波音737，为何越改越糟糕？

来源 | 马卡耶夫造飞机
 737飞机飞了半个多世纪，成为一代名机，成为波音的印钞机，但是也背负了沉重的历史包袱。
经常在网上看到有人问，如何分辨波音（BA.US）的737和空客的A320。确实，现在全世界的窄体机市场，已经被这两个机型平分了。
你在国内坐飞机，除非是很热门的航线，你还有机会坐到宽体机。不然你坐的飞机，要么是波音737，要么就是空客A320了。
那么如何从外观上来分辨他们俩呢？网上能看到很多方法，像看机头、看驾驶舱玻璃、看翼尖小翼，都有区别，但是不大，瞅着费眼睛。


除了这些，还有一种很粗暴的方式，就是看发动机。机翼下面挂着，那么大，你再说看不见，那就是找事了。
发动机如果是扁的，那肯定就是波音737。如果是圆的，就能基本确定它是空客A320。之所以说基本确定，是因为737曾经也圆过，但那都是半个世纪之前的事了。

插一嘴，严格来说，那个扁的不是发动机，发动机要旋转的，肯定不能扁。那个扁的其实是发动机整流罩，也就是发动机外面罩着那个壳子。
那737的发动机，为啥圆着圆着就扁了呢？扁了是有什么好处吗？我如果说，这个扁发动机，和几乎把波音搞死的737max空难，有一定关系，你是不是以为我开玩笑呢？
波音737飞机是一个很大的系列，半个多世纪了。到现在，已经生产了一万多架。可以不夸张地说，波音737的更新迭代史，几乎代表了人类民用航空业的发展史。
737的第一代，737-100，1967年首飞。737-200是100的加长型，出厂时间也差不多。最早这一代两个型号，发动机用的是普惠JT8D，发动机也还是圆的。

1979年，737出了新系列，也就是第二代，叫737经典型，classic，包括737-300，400和500。这一代的最大改动，就是换了发动机，换成了一代名机，美国和法国合作研制的CFM56。
到这，就能看出来，发动机已经不正经了，开始变扁了，一个个的全是歪瓜。从此，737的发动机再也没能圆回来。

再往后，航空界扛把子的波音迎来了挑战者，欧洲杀出个空客。空客的A320，加入了电传飞控，让生产空中健身房的波音很紧张，印钞机有点卡顿了。
于是再次对737进行了升级，推出第三代，叫737新世代，next generation，简称737NG。包括737-600，700，800和900。发动机和经典型用的一样，还是CFM56。第三代这几个型号，最长脸的就是737-800，它自己就卖了差不多5000架。

2010年，空客再次给波音压力了，A320neo，neo的意思，就是new engine option。320用了更省油的发动机， CFM的leap-1A，飞机卖的很好。
波音又慌了，晚上睡不着，大半夜起来，赶紧继续打磨737，推出了第四代，也就是大名鼎鼎，人尽皆知，臭名昭著的737max。最大的改动，就是换了发动机。
走空客的路，让空客无路可走，发动机和320Neo的一样，也是leap系列，leap-1B。很好记，空客，Airbus，开头是A，用leap-1A。波音，开头是B，用leap-1B。
另外插一嘴，中国的商飞，英文简称COMAC，开头是C，所以C919用的发动机是leap-1C。

737max，有737 max 7，max 8,和max 9，分别对应上一代的737-700，800和900。另外还有个加长加大的max10和max200。
刚才咱们说了，737-800卖的很好，所以737max8也是抢手货，这一代超过一半的销量都是max8带来的。卖的多，交付的也快，飞的也多，所以差点把波音搞破产的两个空难，印尼狮航和埃塞俄比亚摔的两架飞机，都是max8。


好，背景介绍完了。下面就讲讲为啥737的发动机，圆着圆着就扁了。要解释清楚这个问题，得从几方面说。
第一，对于发动机离地高度，适航规章是有限制的，比如美国的FAA就有规定，发动机离地高度，不能低于7英寸，也就是18cm。当然这个数，是最低要求，具体到每架飞机，那就又不一样了。
之所以这么规定，是因为发动机离地如果太低，容易吸进去脏东西。那进气量很大的，把什么石子塑料袋吸进去，就麻烦了。
737第一代，1967年就出来了，那个年代的发动机，还有很多是涡喷的呢。涡喷相比涡扇，要瘦很多，但是太费油。当然737-100用的不是涡喷，而是涡扇，就是刚才说的JT8D。
但是这个涡扇发动机，它涵道比很小，差不多只有1。涵道比小，意味着流过发动机外涵道的空气不多，也意味着发动机最前面那个大风扇不会很大。我查了一下，它的风扇最大直径只有1.37米。

而且，六七十年代，那个时候普遍都把飞机的起落架做的比较短。当时机场设施还不行，很多机场都没有廊桥，上下飞机都用楼梯，飞机做矮点，人上下方便，装货卸货也方便。
而且还有个好处，起落架一直都是飞机的软肋，怕断了，设计短一点，也更加皮实。所以，737从一出生，起落架就不长。从此，就背上了小短腿的外号。

刚开始，小短腿配瘦发动机，相当般配。但是后来呢，为了省油，发动机的涵道比越来越大，越来越胖，到CFM56，风扇直径就达到1.73米了。
至于为啥说涵道比越大，发动机越省油，定性的解释，就是涵道比越大，它喷出的气就越多，温度就越低，流速也越低，转化为推力的效率就更高。

发动机越来越胖，眼看着要碰到地面。波音也着急，说这不行，得赶紧改。咋改呢，最简单的，把起落架搞长点不就行了吗？这么改，说着简单，实际上可不容易。
737的每一代更新，基本都是在上一代的基础上修修补补改过来的，机身外形和结构变化不大。
这么做，新飞机就能少做很多试验，也更好说服适航局，更快拿到适航证，早点卖，就能早点赚钱。
毕竟空客在后面快马加鞭赶着呢。而且，改动少一点，航空公司也高兴，培训飞行员和机务，都省很多事。所以，只要能实现新一代的技术指标，在老一代的基础上，确实改动越少越好，对各方都有好处。

你想想，起落架这么关键的部件，你如果给它加长了，试飞取证肯定会麻烦很多。这还不是最关键的，飞机这种几百万个零部件的复杂系统，能真正让你感受到什么叫牵一发而动全身。
假设，刚开始，波音老板说了，起落架长点也没事，我忍了，长痛不如短痛。
波音这种百年巨头，有全世界最优秀的工程师队伍。他们一合计，就给老板说。老板你看这飞机起落架是怎么收起来的，它是往中间收的。这意味着，如果把它加长了，就要给起落架舱留更多的空间，但是那个地方寸土寸金，没有空间啊。
那咋办呢？就要把机身加宽点。老板一听，好家伙，这不行，改动太大了，整机还要重新吹风洞，甚至重新进行强度试验。这跟设计一架新飞机不差多少事啊。最后一合计，说这短痛也太痛了，这么整空客肯定要来摩擦我了，不行这起落架我不改了。

那不加长起落架咋办呢？波音这种百年巨头，有全世界最优秀的工程师队伍。他们想了个办法，既然起落架不能加长，那我把发动机下面做平点不就行了吗？这样离地高度能增加很多呢。
于是，发动机就开始变丑了。第二代，737-300，连进气道都是扁的，不光丑，还一定程度上影响发动机进气。

后来，航空公司说发动机太丑了，乘客经常打电话投诉，说这扁发动机把小孩都吓哭了。到第三代，737-800，发动机没有上一代扁了，至少进气道看着是圆的了。
到第四代，老对手空客扛着发动机风扇直径达到1.98米的A320，堵在了门口，波音又慌了。

发动机越来越胖，起落架又不能加长，下面也不能做太扁，不然吓哭小孩。那咋办，眼看着发动机要擦地啊！波音这种百年巨头，有全世界最优秀的工程师队伍。
他们惊喜地发现，发动机如果在机翼正下方，机翼就限制了发动机的高度，那如果把发动机移动到机翼前面，问题不就解决了吗？一拍大腿，这想法简直完美。谁也没规定发动机必须在机翼正下方啊。你看还有很多飞机的发动机装在屁股上呢。
最终，737max的发动机做的很靠前，发动机的最高点，是比机翼的最高点高的，小孩不哭了，老板也笑了。但是在这有必要插一嘴，虽然波音是一个百年巨头，有全世界最优秀的工程师队伍，但是他们也妥协了。
波音用的Leap-1B发动机，相比空客用的Leap-1A和和商飞用的Leap-1C，涵道比是最小的，只有9，另外两家都是11。也就是说，CFM供给波音的发动机，也是苗条款的。不过问题不大，瑕不掩瑜，这都是小让步。


但是，后来波音发现，这种发动机前移的完美方案有个bug。737max发动机做的太靠前，导致起飞抬头时，尤其是大推力爬升阶段，发动机的推力会产生一个力矩，导致飞机绕着重心抬头，增大飞机的攻角。飞机爬升需要有攻角，但是攻角太大，会失速，会摔飞机的，很危险，这一点咱之前也专门讲过。

那咋办呢？波音这种百年巨头，有全世界最优秀的工程师队伍。他们给这个bug打了个补丁，给飞机的飞控系统加了个程序，叫机动特性增强系统（MCAS）。
它如果检测到飞机的攻角太大，快失速了，会自动调整飞机的水平安定面，往上抬飞机尾部，减小攻角，防止失速。

这个设计，理论上来说OK的。但是，有两个问题。
第一个问题，波音为了让737NG的飞行员，能够无缝衔接地去飞737max，最大程度地降低成本。故意淡化了这个系统的存在，导致飞行员都不知道还有这个功能。
这就导致，一旦这个系统出问题，开始可劲儿往下压机头，飞行员根本不知道咋回事，只能一个劲的抬机头，和这个系统打架。
第二个问题，这个系统设计的容错率太低，只要有一个测攻角的传感器给数据，它就开始压机头。这意味着，只要坏一个传感器，后果就很危险了。这两个问题叠加，后果就更严重了。

在飞机的安全设计上，一个大原则，就是越重要的东西越不容易坏。知道了这个原则，你再看737max的机动特性增强系统，不太对劲。
首先，它非常重要，飞机正昂着头爬升呢，它可以往下压你的机头，这能不重要吗？第二，它坏掉的可能性够低吗？从结果来看，显然不够低。只要一个传感器出问题，系统就被激活了。
那咋办呢？很直接的两个办法，第一个，你要让飞行员知道有这个系统，而且这个系统开始工作之后，你要告诉飞行员。如果飞行员认为这个系统在不该工作的时候工作了，可以把它关掉。
第二个，祖传手艺，给传感器加冗余。装个两个，三个，甚至四个。只有多个传感器同时测出来攻角太大了，才开始往下按机头。很显然，所有传感器全部坏掉的可能性，肯定已经足够低了。
然而，波音为了赶工期，为了降成本，选择了赌一把。最终，印尼狮航和埃塞俄比亚航空两架737max，在起飞爬升阶段，飞行员和这个机动特性增强系统进行殊死搏斗后，也没能拯救飞机，以及飞机上的几百人。

737飞机飞了半个多世纪，成为一代名机，成为波音的印钞机，但是也背负了沉重的历史包袱。一代代升级，一代代改进，发动机圆了扁，扁了圆，最终，小孩不哭了，老板也不哭了，但是乘客哭了。