那么在 737 较短的机身上,它们将阻挡通往主客舱门的通道......

照片:波音 707

然后我想到了一个想法:与其将发动机与机翼分开安装在塔架上,为什么不将它们刚性地安装在机翼本身的底部呢?

这样的设计有很多优点:减少阻力、更好的空气平衡、显着减少机舱后部的噪音、更多的侧门空间、更容易接近发动机进行维护以及最少的燃油供应和排放管线。此外,新方法还可以减轻 700 公斤的重量。

另外,根据计算,机翼本身的负载应该也大幅减少。但这一优势显然被高估了,在静态测试中,机翼无法承受最大​​载荷。结果,它们必须重做。

照片:波音 720

该设计的缺点是尾部尺寸必须大幅增加。此外,还有人担心低置发动机会从地面吸入大量碎片。确实,实际上它们并没有得到证实 -波音 720的发动机低于 737,运行了四年没有任何问题。

新旧已被充分证明

Jack Steiner 对 B 707 的开发做出了贡献,并且是 727 的首席设计师。正是他想出了在 737 上使用 727 的大部分想法的想法,例如,保留相同的机身直径。这不仅因设备标准化而节省了成本,而且在有效载荷方面也具有优势 - 连续 6 个座位,即比 DC-9 或 BAC 1-11 多一个,并且能够运输标准尺寸的货物主甲板上的集装箱。内部更加宽敞,波音可以使用727和707飞机上的标准设备,例如卫生间和厨房。再加上行李舱的大容量,开启了以货运版本操作飞机的可能性。

许多老旧的 737 飞机仍在改装以运载商业货物,而竞争对手早已退役。

杰克·斯坦纳 (Jack Steiner) 和约瑟夫·萨特 (Joseph Sutter) 被命名为 737 型专利

事实上,737 是 727 的 60%,包括门、短舱、客舱布局、航空电子设备、配件。反过来,727 具有与 707 类似的功能,这意味着 737 的某些功能早于 20 世纪 50 年代初。

标准组件的使用使得设计和生产过程变得更快、更便宜,也帮助飞行员更容易地转用新型飞机。

硬币的另一面是飞机的人为老化问题,直到 30 年后新一代飞机的出现才真正克服了这一问题。

1965 年 2 月 19 日,波音宣布推出 737-100,汉莎航空成为第一家向这家美国制造商订购 10 架飞机的外国航空公司。大会于 1966 年夏天开始。

驾驶这架飞机是一种享受

照片:波音 737-100

波音 737 于 1967 年 4 月 9 日首飞,距该项目启动仅两年。波音公司飞行运营副总监布莱恩·韦格尔(Brian Weigle)被选为机组指挥官,首席试飞员卢·沃利克(Lew Wallick)成为副驾驶。从波音机场飞往潘恩机场的飞行持续了两个半小时。落地后,韦格尔难掩激动:“乘坐这架飞机很高兴。”

密集的飞行测试仍在继续,第一个月原型机飞行了 47 小时 37 分钟。很快,包括第一架 B 737-200 在内的六架飞机被纳入认证计划。他们总共在空中度过了 1,300 个小时。在此期间,对设计进行了许多更改,例如对主起落架机翼的充气气动密封件进行了测试。然而,它们很快就被普通的——现代橡胶的——所取代。

最终于1967年12月15日收到了型式证书。

照片:波音 737-100 的驾驶舱内

波音737-100长28.65米,可容纳115名乘客,重量仅为42,411公斤,是现代B737-900系列重量的一半。最初选择的动力装置是普惠 JT8D-1,但当与汉莎航空的谈判完成时,JT8D-7 已经投入使用。它在更高的环境温度下产生了相同的推力,并成为第 100 个型号的标准配置。

为美国宇航局服务

该测试原型后来被转移到 NASA 并定期参与实验,直到 1997 年。目前它在波音机场永久展示。

这架 NASA 515 在乘客舱内安装了功能齐全的第二舱。在大多数实验飞行中都使用了这种方法。作为控制系统,我们尝试了原始的波音方向盘和现代的侧操纵杆。我们测试了多种设备配置,这使我们能够解决有关人体工程学、显示布局、颜色组合和符号的大多数问题。

两个还是三个?船员问题

照片:波音 737-200

波音 737 成为该公司第一架在驾驶舱内配备两名机组人员的飞机 - 之前的所有飞机都配有飞行工程师的座位。这确实是必要的,因为早期客机的特点是复杂的“手动”控制和较低的可靠性。

由于工会捍卫飞行工程师的权利,裁员问题在 20 世纪 50 年代末陷入困境。他们引发了一场为期四个月的高调罢工,最终推迟了新的政治决定。

为了最终确定这架飞机是否可以由两名飞行员安全操作,有必要在繁忙的波士顿-华盛顿航线上组织演示飞行。 B 737 的驾驶舱内有一名美国联邦航空局飞行员和一名波音飞行员。他们在 6 天内完成了 40 个循环,包括复杂进近、复飞、偏航、模拟仪器故障和机组人员失能。

最终,1967年12月,美国联邦航空局发表声明,宣称“这架飞机可以由至少两名飞行员安全操作”。

有趣的是,即使在 FAA 宣布这一消息之后,美国航空、联合航空和西方航空仍继续使用三名飞行员运营,直到 1982 年。

“儿童疾病”和生长问题

照片:波音 737-200

第一架波音 737 于 1968 年 2 月 10 日进入汉莎航空机队。尽管在运行过程中时不时地出现技术故障,但每个人都对其可靠性印象深刻。

辅助动力装置在负载下有关闭的倾向,结果证明这是恒温器的故障。

结果发现,发动机启动阀被跑道上的沙子堵塞,通过使用更精细的过滤器可以纠正这一问题。

也许最大的问题是由内置的固定梯子引起的,它的折叠和展开方式很复杂。

照片:波音 737 固定楼梯

2005年,两家英国波音737运营商决定取消其机队中的所有此类桥梁,以避免乘客登机和下机的延误、额外的维护成本,并为每架飞机减轻177公斤的重量。

还注意到前起落架的腐蚀以及进气和液压系统的问题,但这些问题都在接下来的几年中得到了纠正。

B 737 历史上的关键日期:

1964年5月11日为正式设计开始日期;

1964 年 11 月 9 日 - B 737 计划启动;

1965 年 2 月 19 日——德国汉莎航空公司的第一笔订单;

1965 年 4 月 5 日——美国联合航空收到第一笔 737-200 订单;

1967 年 4 月 9 日——波音 737-100 首飞;

1967 年 8 月 8 日——波音 737-200 首飞——生产的第五架波音 737;

1967 年 12 月 15 日 - 737-100 和 -200 获得 FAA 认证。

Conveyor:波音 737 是如何使用福特方法组装的?

波音 737 - 271 的第一批复制品是在西雅图工厂制造的。然而,由于 1969 年所有波音机型销量下降以及大规模裁员,公司决定将 707、727 和 737 的生产集中在距离机场仅 8 公里的伦顿。 1970 年 12 月,第一架在伦顿制造的 737 飞机起飞,此后所有波音 737 飞机都在那里组装。

空中客车公司表示,其单通道 A320 在技术上优于其美国竞争对手,因为波音公司基于近 40 年前的设计建造了新一代 - 第一架 737-100 是在 20 世纪 60 年代中期建造的。

波音反驳称,下一代 737 比 20 世纪 80 年代投入使用的 A320 更先进。

自 1966 年第一架波音 737 制造以来,制造过程发生了很大变化。主要区别在于,737 不再是在单个机库的不同地点分阶段组装,而是在类似于汽车制造的装配线上组装。

一百多年前,亨利·福特将装配线技术引入汽车行业。当传统生产 717 和随后的 737 投入生产时,波音成为第一家使用这一概念的商用机身制造商。移动生产线有助于减少装配时间,还可以降低仓库程序的成本,最重要的是,降低产品本身的成本。

该生产线以每分钟 5 厘米的速度连续移动,仅在轮班之间和出现严重问题时停止。地板上有为员工提供正确计时的信息图表,帮助每个人评估工作进度和节奏。

机身在堪萨斯州威奇托的波音工厂组装。在这里,弓连接到中部和尾部。完成的机身被吊装到火车车厢平台上,并通过火车运输 3,700 公里穿越整个美国。

2014年7月3日,一列运送机身前往伦顿总装厂的火车在蒙大拿州坠毁。结果,6栋波音737飞机受损。其中三人顺着陡峭的河堤滑入克拉克福克河。波音公司在履行其义务方面遇到了很大的问题,因为按照目前的速度,该公司每三个工作日生产六架波音 737 成品飞机。

此次脱轨事故并不是铁路上的第一起事故。 2011年,一场龙卷风将两架波音737机身从一辆途经内布拉斯加州的火车上撕下来。第二年,另一场龙卷风造成的破坏迫使 Spirit 的威奇托工厂关闭一周。风暴撕毁了工厂的部分屋顶,但没有对下面的机身结构造成任何损坏。精神花了大约一个月的时间才完全康复。

几周后,机身在蒙大拿州被拆除并打包。当地一家废金属收集和回收公司将一台用于粉碎汽车的便携式压机带到了坠机现场,并将六架波音 737 机身变成了大型金属立方体。

总装车间

当火车到达伦顿工厂时,机身被转移到一个大型手推车上,并被带到总装车间,在那里花费大约 13 天。

在第一阶段,工厂工人沿着机身内壁铺设绝缘材料,然后为未来的飞机配备电线和管道。

高架起重机将尾部悬挂在7米高的位置,以便将其固定在船体上,这是安装起落架和双翼的地方。空白开始看起来像真正的衬里。在此阶段,波音 737 可以在工厂车间独立行驶,并在移动生产线——传送带上占据一席之地。

接下来,安装地板和厨房,并开始功能测试。在测试过程中,飞机的加压水平与28,300米高度相同,是实际飞行高度的两倍多。检查人员随后检查机身是否有泄漏。

在另一项测试中,大型黄色千斤顶举起一架 70 吨重的飞机来测试起落架系统。

当飞机接近装配线末端时,内饰——座椅、盥洗室、行李架、天花板、地毯等——就完成了。

就在波音 737 离开装配车间之前,机械师正在安装发动机。

组装完成后,每架新飞机都会被运送到波音国际机场,并根据客户规格进行喷漆和装备。

一架波音 737 需要大约200 升油漆- 大约增加 136 公斤的重量。

该飞机现已准备好进行试飞,这是确保波音 737 能够容纳乘客的最后一步。在波音试飞员进行所有必要的操作后,客户航空公司的飞行员将被允许“驾驶”。

测试完成后,全新的波音 737 将迎来新主人的掌声。

另一架飞机将被添加到全球飞行的 737 飞机名单中。

乔治敦的 PATS 拥有补充型号证书 - STC 证书,因此为公务航空安装了额外的油箱、机翼、卫星通信和特殊内饰。

据波音称,现代化的 737NG 由 60 万个零件组成,包括螺栓、铆钉和其他紧固件,以及 58 公里的电缆。

计划和实际情况

2005年

世界上最受欢迎的商用飞机 737 现已在该公司位于华盛顿州伦顿的工厂组装完毕,仅需 11 天。这比 1999 年底减少了 50%。

几年后,装配时间从 11 天(5,500 工时)减少到 8 天(4,000 工时)。 737MAX 的产量从 2005 年的每月 31 架增加到 2014 年的 42 架,到 2019 年达到每月 57 架。

原计划到 2020 年将送货数量增加到每月 60 件,到 2021 年增加到每月 63 件,但 MAX 禁令和 COVID-19 大流行让这些希望破灭。

2023年4月11日,波音宣布新目标:到2024年6月将MAX产量增加到每月47架,到2025年1月增加到每月52架。

“在繁忙的市场中,人们很容易屈服于以任何价格向想要购买的人出售东西的冲动,从而导致生产系统破产。很难说“对不起,我们已经卖完了”。

自 1966 年以来,波音 737 的生产仅停产过两次。

第一次是由于 2008 年 9 月举行的为期八周的罢工,有 27,000 名工人参加。此次行动使波音公司损失了 18 亿美元,并影响了所有型号。

第二个案例发生在最近的2019年12月,当时MAX因停产而暂停生产。结果,累计有400多架未完工的飞机没有交付给客户。

2020年,美国联邦检察官办公室开始对该工厂的违规行为以及波音公司自身遵守生产标准的情况进行调查。调查发现,在存放的接受检查的 MAX 飞机中,约有一半是工人留下的碎片、工具和抹布。这一发现导致了彻底的内部调查和更严格的工作纪律。

波音公司传统上会在每年圣诞节和元旦之间的一周关闭其装配厂。

波音 737 的实际制造地是哪里?

照片:波音 737-700

大多数波音 737 飞机不是由波音公司制造,而是由美国以及世界各地的第三方制造商制造。原因包括劳动力廉价导致生产成本降低、拥有所需资质的专家以及鼓励其他国家购买波音产品等。

外包 B 737 零部件:

机身、发动机短舱、反向装置和外挂架 - Spirit AeroSystems,美国。

缝翼和襟翼 - Spirit AeroSystems,美国。

门——美国沃特飞机工业公司。

剧透——美国古德里奇公司。

垂直稳定器 -印度塔塔波音航空航天公司。 (原由中国西安飞机工业公司生产)。

水平稳定器 - 韩国航空航天工业公司,韩国。

副翼 -马来西亚亚洲复合材料制造公司。

方向舵 - 庞巴迪贝尔法斯特及其子公司中航成飞商用飞机有限公司 (CCAC),中国。

尾部(铝型材) - 美国铝业/上海飞机制造,中国。

主起落架门 -台湾航天工业发展公司。

内部襟翼——越南三菱公司。

电梯——日本富士。

储物柜——日本川崎。

前门和机翼紧急出口 - 成都飞机,中国。

机翼和尾翼整流罩面板 - BHA Aero Composite Parts Co.有限公司,中国。

Spirit AeroSystems于2005年出售给波音公司,但由于质量问题不得不于2024年退回。正是制造缺陷导致 B 737-9 在飞行中中门丢失 - 事实证明,只是有人“忘记”拧紧了几个螺栓。事件发生在1月5日至6日晚。阿拉斯加航空一架波音737 MAX 9飞机在约5公里高空,机身一部分坠落并发生减压。这架飞机的紧急出口门被撕毁,被迫降落在波特兰机场。 171 名乘客和 6 名机组人员没有受伤。

由于交付量高且生产成本相对较低,到 2010 年代中期,B 737 和 A320 已成为“摇钱树”,并在资助开发更大、技术更复杂的飞机(例如波音787 梦想飞机和空客 A350。

与此同时,空客和波音都预计未来20年窄体飞机的需求将超过2万亿美元。

有些乘客不喜欢乘坐新型波音 737,尤其是长途航线。他们确信,对于四到五个小时的飞行来说,机内设施太少了。

“这样方便吗?事实上,不,当然,波音同意。” “然而,在国内航班上,舒适度并不是真正的问题。国内航空运输是一种商品。这与火车或公共汽车没有什么不同。这不是您选择用餐或打台球的地方。你只想尽可能便宜地从 A 点到达 B 点。”

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