Самолет Boeing 737 MAX - обзор

Программа Boeing 737 MAX представляет собой наглядный пример того, как стимулы могут формировать поведение сложных технических и экономических решений систем, которые приводят к серьезным проблемам. Спустя более века авторитет Боинга как производителя безопасных коммерческих самолетов оказался под сомнением. Как 737 MAX вернет доверие регулирующих органов, клиентов авиакомпаний и пассажиров, в настоящее время остается открытым вопросом.

Семейство Боинг 737

Boeing разрабатывает 737, начиная с 1964 года, как ближнемагистральный и малотоннажный член семейства узкофюзеляжных реактивных лайнеров Boeing. Он использует то же поперечное сечение фюзеляжа, кабину и технологию управления, что и у предшественников - моделей 707 и 727. Первоначальная конструкция посадочных мест (на Боинге 737-100) рассчитана на 85 пассажиров. Однако авиакомпании считают, что этот самолет слишком мал, и первой крупной серийной версией является удлиненный 737-200 со 102 местами в двух классах.

Поскольку Боинг 737 предназначен для обслуживания второстепенных аэропортов с менее развитой инфраструктурой (трапы для посадки вместо терминалов, ограниченное оборудование для загрузки багажа и обслуживания двигателей и т. д.), он спроектирован с коротким шасси, чтобы фюзеляж располагался как можно ниже. Первоначальные двигатели представляют собой ТРДД JT8D малого диаметра с малой двухконтурностью, установленные непосредственно под крыльями без пилонов.

После довольно медленного начала продаж Боинг 737 становится очень популярным и в конечном итоге оказывается самым массовым семейством авиалайнеров в мире (выпущено более 10 500). Он вытесняет практически всех своих ранних конкурентов в сегменте малых реактивных лайнеров (например, Douglas DC-9, BAC 1-11, Fokker F28/F50/F100, Sud Caravelle, BAe 146 и т. д.).

Конструкция расширена до ряда ростовых версий с разной длиной фюзеляжа - к ним относятся 737-300, 737-400 и 737-500. В качестве двигателей для новых версий выбраны более мощные ТРДД CFM-56 большой двухконтурности. Для размещения двигателей большего диаметра с высокой степенью двухконтурности при сохранении достаточного дорожного просвета гондолы установлены выше и дальше вперед, а корпуса гондол сплющены в нижней части.

Самое большое изменение произошло с серией 737 Next Generation (737NG), которая отличается увеличенными и переработанными крыльями, увеличенными топливными баками для большей дальности полета, новыми кабинами и форсированными двигателями CFM-56. Серия 737NG впервые производится в 1996 году и включает модели 737-600, 737-700, 737-800 и 737-900.

Все новые версии сертифицированы FAA (Федеральное управление гражданской авиации США) в соответствии с первоначальным сертификатом типа 737, даже несмотря на то, что самые большие версии 737NG имеют почти в три раза большую пассажировместимость (230 при максимальной плотности), вдвое большую мощность двигателя, вдвое большую дальность полета, цифровые «стеклянные» кабины и обслуживают другие сегменты рынка, чем оригинальный дизайн 737.

Крупнейшим заказчиком Boeing семейства 737 является Southwest Airlines, парк которой состоит исключительно из вариантов 737. Как и ряд других клиентов Boeing, Southwest хочет, чтобы ее пилоты могли летать на любой версии 737 в ее парке с одним сертификатом пилота и общей подготовкой.

Происхождение 737 MAX

Семейство Airbus A320 (A320, A319, A321 и A318) становится основным конкурентом семейства 737. При первом полете в 1987 году A320 представляет собой чистый лист бумаги, не привязанный к предыдущим самолетам Airbus. Поскольку он не оптимизирован для обслуживания второстепенных аэропортов, он имеет более высокую стойку и большой дорожный просвет для размещения двигателей большого диаметра. Семейство A320 хорошо продается.

Airbus представляет семейство A320 Neo, оснащенное новой технологией сверхэкономичных двигателей с двигателями большего диаметра, конфигурация A320 легко вмещает новые двигатели. Первый полет состоялся в 2014 году. Благодаря улучшенным экономическим характеристикам семейство A320Neo стало очень привлекательно для клиентов.

Чтобы не потерять продажи узкофюзеляжных лайнеров следующего поколения в пользу Airbus, Boeing решает, что ему необходимо создать новое семейство 737 с сопоставимыми сверхэффективными двигателями. Это становится следующей ступенькой в развитии в виде серии 737 MAX, который тесно связан с семейством 737NG (737-600, 737-700, 737-800 и 737-900). Чтобы иметь возможность устанавливать двигатели большего диаметра на конструкцию 737 MAX, гондолы двигателей сдвинуты еще дальше вперед и выше, чем у предыдущих двигателей CFM 56.

Продажа семейства 737 MAX

Boeing начинает агрессивно продвигать 737 MAX как аналогичный предыдущим вариантам 737, но гораздо более экономичный в эксплуатации. В резюме утверждается, что для перехода к пилотированию 737 MAX от пилота 737 практически не требуется дополнительной подготовки - достаточно часа или двух для изучения учебного материала на iPad. Boeing принимает заказы почти на 5000 самолетов 737 MAX и планирует производить около 60 единиц в месяц.

Летные характеристики 737 MAX

Предыдущие модели 737 имели центр тяжести значительно впереди центра подъемной силы. В сваливании при нейтральном управлении самолет будет снижаться и восстанавливаться самостоятельно. Естественной силе опускания носа противодействует подъемная сила вниз, создаваемая горизонтальным стабилизатором. Эта подъемная сила создает сопротивление и увеличивает расход топлива самолета. Похоже, что Boeing изменил соотношение между центром тяжести и центром подъемной силы 737 MAX, чтобы свести к минимуму эффект триммерного сопротивления и оптимизировать эффективность.

В ходе летных испытаний было обнаружено, что варианты 737 MAX имеют летные характеристики, которые значительно отличаются от предыдущих 737-х. Это особенно верно при больших углах атаки, когда подъемная сила корпуса от больших гондол двигателей, установленных перед крыльями, создает большую силу подъема носа. Центр подъема смещается вперед, тяга низкорасположенных двигателей, действующих ниже центра тяжести, также обеспечивает подъемную силу. Этот последний эффект особенно заметен при высоких уровнях мощности.

Без корректирующих действий при большом угле атаки 737 MAX будет продолжать увеличивать тангаж, что приведет к сваливанию. В результате Boeing считает, что конструкция 737 MAX не соответствует критериям летной годности Федерального авиационного управления (FAA) по стабильности, в частности Федеральному авиационному регламенту (FAR) 25-173. Если угол атаки самолета превышает 14 градусов, носовая часть будет подниматься самостоятельно до тех пор, пока самолет не остановится, если не будут предприняты корректирующие действия.

Выводы

Экономические стимулы заставили Boeing производить продукт с недостатками, что серьезно подорвало его репутацию надежного поставщика безопасных самолетов. Продавая 737 MAX как не требующий подробного сертификационного анализа и серьезной подготовки пилотов для работы с новыми характеристиками самолета, Boeing не выполнил свои обязательства по честности перед регулирующими органами, клиентами авиакомпаний, летными экипажами и пассажирами. Даже в настоящее время (декабрь 2022 года) неясно, когда могут быть выполнены соответствующие корректирующие действия, чтобы сделать самолет 737 MAX безопасным для возвращения в регулярные рейсы авиакомпаний, даже несмотря на то, что большое количество немодифицированных самолетов продолжает сходить с производственных линий.