送別錯失的中庸——波音757傳
今天,南航將退役它的最後一架波音757客機,這也是中國的最後一架757。
中國南方航空的波音757客機,今天將全部退役。圖片來源:見水印。
1957年12月20日,波音707飛上了天,開啟了波音的7時代。百年波音迄今最新的產品線是787,首飛於2009年12月15日。在這53年里,除了從麥道那裡過繼來的717,波音一共創造了707、727、737、747、757、767、777和787,一共8個民用客機系列產品。
誕生於1982年2月19日的的波音757,正好處在承前啟後的位置。它繼承了707的衣缽,而波音的下一個編號——797,很可能會接757的班。滿載200多人、最大起飛重量100多噸、最大航程7000多公里,從尺寸、運載能力和航程上來說,757是十足的「中級產品」。
但是,人們對757的評價卻鮮有中立。
包括我在內的很多航空愛好者認為,它是最美的客機。757的機身修長,機翼硬朗,也不像737那樣有3條小短腿,即便停在地面也不失瀟洒風度。人們可能更多會記住孔武勇猛的關羽、張飛、李逵和武松,但757是白馬銀槍趙子龍,是天巧星浪子燕青。
如果你手裡握著757的操縱盤,它便是客機中的戰鬥機,充沛的動力讓它成了爬升率最高的民航客機之一。如果你是跟在757後面飛機的飛行員,它則是麻煩製造者——757能夠產生與它身量不相稱的暴烈尾流,歷史上曾有兩架小飛機因為跟得太近而被757的尾流掀翻墜毀,讓飛行管理部門不得不修改規章,讓小飛機離757更遠些。
更多的人則把757看作是7時代里波音最失敗的機型,起碼從產量上說是這樣。早在2004年,757的生產線就關閉了,一共只生產了1050架。
相比之下,757的雙胞胎哥哥767,目前總產量已經超過了1100架。7家族的老大哥707的產量只有1010架,似乎不如757高,但如果把707的前身都算進去的話,總產量會超過2000架。更不用提比757早十幾年面世,現在仍在生產的737和747兩位民航常青樹。至於體量更大的後來者777和787,在產量上要麼已經,要麼必將超過757。
這讓757似乎成了波音的一個u形曲線的低谷。
像《星球大戰》一樣,我們在談論757之前,要先看一個很長的「前傳」。
原點之前
波音歷史的頭十幾年,在世界航空工業體系里,是缺乏存在感的。直到,公司成立的第19年,一款改變波音命運的飛機誕生了,這就是1935年首飛的b-17重型轟炸機。當然,跟很多早期航空企業一樣,真正改變命運的其實是戰爭。在第二次世界大戰中,一萬多架b-17成了歐洲戰事走向的決定性力量。得益於b-17的成功,波音繼而推出了b-29重型轟炸機,最終投下原子彈並徹底結束二戰的正是這種飛機。
在二戰還在進行的時候,航空人敏銳的認識到,改變航空工業格局的發明其實已經誕生很久了,這就是英國人惠特爾早1929年提出的噴氣發動機。轟炸機專業戶波音當然不會落後,1947年底,B-47上天。這是一款經常被航空愛好者忽略的飛機。它沒趕上二戰,到越戰的時候已經被後輩,同是波音產品的b-52取代。作為一款戰機,沒有機會上戰場是遺憾的。
美國空軍的波音B-47噴氣動力轟炸機。圖片來源:airforceworld.com
但是,它的重要性體現在戰場之外。它是波音也是世界上第一款結合了噴氣動力、後掠翼和翼吊式發動機布局的飛機。噴氣動力的重要性自不必說,它讓之前活塞發動機無能為力的高空不再是飛行的禁區。高空空氣阻力小,惡劣天氣少,大大提高了遠程航空旅行的舒適性和經濟性。
後掠翼則是讓噴氣動力發揮能力的利器,通過把原本平直的機翼向後傾斜那麼一個角度,飛機在高速飛行時候的阻力大大降低。這其實是二戰期間德國航空先驅為了提高戰鬥機飛行速度搞出來的新玩意。如今大家乘坐的大部分民航客機,都可以輕鬆甩掉當年那些浴火戰鷹,後掠翼功不可沒。
翼吊發動機布局則是波音的首創,也就是把發動機裝在一個短艙里掛在機翼下面。在b-47之前和同時代的很多航空設計師認為,要降低發動機帶來的額外阻力,最好把發動機裝進機身里。相比之下,翼吊布局的好處則是極大減小了地勤人員檢修發動機的工作量。同時,讓發動機這個飛機上最大的噪音源遠離了機身。最大的好處有點事後諸葛亮——沒過多久,航空動力的發展趨勢就讓發動機越變越粗,塞進機身變得越來越困難。
如今世界上大部分噴氣客機仍在沿用70年前b-47確立的基本樣式。B-47的成功讓波音重新燃起了舊夢——在民用航空領域打開一片新天空。
在波音成為轟炸機專業戶之前,它一直想在民航領域有所作為,但是那時候,真正的民航巨頭,是道格拉斯。民航前波音時代的代名詞是dc,道格拉斯dc-3的樣子更是成了螺旋槳民航時代的標誌。波音那時候推出的每一款民航產品,都被道格拉斯微笑著輕鬆碾壓。
1950年,波音時任領導人比爾?艾倫(bill allen)決定,造噴氣客機。
軍民融合典範
彼時,噴氣時代到來已經確定無疑,大量軍用飛機亟待更新,這裡面就包括運輸機和加油機。1952年,比爾?艾倫的設想變成了工程設計。1954年,工程設計變成了現實。這就是波音367-80,一架在後掠翼下掛著4台噴氣發動機的大型飛機。憑藉這個設計,波音順利拿下了美軍空中加油機的標,這就是至今仍在大量服役的kc-135。
但是波音在拿這個產品去各家航空公司公關的時候,卻吃了閉門羹。很多航空公司還待在螺旋槳客機的舒適區里不敢嘗鮮。更要命的是,波音又遇到了它的死對頭——道格拉斯。
道格拉斯當時推出了dc-8,同樣採用後掠翼、翼吊布局、同樣的4台發動機。但是,它更大。367-80的機身寬度是132英寸,一排只能布置5個座位,過道一側是3個座,另一側2個座。而dc-8的機身寬度是147英寸,每排6個座位。幾乎同樣的大小,同樣的成本,航空公司選367-80那就傻了。dc-8拿下了達美和美聯航的訂單,而367-80無人問津。
波音的市場人員在公關美國航空的時候,美航的高層應付他們說:「如果你把飛機也改成一排6座,我就考慮訂一些。」這絕對是應付,已經造完的飛機,你要我把機身加粗?別說要重新做多少實驗,就說生產線上那些工具,全都得重新設計製造。
然而,波音已經沒有退路了。戰爭結束了,單靠賣軍火是沒法長久的。波音真的修改了原始設計,每排6個座位,把機身加粗到了148英寸,比道格拉斯還寬1英寸!
在1957年12月20日增肥重生的飛機,波音把它命名為707,以表示與過去時代的告別。707成了新時代的符號,707戰勝了dc-8。戰勝707的,恰恰是707開創的這個時代。
波音707客機。圖片來源:BBC
噴氣航空帶來的舒適便捷讓越來越多美國人選擇航空出行。快!一切都要快,從20世紀50年代末到70年代初,航空的黃金時期到來了。這時候波音發現,對新出現的航空出行需求而言,707過於大了。為此,波音不惜把707截短,並給予了720的全新編號。
4-3-2
然而,時代已經拋開了707。707使用的發動機是美國普特拉惠特尼公司的jt-3系列。到了707開始大量服役的1960年代,普惠已經有了新產品jt-8系列。相比於jt-3,jt-8在其他性能接近的情況下,省油接近20%。資本家的銀子也是一份一份省的,誰會跟更省油的發動機過不去呢?
也就是在那時候,剛剛用707打開民用飛機市場的波音開始布局新一代產品。這次波音的市場調研人員不再到處吃閉門羹,美聯航、美航和美國東方航空這些當年對波音愛搭不理的客戶開始主動跟波音一起做預研。這些潛在的客戶表示,他們想要的是一款比4台發動機的707小一些、更省油、可以在更短的跑道上起飛的,主要用於美國國內和周邊航線的飛機。
最終大家討論的結果是,這將是一架有3台發動機的飛機。選兩台大推力發動機,在技術上可行,但當時的法規限制雙發飛機進行跨洋飛行。於是,1963年誕生的產品727變成了一個大號的「三叉戟」,一架順應當時時代潮流,但是非常「不波音」的三發客機。
波音727,最不像波音的飛機,裝有3台發動機。圖片來源:波音
草蛇灰線,浮脈千里。在這裡有一根草蛇游進了草叢。在波音設計727的同時,「順帶」出了737,一個更小的傢伙,同樣繼承自707的駕駛艙和機身寬度,跟727一樣的jt-8發動機,只不過機身更短,發動機只在機翼下掛兩台,載客量只有727的一半多一點,航程也是。主要用來滿足美國和歐洲城市間的客運需求。由於前有瀟洒的727,後有龐大的747,小短腿737毫不起眼。直到後來。
這個後來,是747開創的。747也是波音軍民融合的產物。當年用於競標美軍特大型戰略運輸機而敗給洛克希德公司的設計後,這個設計被波音公司用來開發全新的民用航空市場,這就是寬體遠程客機。原本用於運輸坦克、直升機和火箭的巨大貨艙變成了可以布置兩條過道和多達十排座椅。又是如日中天的泛美,給了747承諾,747,也成就了泛美永遠停留在航空愛好者心中的形象。
對民航業態衝擊更大的則是747的發動機選擇。747選了4台「高涵道比渦扇發動機」,所謂高涵道比,直觀的看就是更粗了,發動機把更多的功率傳遞給發動機前方的風扇上,驅動更多冷氣推動飛機前進。這樣的好處是,雖然發動機變大,重量和阻力都增加了,但是卻更省油了,比過去同等推力的小涵道比發動機,省油至少1/4。747之所以選這樣的發動機,初衷並不是為航空公司的老闆省錢,而是為了滿足美軍對超大型戰略運輸機變態的航程要求。
沒想到,航空的黃金時代在1973年戛然而止,因為石油危機。油比水便宜的時代,一去不復返了。小涵道比發動機這些油老虎一夜之間過了時,更別說超音速客機了。省油!航空公司的老闆們做夢都會這樣喊。而省油的高涵道比渦扇發動機成了航空製造企業手裡的救命稻草。
757的誕生
石油危機敲響了小涵道比發動機客機的喪鐘,727也不例外。航空公司對727的繼任者提出了減少油耗至少20%的指標。繼續改進727還是研發一款全新機型,這是一個讓波音左右為難的選擇題。波音決定兩條腿走路,一方面提出了727的改進計劃——727-300,採用更長的機身,改進款發動機或者全新發動機,翼梢增加小翼提升氣動效率。另一方面,波音拿出了全新的設計——7n7。
兩個選擇擺在各家航空公司老闆的桌上,最終,更多人選擇了7n7。1979年3月,美國東方航空公司和英國航空公司成了7n7的啟動用戶,共簽署了40架的購機合同,隨後,7n7被正式命名為757。
從凍結設計到首機試飛成功,757用了不到3年時間。從外形上看,757是一種全新的飛機,重新回歸擅長的翼吊布局,兩台以當時的標準「碩大」的發動機,修長的機身與起落架。長機身為了裝下比727更多的乘客,而大長腿是為了防止機身尾部在起降的時候擦地。唯一繼承自727的,可能就是同樣的客艙寬度了。
757超額完成了之前波音定下的節油指標,這裡居功至偉的是新發動機。757首飛的時候,那架飛機上裝了兩台來自英國羅爾斯羅伊斯公司的RB211-535發動機。這是波音的飛機首次裝上非「國產」發動機首飛。羅羅在這款發動機上傾盡全力,除了當時時髦的大涵道比概念,它們使出了獨門絕技——三轉子結構,讓油耗和噪音都得到了大幅度下降。
除了發動機的換代,飛機在氣動布局,特別是機翼的設計上也採用了更新的技術,讓飛行阻力大幅度下降。芳綸樹脂複合材料、碳纖維和新型鋁合金這些當時出現時間不長的新材料的使用,讓757僅一對機翼就減重了將近1噸。
這些措施讓757的航程遠超727,從不到5000公里提高到了7250公里。從波音的故鄉——美國西北部的西雅圖飛到東南重鎮邁阿密,航線距離超過了5000公里,過去727即便少裝人多載油也沒法做到直飛。現在有了757,輕鬆。除了阿拉斯加和夏威夷,美國本土的任意城市都可以用757直連。而且757保留了727的高原性能,可以在類似丹佛這樣的高原地區自如起降。
波音757客機。 圖片來源:波音
除了美國本土的各家航空公司,757還贏得了歐洲航空公司的青睞,尤其是那些主場分布在歐洲「邊緣」的航空公司:英國、西班牙,特別是冰島。冰島航空至今把757作為自己的絕對主力,32架的機隊里27架是757。對冰島人而言,比757小的機型航程不夠,航程能與757比肩的機型又太大,畢竟整個冰島一共才30多萬人。
757出色的航程性能,在1986年得到了更充分的發揮空間。這一年,美國聯邦航空署(FAA)批准了以RB211為動力的757跨大西洋雙發延程資質。簡單來說,以前757可以飛躍大西洋,但是管理方不允許,害怕發動機不可靠,萬一在大洋上壞了一台發動機,靠另一台能不能撐到找到最近的機場,這是個問題。實驗和實踐證明,RB211是非常可靠的發動機,於是管理方批准了757執飛跨大西洋航線的資格。原本這些航線必須由類似747這樣的大型客機來飛。757執飛這些航線,可以讓美國和歐洲的二線城市更快得連接起來。
所以,757作為客機,是為中近程點對點航線而生的。
雙胞胎
除了油錢,波音757還為航空公司老闆們省下了另一筆成本,這就是飛行工程師的薪水。在活塞螺旋槳時代,民航客機駕駛艙里是很熱鬧的,除了兩位飛行員,還有負責導航的領航員、負責通訊聯絡的無線電操作員、負責監控設備排除故障的飛行工程師。那時候,最忙的機組人員並不是飛行員,而是飛行工程師,因為包括發動機在內的各種設備的可靠性實在是不夠好,想順風順水的飛個十幾個小時,那簡直是不可能的。
隨著技術的進步,領航員被無線電導航和慣性導航系統取代,無線電收發只需要擰幾個旋鈕按幾個按鍵,不用專人操作。同時,以發動機為代表的航空設備可靠性快速提高,比起活動部件很多的活塞發動機,噴氣發動機結構簡單得多,出故障的概率就小了很多。
被757取代的727,設計之初還是3人機組,到了服役後期很多航空公司已經改為兩人機組。而757是波音第一代從一開始就確定是雙人制駕駛艙的機型。比起之前琳琅滿目的各種儀錶和開關,757的駕駛艙里顯得整潔了許多,幾塊多功能顯示屏取代了大部分機械儀錶。
從裡到外,757的駕駛艙與767的如出一轍。這並不是一種巧合,因為767是757的雙胞胎哥哥。在757還叫7N7的時候,767叫7X7。757的目標是取代727,767則肩負了讓更多人坐上寬體機的使命。
波音767的駕駛艙,布局與波音757幾乎完全一樣。圖片來源:Avionics Magazine
為了降低開發和未來航空公司的運營成本,波音一開始就在757和767項目上共享資源,兩型飛機的飛行控制系統非常接近,駕駛艙更是幾乎完全一樣。這種遷就讓757的機頭變得很圓潤,不像前輩707、727和737那樣尖嘴猴腮。採取同樣駕駛艙的好處是,可以讓757和767的飛行員很方便地互換機型。如果一家航空公司同時擁有這兩種飛機,正如波音期待的那樣,那就可以節省下一大筆飛行員培訓的費用。
不久之後,大西洋對岸的空中客車把這個理念貫徹到了極致。今天空客所有的客機產品,從最小的A318到起飛重量是A318近20倍的A380,所有的機型的座艙都是同一設計理念的結果,極其相似,飛行員轉換機型的難度大大降低。
長大的對手
757的輝煌時期出現在30年前。1988年,757贏得了148架訂單,次年更是拿下166架。波音開足馬力,1992年,平均不到4天就有一架嶄新的757從西雅圖倫頓工廠飛向世界各地。那一年,波音一共向客戶交付了99架757,是整個生產史的頂峰。
就在同一時期,空中客車正在進行著響亮的變革。1987年,空客推出了自己的第3款產品——A320。這款機型瞄準了當時已經20歲有些「老邁」的波音737和麥道DC-9系列的升級市場,用一系列新理念和新技術給民航業帶來了變革。雖然30多年後的今天,當年已經老邁的737居然還在成功續命,並即將在今年達到交付10000架的偉大壯舉。但737的記錄註定不會維持太久,因為A320系列目前的交付數量加上儲備訂單數即將超過前輩737,會成為民航史上前無古人的機型。
在757風光的時候,A320還在努力打拚市場。但空客的算盤是用一款機型做足加減法。在A320的基礎上縮短機身,減少載客人數,就誕生了航程和高原性能與757相仿的A319。在A320的基礎上延長機身,就誕生了A321,載客人數與757不相上下。
1988年立項,1993年首飛的A321,比757晚生10年。從外到里,它看上去都跟757有很大區別。由於是「拉皮延長」的作品,A321外觀不如A320勻稱,更沒法與英俊的757相比。從動力方面說,757是標準的「美式肌肉機」,不管是RB211還是另外一個動力選擇普惠的PW-2000,那都是推背感十足。而A321繼承了來自A320的發動機,推力比RB211小几乎1/3。所以,駕駛感受?別想了,合格的「家用機」而已。
但就是A321,搶走並繼承了757的大部分市場份額。從1994年開始交付用戶,A321的頭十幾年一直不溫不火,直到2010年以後,交付數量才開始井噴。2010年交付51架,2013年交付103架,2016年交付222架。2017年,更換了新一代發動機的A321neo交付用戶。按照計劃,今年第四季度,A321neo的增程型A321LR將會投入商業運營。A321LR增加了起飛重量,終於在包括航程在內的各項性能上超越了757,並且運營成本比老前輩節省1/4。
正是空中客車的A321,搶走並繼承了757的大部分市場份額。圖片來源:ICC JET
長大的隊友
還記得前面埋的那根灰線嗎?在727時代就出現了的小不點737,最初最大載客能力才100人上下。到了757的年代,737已經不再是吳下阿蒙。當年,石油危機同樣宣判了初代737的死刑,改進還是重新設計新機型?737選擇了改進。主要的變化自然也是換髮動機,波音的貨架上有個不錯的備選方案——CFM國際公司的CFM-56。
CFM-56成就了737,737同樣也成就了前者。更換髮動機,對機翼進行空氣動力學改進,用757的技術提升駕駛艙和客艙之後的那一代737,被波音稱作「經典737」。A320瞄準並超越的就是經典737。同檔次的發動機,全新的設計理念和材料,A320這招棋一落子,在棋盤的這一角,空客佔了先手,波音必須應對。還是那個選擇題,開發新機型還是繼續改進737?1993年,波音決定,繼續改進。
第3代737延續了上一代的特點,改進的CFM-56,延長的機翼,選配的翼梢小翼,更新的駕駛艙和客艙電子設備。當然,還有很重要的,波音幾十年打下的市場基礎。第三代737被波音稱作「下一代737」,成了波音有史以來賣得最好的民用飛機。對空客的伸縮大法,波音全面應對,在基本型737-800的基礎上,縮短機身變成737-700,延長機身變成737-900。
2006年,波音又對737-900進行了增程改進,737-900ER,是波音對空客A321的回應,也是給757的退休通知。
雞肋?不對,是棄子
21世紀快要到來的時候,世界並不怎麼歡騰。金融危機延綿不絕,中東和南歐局勢動蕩,油價上漲。原本為了省油而誕生的757,到了這時候,運營成本已經沒有什麼優勢了。剛剛迎來交付頂峰的757迅速遭遇訂單危機。1998年,757還有50架的訂單,2002年就吃了鴨蛋。2003年下浮反彈到7架,2004年又是空手而歸。2005年4月,註冊號B-2876,生產序列號MSN33967的波音757-200交付給上海航空公司。這是第1050架757,也是最後一架。之後,波音宣布關閉757的生產線,工人轉崗。
愛757的人們,包括很多業內人士,一直到今天,仍有人在對波音喊話:重啟757生產線吧,換個新發動機,20年後757還是一條好漢。但是,波音放棄了757。年過半百的737都有了第4代——737MAX,繼續走改進路線,737的能力被壓榨到了極限。計劃中的737MAX10已經無限接近完全覆蓋757當年的航線。不帥?動力不強?醒醒吧,21世紀了,人們變得更理性,性能夠用的情況下,越省錢越好。
如果非要給757換髮,大幅提升性能,那豈不是要搶佔當時正在孕育的787的市場份額。
如今,距離787首飛已經過去了8年多。採用了大量新技術的787在渡過了最初的踉蹌之後,已經步入正軌,它的市場定位越來越明晰。從執飛高密度中短程航線的787-8,到執飛點對點遠程航線的787-9,再到未來更大的787-10。無疑,它是新一代的波音顏值擔當,也給航空業樹立了新的標杆。
2017年,越來越清晰的聲音從波音傳來,自從757停產就開始構想的「新中級」飛機,就快要現身了。業內人士相信,它會是一款雙通道寬體客機。什麼樣子?大家盡可以想像一下更小一號的787。
先手和後手的轉換,往往就是從棄子開始的。
停產之後
一轉眼,757已經停產十幾年了,然而,世界上仍然有大量757在活躍著。第一架757現在仍在波音上班,作為空中電子設備測試平台。F-22的航電設備,就是在這架飛機上測試定型的。
美國的達美航空現在還運營著超過130架的757機隊,美航和美聯航兩家還有各約80架757穿梭在北美的天空中。冰島航空的757機隊也會繼續維持下去。在這些最適合的航線上,757難說再見。而目前在役的第二大757機隊屬於聯邦快遞(FedEx Express),有近100架。未來,大家看到的757,更多會是以快遞小哥的身份工作著。
作為快遞小哥的身份仍在工作的波音757。圖片來源:Airplane-Pictures.net
757在亞洲拿到的最大訂單,是當年還沒分家的中國民航(CAAC)下的,59架。1987年9月22日,波音生產的第144架757交付中國民航,註冊號B-2801。後來,這架飛機被分配給了新成立的中國南方航空公司。除了南航,中國西南航空(後併入國航)、廈門航空、上海航空和新疆航空(後併入南航)共同瓜分了這些757。不難看出,這些散落在祖國各個角落的航空公司,所處的情況跟歐洲的冰島航空、英國航空和伊比利亞航空很像,都有一些距離很長但是客流並不大的航線需要運營。
隨著新機型的加入,我國大部分航空公司都逐步退役了自己的757機隊。比如波音最後一架生產的757,交給上海航空的B-2876,在2015年已經回了美國娘家,現在穿著達美的制服。
而今天,南航即將退役它的最後一架757,註冊號B-2851,1998年四月交付給彼時的新疆航空。B-2851,是波音生產的第797架757。而797,很可能就是757的繼任者,波音新中級的編號。
757,再見。(編輯:Steed)
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