波音737，為何越改越糟糕？

來源 | 馬卡耶夫造飛機
 737飛機飛了半個多世紀，成為一代名機，成為波音的印鈔機，但是也背負了沉重的歷史包袱。
經常在網上看到有人問，如何分辨波音（BA.US）的737和空客的A320。確實，現在全世界的窄體機市場，已經被這兩個機型平分了。
你在國內坐飛機，除非是很熱門的航線，你還有機會坐到寬體機。不然你坐的飛機，要麼是波音737，要麼就是空客A320了。
那麼如何從外觀上來分辨他們倆呢？網上能看到很多方法，像看機頭、看駕駛艙玻璃、看翼尖小翼，都有區別，但是不大，瞅著費眼睛。


除了這些，還有一種很粗暴的方式，就是看發動機。機翼下面掛著，那麼大，你再說看不見，那就是找事了。
發動機如果是扁的，那肯定就是波音737。如果是圓的，就能基本確定它是空客A320。之所以說基本確定，是因為737曾經也圓過，但那都是半個世紀之前的事了。

插一嘴，嚴格來說，那個扁的不是發動機，發動機要旋轉的，肯定不能扁。那個扁的其實是發動機整流罩，也就是發動機外面罩著那個殼子。
那737的發動機，為啥圓著圓著就扁了呢？扁了是有什麼好處嗎？我如果說，這個扁發動機，和幾乎把波音搞死的737max空難，有一定關係，你是不是以為我開玩笑呢？
波音737飛機是一個很大的系列，半個多世紀了。到現在，已經生產了一萬多架。可以不誇張地說，波音737的更新迭代史，幾乎代表了人類民用航空業的發展史。
737的第一代，737-100，1967年首飛。737-200是100的加長型，出廠時間也差不多。最早這一代兩個型號，發動機用的是普惠JT8D，發動機也還是圓的。

1979年，737出了新系列，也就是第二代，叫737經典型，classic，包括737-300，400和500。這一代的最大改動，就是換了發動機，換成了一代名機，美國和法國合作研製的CFM56。
到這，就能看出來，發動機已經不正經了，開始變扁了，一個個的全是歪瓜。從此，737的發動機再也沒能圓回來。

再往後，航空界扛把子的波音迎來了挑戰者，歐洲殺出個空客。空客的A320，加入了電傳飛控，讓生產空中健身房的波音很緊張，印鈔機有點卡頓了。
於是再次對737進行了升級，推出第三代，叫737新世代，next generation，簡稱737NG。包括737-600，700，800和900。發動機和經典型用的一樣，還是CFM56。第三代這幾個型號，最長臉的就是737-800，它自己就賣了差不多5000架。

2010年，空客再次給波音壓力了，A320neo，neo的意思，就是new engine option。320用了更省油的發動機， CFM的leap-1A，飛機賣的很好。
波音又慌了，晚上睡不著，大半夜起來，趕緊繼續打磨737，推出了第四代，也就是大名鼎鼎，人盡皆知，臭名昭著的737max。最大的改動，就是換了發動機。
走空客的路，讓空客無路可走，發動機和320Neo的一樣，也是leap系列，leap-1B。很好記，空客，Airbus，開頭是A，用leap-1A。波音，開頭是B，用leap-1B。
另外插一嘴，中國的商飛，英文簡稱COMAC，開頭是C，所以C919用的發動機是leap-1C。

737max，有737 max 7，max 8,和max 9，分別對應上一代的737-700，800和900。另外還有個加長加大的max10和max200。
剛才咱們說了，737-800賣的很好，所以737max8也是搶手貨，這一代超過一半的銷量都是max8帶來的。賣的多，交付的也快，飛的也多，所以差點把波音搞破產的兩個空難，印尼獅航和衣索比亞摔的兩架飛機，都是max8。


好，背景介紹完了。下面就講講為啥737的發動機，圓著圓著就扁了。要解釋清楚這個問題，得從幾方面說。
第一，對於發動機離地高度，適航規章是有限制的，比如美國的FAA就有規定，發動機離地高度，不能低於7英寸，也就是18cm。當然這個數，是最低要求，具體到每架飛機，那就又不一樣了。
之所以這麼規定，是因為發動機離地如果太低，容易吸進去髒東西。那進氣量很大的，把什麼石子塑料袋吸進去，就麻煩了。
737第一代，1967年就出來了，那個年代的發動機，還有很多是渦噴的呢。渦噴相比渦扇，要瘦很多，但是太費油。當然737-100用的不是渦噴，而是渦扇，就是剛才說的JT8D。
但是這個渦扇發動機，它涵道比很小，差不多只有1。涵道比小，意味著流過發動機外涵道的空氣不多，也意味著發動機最前面那個大風扇不會很大。我查了一下，它的風扇最大直徑只有1.37米。

而且，六七十年代，那個時候普遍都把飛機的起落架做的比較短。當時機場設施還不行，很多機場都沒有廊橋，上下飛機都用樓梯，飛機做矮點，人上下方便，裝貨卸貨也方便。
而且還有個好處，起落架一直都是飛機的軟肋，怕斷了，設計短一點，也更加皮實。所以，737從一出生，起落架就不長。從此，就背上了小短腿的外號。

剛開始，小短腿配瘦發動機，相當般配。但是後來呢，為了省油，發動機的涵道比越來越大，越來越胖，到CFM56，風扇直徑就達到1.73米了。
至於為啥說涵道比越大，發動機越省油，定性的解釋，就是涵道比越大，它噴出的氣就越多，溫度就越低，流速也越低，轉化為推力的效率就更高。

發動機越來越胖，眼看著要碰到地面。波音也著急，說這不行，得趕緊改。咋改呢，最簡單的，把起落架搞長點不就行了嗎？這麼改，說著簡單，實際上可不容易。
737的每一代更新，基本都是在上一代的基礎上修修補補改過來的，機身外形和結構變化不大。
這麼做，新飛機就能少做很多試驗，也更好說服適航局，更快拿到適航證，早點賣，就能早點賺錢。
畢竟空客在後面快馬加鞭趕著呢。而且，改動少一點，航空公司也高興，培訓飛行員和機務，都省很多事。所以，只要能實現新一代的技術指標，在老一代的基礎上，確實改動越少越好，對各方都有好處。

你想想，起落架這麼關鍵的部件，你如果給它加長了，試飛取證肯定會麻煩很多。這還不是最關鍵的，飛機這種幾百萬個零部件的複雜系統，能真正讓你感受到什麼叫牽一髮而動全身。
假設，剛開始，波音老闆說了，起落架長點也沒事，我忍了，長痛不如短痛。
波音這種百年巨頭，有全世界最優秀的工程師隊伍。他們一合計，就給老闆說。老闆你看這飛機起落架是怎麼收起來的，它是往中間收的。這意味著，如果把它加長了，就要給起落架艙留更多的空間，但是那個地方寸土寸金，沒有空間啊。
那咋辦呢？就要把機身加寬點。老闆一聽，好傢夥，這不行，改動太大了，整機還要重新吹風洞，甚至重新進行強度試驗。這跟設計一架新飛機不差多少事啊。最後一合計，說這短痛也太痛了，這麼整空客肯定要來摩擦我了，不行這起落架我不改了。

那不加長起落架咋辦呢？波音這種百年巨頭，有全世界最優秀的工程師隊伍。他們想了個辦法，既然起落架不能加長，那我把發動機下面做平點不就行了嗎？這樣離地高度能增加很多呢。
於是，發動機就開始變醜了。第二代，737-300，連進氣道都是扁的，不光丑，還一定程度上影響發動機進氣。

後來，航空公司說發動機太丑了，乘客經常打電話投訴，說這扁發動機把小孩都嚇哭了。到第三代，737-800，發動機沒有上一代扁了，至少進氣道看著是圓的了。
到第四代，老對手空客扛著發動機風扇直徑達到1.98米的A320，堵在了門口，波音又慌了。

發動機越來越胖，起落架又不能加長，下面也不能做太扁，不然嚇哭小孩。那咋辦，眼看著發動機要擦地啊！波音這種百年巨頭，有全世界最優秀的工程師隊伍。
他們驚喜地發現，發動機如果在機翼正下方，機翼就限制了發動機的高度，那如果把發動機移動到機翼前面，問題不就解決了嗎？一拍大腿，這想法簡直完美。誰也沒規定發動機必須在機翼正下方啊。你看還有很多飛機的發動機裝在屁股上呢。
最終，737max的發動機做的很靠前，發動機的最高點，是比機翼的最高點高的，小孩不哭了，老闆也笑了。但是在這有必要插一嘴，雖然波音是一個百年巨頭，有全世界最優秀的工程師隊伍，但是他們也妥協了。
波音用的Leap-1B發動機，相比空客用的Leap-1A和和商飛用的Leap-1C，涵道比是最小的，只有9，另外兩家都是11。也就是說，CFM供給波音的發動機，也是苗條款的。不過問題不大，瑕不掩瑜，這都是小讓步。


但是，後來波音發現，這種發動機前移的完美方案有個bug。737max發動機做的太靠前，導致起飛抬頭時，尤其是大推力爬升階段，發動機的推力會產生一個力矩，導致飛機繞著重心抬頭，增大飛機的攻角。飛機爬升需要有攻角，但是攻角太大，會失速，會摔飛機的，很危險，這一點咱之前也專門講過。

那咋辦呢？波音這種百年巨頭，有全世界最優秀的工程師隊伍。他們給這個bug打了個補丁，給飛機的飛控系統加了個程序，叫機動特性增強系統（MCAS）。
它如果檢測到飛機的攻角太大，快失速了，會自動調整飛機的水平安定面，往上抬飛機尾部，減小攻角，防止失速。

這個設計，理論上來說OK的。但是，有兩個問題。
第一個問題，波音為了讓737NG的飛行員，能夠無縫銜接地去飛737max，最大程度地降低成本。故意淡化了這個系統的存在，導致飛行員都不知道還有這個功能。
這就導致，一旦這個系統出問題，開始可勁兒往下壓機頭，飛行員根本不知道咋回事，只能一個勁的抬機頭，和這個系統打架。
第二個問題，這個系統設計的容錯率太低，只要有一個測攻角的感測器給數據，它就開始壓機頭。這意味著，只要壞一個感測器，後果就很危險了。這兩個問題疊加，後果就更嚴重了。

在飛機的安全設計上，一個大原則，就是越重要的東西越不容易壞。知道了這個原則，你再看737max的機動特性增強系統，不太對勁。
首先，它非常重要，飛機正昂著頭爬升呢，它可以往下壓你的機頭，這能不重要嗎？第二，它壞掉的可能性夠低嗎？從結果來看，顯然不夠低。只要一個感測器出問題，系統就被激活了。
那咋辦呢？很直接的兩個辦法，第一個，你要讓飛行員知道有這個系統，而且這個系統開始工作之後，你要告訴飛行員。如果飛行員認為這個系統在不該工作的時候工作了，可以把它關掉。
第二個，祖傳手藝，給感測器加冗餘。裝個兩個，三個，甚至四個。只有多個感測器同時測出來攻角太大了，才開始往下按機頭。很顯然，所有感測器全部壞掉的可能性，肯定已經足夠低了。
然而，波音為了趕工期，為了降成本，選擇了賭一把。最終，印尼獅航和衣索比亞航空兩架737max，在起飛爬升階段，飛行員和這個機動特性增強系統進行殊死搏鬥后，也沒能拯救飛機，以及飛機上的幾百人。

737飛機飛了半個多世紀，成為一代名機，成為波音的印鈔機，但是也背負了沉重的歷史包袱。一代代升級，一代代改進，發動機圓了扁，扁了圓，最終，小孩不哭了，老闆也不哭了，但是乘客哭了。