一个时代的结束——纪念747之父乔·萨特

万磁王

作者：晨枫
来自空翼

　　2016年8月30日，乔·萨特（Joe  Sutter）在华盛顿州布莱莫顿因为肺炎感染而去世，终年95岁。乔·萨特被誉为“波音747之父”，但他的成就不至于波音747，差不多可算波音的再造之父，他也开创了民航的一个时代。

乔·萨特，波音的再造之父

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　　萨特在1921年3月21日生于西雅图，家就在波音工厂附近。但他加入波音其实有点偶然。父亲来自斯洛文尼亚，在肉加工厂干活。萨特从小痴迷于飞机，在华盛顿大学读航空工程的时候，已经一边送报纸赚点小钱，一边在波音生产线上做半天工，半工半读。
　　大学毕业时，二战正打得如火如荼，萨特加入美国海军，基本上在“爱德华·艾伦”号驱逐舰上度过，在大洋上追逐潜艇。战后，萨特进海军工程学校深造，毕业后在道格拉斯飞机公司找到工作，但他没去，而是去了波音。这里是他的家乡。更重要的是，妻子南希刚怀孕，她也来自西雅图，她想离家近点。这是波音的运气。

在二战年代，萨特基本上在这艘驱逐舰上度过，在大洋上追逐潜艇

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　　威廉·波音建立以自己名字命名的公司后，一路发展，打造了不折不扣的波音帝国，旗下包括波音飞机公司、波音航空运输公司（主要经营航空邮运）和收购进来的普拉特·惠特尼、哈密尔顿（制造螺旋桨）、西科斯基（水上飞机和直升机）、诺斯罗普（飞机）等。但1934年在反托拉斯法的强力介入下，波音帝国被肢解，只剩波音飞机公司，其他部分都独立出去了，其中包括从波音航空运输公司演变过来的联合航空公司（United  Airline）。
　　在民航飞机方面，波音在30年代的波音247的短暂辉煌后，落后于道格拉斯了，道格拉斯的DC-3太成功了，这是第一种单靠客运业务而不是歪门邪道的飞行表演或包机就可以营利的客机，而不是一个贴钱的新鲜玩意。DC-3  的军用型C-47是第二次世界大战中美军最重要的军用运输机，从中印驼峰空运到诺曼底登陆到，立下赫赫功勋。

30年代的时候，波音247曾有过短暂的成功

但DC-3才是真正的赢家

波音377是战后初期最重要的波音客机，这也是最后一架波音螺旋桨客机

波音367-80，这是日后大名鼎鼎的波音707的原型，萨特在这个时代加入波音

萨特还参加了波音727的工作，负责襟翼设计

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　　波音的轰炸机非常成功，差不多垄断了二战中美国的重轰炸机。波音通过B-17和B-29建立了巨大的产能，战后想重回民航市场，用B-29的机翼和发动机，配以全新的机身，设计了C-97运输机，波音代号为367型。C-97成为战后初期美国载重量最大的运输机，在柏林空运中发挥了重要的作用，KC-97也称为第一代加油机。为了重温波音247的好时光，波音将波音367进一步开发成双层机舱的波音377客机，以重新打进由波音247开创但在DC-3那里失去的大型豪华客机市场。波音377是波音的最后一架螺旋桨客机，在当时属于空前的豪华，上层可以设卧铺，缓解长途空中旅行的疲劳；下层是酒吧，供旅客在空中休闲，上下有旋转楼梯连接。但是波音377的销路不怎么样，只售出55架。
　　波音的财路还是在于空军，B-47成为第一架喷气式轰炸机，B-52轰炸机至今依然是美国空军的重磅打手。但波音的心在民航上。喷气时代已经来临，面对天文数字的研制经费，波音清楚地知道航空公司不会愿意垫付新型喷气客机的研制费用，所以波音以喷气式加油机为名，试图将美国空军拉下水。但美国空军不理波音的茬，波音只得单干。在B-52试飞成功一周后，波音决定倾入战后所有利润的2/3，以1千6百万美元的巨资，向喷气式客机冲击。波音用B-47的机翼和翼下吊挂发动机的布局，配以波音377的机身，开始了新机的设计，命名为367-80，最终成为划时代的波音707。萨特就是在这时加入波音的。
　　这是速度的时代，康维尔（后通用动力，现并入洛克希德）的CV-990速度最快，成为业界标杆，波音707相形见拙了。萨特重新设计了翼根，降低了跨音速阻力，在一定程度上补上了速度差距，而避免了全盘重新设计机翼。
　　萨特也参加了波音727的研制，主持了先进的襟翼设计。波音成功地推出四发远程的波音707后，再接再厉，推出三发中程的波音727，缩短机体，三发尾置。尾吊三发在60-70年代是很时髦的布局，波音727、三叉戟、图-154都采用这一布局。尾吊三发的位置比翼下吊挂要高，对跑道上的异物不敏感，还有自然压尾抬头以利用机体升力的作用。为了便于只有中等长度跑道的二线机场使用，波音727比波音707更强调短距起落性能，因此萨特的襟翼十分重要。
　　萨特更大的贡献在于波音737。这架飞机如此重要，以至于60年后依然是波音的主力机型之一，这也是历史上产量最大的民航客机，至今累计产量已经约9200架，算入确认订单数则已经超过13500架，甚至超过战时B-17轰炸机的产量！

以数量而言，波音737是民航世界无可争议的世界冠军

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　　作为波音三剑客，波音737用于的是短程客运，杰克·斯坦纳担任总设计师。斯坦纳也是波音727的总设计师。但法国南方“快帆”、道格拉斯DC-9、英国BAe.111已经投入使用，波音737必须有明显的优点才有竞争力。“快帆”、BAe.111、DC-9都是每排4-5座、尾吊双发布局，波音737的最初设计也是差不多的格局。但斯坦纳决定用波音707的机体截面，也就是说，每排6座。机体越宽大，每排座位数越多，一般说来也越舒适。从航空公司角度来说，调整座位间距以平衡经济舱座位和商务舱作为也有更多的操作空间，未来要加长机体增加容量也方便。加大直径的机体也有较大的地板下空间，除了旅客行李，可以顺带运一点货。对于波音来说，还有利用现有设计和制造设施的便利。

60年代典型短程客机基本上都采用尾吊双发布局，这些是法国“快帆”、英国BAe111、麦道DC-9

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　　但机体直径加大后，尾吊发动机与机体的间距需要增大，才能减少不利气动影响。这样一来，尾吊的优点荡然无存了。萨特在波音727的研制中体现了才华，这是被斯坦纳要来，作为主要副手。萨特提议，何不把发动机搬到翼下？不过这不能是波音707的双发版，不可能简单照搬。波音707是远程客机，起落架较长问题不大，反正以大机场为主，有完善的舷梯伺候。波音737是短程客机，以中小机场为主，原设计甚至要求不需要舷梯，可以直接用飞机自带的机舱门翻转成梯子，供旅客上下。飞机还要求能在较简陋的跑道上起飞、着陆，所以起落架不能很长。但这样一来，翼下发动机的离地净空就不够用了。
　　萨特在反复斟酌之后，创造性提出，取消吊架短舱，发动机直接装在机翼之下，最大限度地利用翼下净空。问题是吊架加短舱不仅避开了发动机与机翼的互相干扰，万一发生发动机爆炸或者涡轮碎裂，短舱本身还有围堵碎片的功能。直接安装在翼下不仅没有了短舱的保护功能，碎片还可能直接击中翼内油箱。萨特提出，把发动机往后悬吊，最危险的涡轮部分伸出到机翼后缘之后，就避开了这个问题。当然，要是碎片刚好横着飞，击中机舱，那个倒霉蛋就要希望买票的时候换一个座位了。

第一架737在总装中

第一代波音737-100

注意发动机的位置

发动机与机翼之间没有吊架

波音737特意为短途航线设计，结实耐用，这是NASA试验，但凸显了在简易跑到上起降的能力

主起落架的轮子直接收入机腹凹腔，连盖板也没有，同样来自短程航线的设计

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　　斯坦纳很赞赏这个设计，但出于严谨，斯坦纳也一个副手组成红队，用尾吊双发方案；萨特和一个助手组成蓝队，用翼下双发方案。两队各自提出计算各项技术、经济指标，给定时间是两个月。但才两个星期，萨特的方案就决定性地胜出了。不为别的，萨特把发动机移到翼下，机尾空出至少两排座位，这就是纯盈利。本来这里只能布置厨房、卫生间，因为发动机太近，万一涡轮盘碎裂，造成旅客杀伤的概率太大。斯坦纳和萨特为波音737获得专利，两人的专利费是一人50美刀，在60年代应该够请家人吃喝一顿了，但也仅此而已。
　　波音737从“经典型”发展到“新一代”，现在又深度发展到MAX。早年短粗的机体已经被一再拉长，航程上则早就超过了波音727，甚至达到早期波音707的水平，已经开始用于北美东海岸到欧洲西海岸的大西洋越洋飞行。

波音737成为民航传奇，一代又一代经久不衰，这是成为“新一代”（NG）的-600、-700、-800、-900

最新的MAX也已经首飞

　　斯坦纳的3+3机舱是神来之笔。宽大的机舱不仅更舒适，尤其是靠窗座位机舱侧壁的弧度较小，侵入头部空间较少，靠窗旅客不必不由自主地偏着头乘坐。机舱宽大是，头顶行李空间也更高大更宽深。这对现在的航空公司规则尤其重要。在各大航空公司为了增加盈利而限制免费托运行李的今天，越来越多的人选择多带随身行李。即使在完全符合航空公司规定尺寸的情况下，2+2的头顶行李箱也很难容纳所有旅客的随身行李，尤其是硬的行李箱，造成被迫在登机桥托运随身行李。不仅给航空公司增加麻烦，也给旅客增加烦恼，很多时候登机桥托运的行李最后随大件一起从转盘上出来，要是不小心把护照放入本来随身携带但在登机桥托运的行李中，过海关都成问题。3+3的机舱就较少这样的问题。

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　　在不断发展中，萨特的翼下发动机布局最终也带来一些困扰。涡扇发动机的涵道比越高，油耗和噪声越低，但直径也越大。波音737的翼下空间本来就有限，大幅度增加发动机直径有困难。从第二代的波音737-300开始，发动机附件重新安排，短舱的底部变得扁平，以满足翼下净空要求。到-800，上圆下扁的钟形正面已经成为新一代波音737的招牌形象。另外，发动机的安装也从萨特时代的紧贴机翼下前移到机翼前方，实际上整个发动机都在机翼前，喷口都与机翼前缘齐平了。这样一方面把机翼厚度也利用起来，只要外涵道喷气与机翼下表面有足够间距，最新的波音737MAX的发动机短舱上表面甚至可以高于机翼上表面，最大限度地增加发动机直径，另一方面依然满足涡轮盘碎裂时不至于击穿机翼油箱的要求。不过翼下空间的限制最终还是一个限制，最新一代波音737MAX只能用直径较小的通用电气-斯奈克玛LEAP发动机，而不能用直径更大、涵道比更高的普拉特·惠特尼PW1000G齿轮减速涡扇。

后来型号为了加大发动机直径，便于提高涵道比，发动机不断前移，现在已经实际上整个悬吊在机翼前缘之前了，这是-500

发动机短舱的下唇压扁，争取一点离地距离，这是-800

最新的MAX8也是一样，发动机短舱的上缘实际上和机翼前缘齐平了

但最终基本设计决定了737只能用LEAP发动机，而A320可在LEAP和PW1000G之间选择

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　　如今，每排5-6座、翼下发动机已经成为中短程客机的标准布局，除了ARJ21，当年为之纠结的尾吊发动机在新设计的中短程客机上已经罕见。波音有意研发波音737的替换机型好多年了，就是下不了手。太成功的设计也有这一点不好，坛坛罐罐太多，太难推倒重来了。在可预见的将来，波音737仍将是波音的基本中短程客机。

3+3的宽度使得机舱较舒适，行李箱空间充裕，这还是早期的-200

除了行李箱设计改进了，新737的机舱大体相同

基本截面在最新的737MAX上照样还能用

相比之下，DC-9就要局促得多

2+2的巴西E190和加拿大CRJ等更加局促，常常标准随身箱子装不进头顶行李箱

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　　但萨特最大的贡献在于波音747，这不光是波音的重生之战，也开创了民航的宽体时代。萨特是波音747 的总设计师，被誉为“747之父”。
　　在波音忙于三剑客的时候，民航世界步入了超音速时代。如果燃油消耗相当，在同等载客量的条件下，一架M2.0的超音速客机的实际运能相当于2.5架M0.8的亚音速客机。英法在紧锣密鼓地研发“协和”式，苏联的图-144紧追不放，美国当然不能落后。由美国国会授权，FAA主持，洛克希德、道格拉斯和波音各自提交超音速客机设计，最后波音方案入选，命名为波音2707，意为2倍音速的波音707。这也是历史上唯一一次美国政府主导民航客机的研制。波音2707比“协和”式更大更快，采用变后掠翼，要求达到250-300人的载客量和三倍音速的速度，航程不光要能够覆盖北大西洋航线，还要能够覆盖太平洋航线。但这实在太超前，1971年5月20日，美国国会以215票对204票的微弱多数决定波音2707项目下马。

60年代，美国也加入了超音速客机竞赛，试图推出波音2707这样的变态，还好及早收手

10亿（60年代币值！）美元之后，只有这么一个木质模型

　　这正好是越南战争和阿波罗计划的尾声，美国航空工业正在进入瘦身期。波音2707项目的下马和随后的惨痛时光至今是波音历史上不敢直面的一页，波音飞行博物馆里，有波音历年来所有的量产型客机，甚至有竞争对手“协和”式客机，但没有波音2707的身影。残存的波音2707-300的全尺寸木质模型只有左半留存，10亿美元的投资最后只有这么一件看得见、摸得着的东西。计划下马后，模型以9万美元的价格卖出去，大概卖的是木头的价。模型辗转流浪于各航空博物馆很多年后，现在回到西雅图，在波音飞行博物馆里修复。
　　在超音速如火如荼的1968年，西雅图组建了一支NBA球队，取名“超音速”队（The  Supersonics）。波音对超音速没了干劲后，西雅图对超音速也泄了气，“超音速”队变成了“音速”队（The  Sonics），如今索性改名“雷电”对，搬家到俄克拉何马城去了。