連著寫了4篇戰(zhàn)列艦的文章，已經(jīng)有網(wǎng)友抱怨太多了。這一兩個月內(nèi)發(fā)生了很多大事，印巴沖突擊落米格-21、埃航墜機波音停飛、涼山大火引發(fā)對滅火飛機的討論。熱點一個接著一個，不少網(wǎng)友留言讓我也說道說道，今天就先來聊聊737吧（前天日本又掉了F-35，加塞寫了一篇）。
這不屬于軍事話題，不過和大家的關(guān)系更密切：截至今年2月22日，中國民航系統(tǒng)總共擁有3641架支線以上客機，其中各型波音737約970架，占26.6%，所以在國內(nèi)中短途飛行坐上737的概率是非常大的。這里面也包括了已經(jīng)停飛的96架737 Max-8，數(shù)量占全球已交付Max總數(shù)的1/4。
> 2017年11月3日，國航訂購的首架737 Max-8離開西雅圖歸國，這也是中國航司接收的第一架737 Max
獅航和埃航737 Max-8的墜毀原因，討論的焦點集中在和飛行員搶班奪權(quán)的MCAS系統(tǒng)上?？此撇⒉粡碗s的一個電子輔助控制裝置，卻惹出如此重大的事故，輿論要么譴責波音唯利是圖，要么歸罪于外包的印度碼農(nóng)，要么哀嘆波音又犯低級錯誤。關(guān)于具體的技術(shù)細節(jié)，眾多航空大牛、飛行專家都做出了詳盡的分析，我就不多談了。今天來講講737的發(fā)展史，從中或許能夠窺見一些波音在737問題上積重難返的深層次原因。
第一代：初始型
將時間回溯55年，當時中短程客機的明星是1963年首飛的波音727，它的推出非常成功，總產(chǎn)量達到1832架，這一噴氣客機的量產(chǎn)記錄直到90年代初才被737打破。
1964年5月11日，波音展開新客機的研發(fā)工作，并命名為波音737。其目的不是取代727，而是作為727的補充，針對航程更短、客流量更小的支線市場。
> 727的真正后繼者是1982年首飛的757
波音通過市場調(diào)查，將737定位于50-60座、航程1600公里，比中國商飛的ARJ21-700還要?。ê笳呤?8-90座、航程2225公里）。初始設計采用發(fā)動機尾吊布局，高置T型尾翼，單排5座，其實就是雙發(fā)縮小版的727，連機尾的登機梯都一模一樣。
后來的“747之父”喬·薩特當時還在737開發(fā)小組，他將發(fā)動機移到翼下以減輕結(jié)構(gòu)重量，加大機身直徑以容納一排6座。在采用翼吊布局后，水平尾翼的位置也相應地從高置T型尾變成了常規(guī)的機身安裝。
1965年2月，在獲得波音的項目保證后漢莎成為737的啟動用戶，共訂購了21架，總價值6700萬美元，這也是波音首次在未獲國內(nèi)訂單前先獲得海外訂單。當時波音正受困于嚴重超支的747項目，漢莎的投資使737的開發(fā)工作得以順利進行。應漢莎的要求，波音把737的載客量提高到100人，長度也相應增加到28.65米。
1965年4月，美聯(lián)航宣布訂購40架737，但他們希望能夠進一步增大載客量，以適應美國市場。于是波音拉長了機身，在機翼前增長了36英寸，機翼后增長了40英寸，長度達到30.53米。長機身型被稱作737-200，原來的短機身型就成為了737-100。兩種型號的具體設計并行展開，所以737-200并不是100的后繼型號，而是同時研發(fā)的加長版。
當波音推出737計劃時，世界航空制造業(yè)仍處于群雄并起的時代。道格拉斯公司前有DC-8與707競爭，后有DC-9和727抗衡。當737變大以后，DC-9/MD-80系列也成了它的直接對手，而后者的研發(fā)進度要快2年，1965底就已投入使用。在歐洲還有英國飛機公司的BAC 1-11和荷蘭?？说腇28，產(chǎn)量也都達到240多架。
眼看競爭對手都已經(jīng)進入適航認證階段了，波音為加快737的研發(fā)進度，有60%的機體結(jié)構(gòu)和機載系統(tǒng)直接采用了727的設計，其中就包括機身橫截面，這一尺寸終其一生、歷經(jīng)4代都沒有一絲變化。
而727機身橫截面上半部分繼承自707，它的后繼者757也沒變。于是從1957年首飛的707一直到58年后首飛的737 Max，波音4代窄體客機的機體寬度都是3.76米，這在客機制造史上也是奇觀了。當然這樣的機身寬度在當年還是要優(yōu)于只排得下5座的競爭對手。
> 陳列在紐約州雪城機場的727截面實體，地板下的空間很小，無法容納標準的LD3航空集裝箱（當時都還沒出現(xiàn)），只能散裝行李。737也繼承了這一切，同樣不能裝LD3集裝箱，最新的Max系列也不能。
737的發(fā)動機采用普惠的JT8D-1小涵道比渦扇發(fā)動機，這也是727、DC-９/MD-80、川崎C-1運輸機、麥道YC-15短距起落運輸機的動力，它的原型是A-6艦載攻擊機使用的PW J52渦噴發(fā)動機，“雷”式戰(zhàn)斗機則采用了Volvo授權(quán)生產(chǎn)的加力型號RM8。
JT8D-1是第一代民用渦扇發(fā)動機，風扇直徑1.01米，涵道比為1，發(fā)動機長3.137米，重1.4噸。整個發(fā)動機顯得相當細長，頭尾都伸出到機翼之外。
為了縮短起落架長度（減輕結(jié)構(gòu)重量）、降低發(fā)動機離地高度（方便地面檢修），波音的工程師們沒有采用常規(guī)翼吊布局中的吊架，而是將發(fā)動機短艙直接貼在機翼下表面上。通過風洞試驗，從眾多連接構(gòu)型中選擇了一個相當寬厚的整流罩設計，將發(fā)動機短艙和機翼間的空隙全部填滿。
就是這個在當時顯得相當先進而科學的短起落架設計，在日后為737家族帶來無盡的煩惱。當然我們無法指責當年的波音工程師們，他們哪里能預見到60年后同樣打著737的名號、機體直徑毫無變化的737 Max-9，起飛重量已經(jīng)比737-100翻了整整一倍呢。
737緊湊的機體還造成了另外一個奇觀，主起落架收起后，兩個主輪分別收納在機腹的輪井內(nèi)，沒有起落架艙門，完全是敞開式的，因為實在是沒有空間安裝艙門了。這樣一個近似于裸奔的簡陋設計通常只出現(xiàn)在小型飛機上，空氣阻力大但結(jié)構(gòu)重量輕，737硬是把它一直帶進了21世紀。
> 737-200機腹特寫
737-100于1967年4月9日首飛，是世界上第一種獲得二類盲降（CAT II）認證的飛機。但是它的市場反響不佳，總共只制造了30架，除了漢莎的22架外，只有馬來西亞-新加坡航空訂購了5架，Avianca公司2架。
737-100的首架原型機后來轉(zhuǎn)交NASA作為試驗機，退役后收藏在西雅圖飛行博物館，下圖為去年在博物館拍攝的實機。參見：西雅圖飛行博物館巡禮（1）：細品黑鳥（上）
737-200于1967年8月8日首飛，最大載客量比-100多12人，因此更受航空公司歡迎。但面對DC-9的競爭，737-200一直銷售不暢，在1969年達到年交付114架的高峰后，1970年只收到37架訂單，1972年交付量下跌到22架，西雅圖倫頓工廠內(nèi)積壓了19架。嚴重的財政困難讓波音一度打算關(guān)閉737生產(chǎn)線，并將其設計賣給日本的航空工業(yè)。直到波音超音速運輸機計劃下馬、747縮小生產(chǎn)規(guī)模后，波音才得到足夠的資金繼續(xù)737的生產(chǎn)。
1971年5月，美國空軍訂購了19架以737-200為原型改裝的T-43導航員訓練機，暫時給737續(xù)了命，之后737生產(chǎn)線依靠非洲航空公司等非歐美市場訂單維持。
為了增強競爭力，波音對737-200進行的多次改進：重新設計了發(fā)動機反推裝置，增大前緣縫翼并重新設計襟翼，以改善著陸滑跑性能；將吊艙整流罩延長1.5米，減小高速飛行時的機翼阻力；采用推力增大500公斤的普惠JT8D-15發(fā)動機，增加了載油量。新型號被稱為737-200 Advanced - 先進型，載重量和航程都增加了15%，性能提升相當顯著。1971年6月起，先進型成為-200的標準生產(chǎn)構(gòu)型。
737-200還有一項特殊的選裝設備：gravel kit - 礫石套件。在前輪底下安裝有一個雪橇狀的礫石導流板，前起落架艙也加大突出以容納導流板，發(fā)動機前下方伸出一根由發(fā)動機供氣的渦流偏轉(zhuǎn)器，目的都是避免發(fā)動機吸入地面異物，令737具有在未經(jīng)鋪設的土質(zhì)跑道上起降的能力。拉斯加航空公司曾常年使用安裝該套件的737-200飛往偏遠地區(qū)的簡易機場，加拿大北部的多家地區(qū)性航空公司至今仍在使用。
> 原來737也可以像C-17那樣塵土飛揚地威風一把
1978美國國會通過《航空公司放松管制法案》，將自由市場運作導入商業(yè)航空領(lǐng)域后，民用航空市場進入飛速發(fā)展階段，對一排六座的窄體客機需求也大大增強，737的銷售終于迎來了春天。最終737-200共生產(chǎn)了1114架，最后1架于1988年8月交付廈門航空。
在更新的737投入使用后，737-100/200被統(tǒng)稱為737OG系列（Original - 初始型）。
點評：
737原本只想安安靜靜地做一架支線小客機，但在客戶的要求下，在競爭對手的壓力下，波音借用大量727甚至是707的老設計匆匆上馬，拔苗助長般地把它變成了一架干線客機，并落下了腿短的毛病。
初代737是最早采用發(fā)動機翼吊布局的中型雙發(fā)窄體客機，為日后同類型客機的設計豎立了標桿，但早期銷售不暢，差點被波音關(guān)停出售。
第二代：經(jīng)典型
1979年，波音開始對737進行第一次重大改型設計。波音希望在增加載客量和航程、采用現(xiàn)代化航電系統(tǒng)的同時，盡可能地保留與初始型的通用性，新一代飛機被命名為737-300。
第二代最大的改進就是發(fā)動機，波音和CFM合作，開發(fā)采用了CFM56系列高涵道比渦扇發(fā)動機，燃油效率和安靜性大幅提高。CFM56的核心機來自GE F-101，也就是B-1超音速戰(zhàn)略轟炸機的發(fā)動機。新發(fā)動機的風扇直徑比上一代JT8D-1增加了半米以上，但起落架的高度并沒有變化，于是如何在相同的翼下離地高度里塞進這臺大了一半的發(fā)動機就成了工程上的挑戰(zhàn)。
波音和CFM的解決之道是適當縮小風扇直徑（這也造成了發(fā)動機推進效率略低于預期），將發(fā)動機安裝在機翼之前，并把附件齒輪箱從吊艙下方移到兩側(cè)，從而壓扁了進氣口的底部，形成獨特的“hamster pouch - 倉鼠頰囊”外觀。
原用于E-3“望樓”預警機和KC-135加油機的CFM56-2發(fā)動機，經(jīng)過這番的拉皮整容之后就變成了CFM56-3。實際上它縮小到直徑1.5米的風扇改進自GE CF6-80發(fā)動機（直徑2.19米），就是767和A310的動力，而不是CFM56-2的法國產(chǎn)風扇葉片，涵道比為5.0。
> KC-135加油機的CFM56-2，進氣口是正圓型，齒輪附件位于機匣底部
737-300的發(fā)動機前移到機翼前部，吊掛方式也改成了懸臂吊架，頂部幾乎和機翼齊平。發(fā)動機帶有下偏5度的安裝角，既避免了吊架過熱，又提供了部分垂直矢量推力，提高了起飛性能。
在這里不厭其煩地一直強調(diào)發(fā)動機的直徑，就是因為不斷增大的發(fā)動機直徑和頑冥不化的起落架高度是伴隨737一生的矛盾體。有人會說那加長起落架不就什么都解決了，還費那么大勁去改發(fā)動機？
起落架是一架飛機上最堅固的部件，需要用萬噸級水壓機鍛壓成型，質(zhì)量很大。加長起落架牽涉到起落架艙的布局、承力結(jié)構(gòu)的加強、重心的改變，乃至氣動布局和飛控的修改，可謂牽一發(fā)而動全身，整個機體結(jié)構(gòu)幾乎要重新設計，工作量太大。波音苦熬了50幾年也一直下不了決心去動它。
> 即使把發(fā)動機短艙壓扁了，底部的離地高度也不足75厘米，仍然非常局促
737-300和-200之間保持了70%的通用性，機身加長了2.87米，最大載客數(shù)增加到149人。機翼進行了空氣動力學修型，翼尖加長23厘米，翼展增加了53厘米，改善了低速性能和巡航飛行的氣動效率，并重新設計了垂直尾翼。駕駛艙可選裝類似767的EFIS玻璃座艙，客艙內(nèi)飾則接近于757。
首架737-300原型機也是737系列中的第1001架，于1984年2月首飛，總產(chǎn)量1113架，僅比-200少1架。
1986年6月，波音宣布開發(fā)737-400，進一步將機身加長3米，發(fā)動機推力增大，載客量增加到188人。737-400于1988年2月首飛，總產(chǎn)量489架。
鑒于客戶的需要，隨后波音又開發(fā)了一款直接用于替代737-200的客機，這就是737-500（原先稱為737 Lite）。它的機身尺寸和-200相仿，載客量為140人，續(xù)航距離更長，具有比-400更高的經(jīng)濟性，燃油效率相比-200更是提高了25%。737-500于1989年6月首飛，總產(chǎn)量388架。
當下一代737投入使用后，737-300/400/500被統(tǒng)稱為737CL系列（Classic - 經(jīng)典型）。確實很經(jīng)典，一樣外露的主輪，一樣的機體寬度，一樣的機械操縱系統(tǒng)，一樣的沒有放油裝置、一樣裝不下航空集裝箱。
> 737-400機腹特寫
點評：
和日后產(chǎn)量井噴般飛速增長的新一代737比，經(jīng)典型的產(chǎn)量不算特別大，為1990架。此時日后的冤家對頭A320尚未誕生，市場上唯一像樣的對手就是DC-9/MD-80系列，總產(chǎn)量為2167架。因為尾吊結(jié)構(gòu)的關(guān)系，DC-9/MD-80仍然使用上一代JT8D發(fā)動機（直到1993年首飛的MD-90才用上高涵道比的IAE V2500），技術(shù)先進性、油耗和航程上都略遜一籌，機體的發(fā)展?jié)摿h比不上常規(guī)布局的737。
所以經(jīng)典型應該是波音徹底改掉737痼疾的最佳對象，體量既沒有達到尾大不掉的地步，競爭壓力也不算很大。既然已經(jīng)采用了更新更大的發(fā)動機，機體也越拉越長，就應該趁這個機會調(diào)整總體布局和結(jié)構(gòu)。很可惜，波音白白浪費了80年代這十年大好時光，依靠747的輝煌成功凈躺著數(shù)錢了。
下一篇：第3代和第4代737，水多了加面，面多了加水，在成功大賣中成功把自己逼近了死胡同。
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