Рoждение летающего слoника. Ранние проекты Boeing 747
В середине 60-ых годов у большинства авиакомпаний наблюдалось непрерывное увеличение пассажиропотока. Кроме стандартных маршрутов стал расти спрос на полёты в различные азиатские страны и страны Ближнего востока. Существующие на тот момент лайнеры уже не справлялись с нагрузкой, аэропорты были переполнены, а появление сверхзвуковых машин, способных решить эту проблему, задерживалось из-за сложности их разработки. Стало ясно, что нужны новые большие авиалайнеры, которые смогут перевозить за раз более 200 пассажиров и работы над такими машинами были начаты практически во всех крупных авиастроительных фирмах. В большинстве своём они велись в инициативном порядке, в надежде на серьёзный спрос на крупные лайнеры и больших авиаперевозчиков. Чуть более повезло Boeing, получившей гарантированный заказ от Pan American World Airways, позволявший работать над проектом без опасения закрытия из-за отсутствия заказов.
Ещё в 1964 году в Boeing приступили к разработке версии Boeing 707 вмещающей более 200 пассажиров. Как и во множестве подобных проектов того же времени, это было достигнуто банальным удлинением фюзеляжа самолёта. Вариант 707-820 перевозил 279 пассажиров и был длиннее 707-320B почти на 17 метров. На самолёте устанавливались новые более мощные двигатели JT3D-15, а размах крыла был увеличен на 3 метра. Именно этот авиалайнер и был предложен PanAm в качестве решения проблемы роста пассажиропотока, но был подвергнут разгромной критике. Подобная серьёзная переделка Boeing 707 стоила в разработке почти как создание нового самолёта, при этом получаемый выигрыш в пассажирах был не так уж и велик. Кроме того, длинный фюзеляж создавал проблемы при взлёте, посадке и рулёжке, а также негативно сказывался на прочности конструкции. Стало ясно, что надо искать другое решение.
Модель Boeing 707-820.
В тоже время в PanAm были окончательно сформированы максимальные требования к новому самолёту. Предполагалось создать лайнер вместимостью до 400 человек, скоростью полёта до 0.9 Мах при этом способный эксплуатироваться с уже существующих крупных аэродромов. Достижение таких параметров требовало серьёзных вложений в разработку, но в PanAm были готовы потратить немаленькие суммы. После отказа от 707-820 в Boeing изучался вариант создания двухпалубного лайнера из двух фюзеляжей 707, но такая конструкция не могла удовлетворить требование по пассажировместимости. Было решено начать работу над совершенно новым самолётом, получившим внутреннее наименование Model 747. Для упрощения работ крыло, хвост и некоторые элементы конструкции фюзеляжа были позаимствованы с проекта сверхтяжёлого транспортного самолёта CX-HLS, проигравшего на конкурсе конкуренту из Lockheed (будущему C-5 Galaxy). В проекте снова была использована двухпалубная компоновка, это был среднеплан с крылом и оперением от Boeing CX-HLS. В движение самолёт приводили четыре новых двигателя Pratt & Whitney JT9D, тоже перекочевавшие с транспортного варианта. Всего было подготовлено три проекта: 747-3 на 363 пассажира, 747-4 на 311 пассажиров, 747-5 на 433 пассажиров.
Boeing Model 747.
Сравнение размеров Boeing Model 747 и Boeing 707.
В целом инженерам Boeing удалось разработать машину, отвечающую требованиям заказчика, и единственным недостигнутым параметром была скорость: вместо 0.9 Мах максимальная скорость Model 747 составляла 0.84 Мах, что было приемлемым отклонением. Почти весь 1965 год проводились дополнительные исследования компоновки, прорабатывалась конструкция различных узлов. Так, из-за большой цены двигателя JT9D, рассматривался вариант использования только трёх моторов, с размещением одного в киле самолёта. Этот вариант был отвергнут по соображениям безопасности, поскольку на двух JT9D нормальный полёт Model 747 был невозможен. Уже на данном этапе проектирования стало ясно, что проект выходит слишком дорогим и уже существующий заказ от PanAm на 25 самолётов не мог покрыть расходы на его создание. Было принято решение начать продвижение самолёта другим компаниям. В кулуарных разговорах до представителей авиаперевозчиков доводилась общая информация о самолёте и о том, что вся разработка уже оплачена PanAm, а значит можно не бояться, что проект закроется. Так ещё до презентации проекта некоторые фирмы высказали заинтересованность в появлении у них подобного авиалайнера.
Схема пассажирского салона Boeing Model 747-3. Кликабельно.
Сравнение разрезов Boeing Model 747-3 и Boeing 707.
В октябре 1965 года Model 747 была представлена руководству PanAm. Если по своим характеристикам самолёт полностью удовлетворил заказчика, то вот к его конструкции были претензии. Основная из них – размещение второй пассажирской палубы ниже крыла. Такая конструкция не могла гарантировать безопасность пассажиров второй палубы при посадке "на брюхо" без шасси или при посадке на воду. В PanAm хотели получить машину, которую смело бы можно было назвать одной из самых безопасных на рынке, потому они потребовали переделки проекта. Были высказаны и другие более мелкие претензии к внутреннему устройству самолёта. В итоге было решено проект переделывать, при этом, представители PanAm согласились с сохранением двухпалубной конструкции. Кроме того было сообщено, что в PanAm намерены пустить самолёт на линии уже в 1970 году, а значит у Boeing оставалось всего 4 года на разработку и постройку самолёта.
Модель Boeing Model 747.
Из-за столь сжатых сроков Boeing пришлось привлекать дополнительных специалистов к проектированию и увеличивать финансирование. Всё это делало программу 747 крайне опасной для фирмы, в случае её провала или малого коммерческого успеха убытки были бы критическими. Поэтому для уменьшения риска было принято решение не вносить уже в существующий проект много изменений. Крыло самолёта просто переехало вниз, и из среднеплана Model 747 стал низкопланом. Это привело к увеличению нижней палубы и пассажировместимости до 463 человек в максимальном варианте. Кроме устранения замечаний PanAm по внутреннему устройству была проведена небольшая доработка аэродинамики самолёта, для меньшего расхода топлива. К январю 1966 года был построен полноразмерный макет самолёта с полным интерьером пассажирского салона. Макет был представлен представителям PanAm, которые в целом были довольны достигнутым результатом. Смущали лишь размеры самолёта, так из-за высоты киля в 21 метр, Model 747 не помещался в стандартный ангар, но это было решено тем, что киль был выполнен складывающимся. В Boeing уже начали подготовку к постройке самолёта, но всего спустя месяц PanAm выразило желание полностью переработать проект.
Двухпалубный Boeing Model 747 в варианте низкоплана.
Причиной столь резкой перемены мнения по иронии стал успех Boeing в немного другом направлении. В январе 1966 года до представителей авиаперевозчиков США были доведены данные финальных вариантов двух перспективных американских сверхзвуковых лайнеров: Boeing 2707 и Lockheed L-2000, вселяла оптимизм и информация о прогрессе европейского сверхзвукового лайнера. Всем стало ясно, что появление этих самолётов уже не за горами и отношение к Model 747 резко изменилось. Теперь этот самолёт рассматривали исключительно как переходную машину, которая будет быстро заменена сверхзвуком. Списывать недолго прослужившие машины было бы глупо, потому возникла идея последующего перевода всех 747 в транспортный флот. Но в существующей конструкции переделать под грузовую можно было только нижнюю палубу. Потому в PanAm предложили Boeing переработать самолёт так, чтобы весь полезный объём мог быть использован не только для размещения пассажиров, но и для транспортировки грузов. Поскольку сроки разработки никак не изменились, в Boeing приняли решение вести работы сразу над двумя проектами: первый предполагал создание однопалубного лайнера по требованиям PanAm, во втором разрабатывался двухпалубный самолёт. В двухпалубном варианте было решено снова не рисковать с новыми конструкциями, и просто доработать проект Boeing CX-HLS в пассажирский самолёт. Этот вариант получил новое наименование - Model 757.
Boeing Model 757.
Конструкция изначального транспортного самолёта перекочевала на Model 757 практически без изменений. Выбор схемы высокоплана позволил увеличить пассажирский/грузовой отсек, кабина пилотов по примеру исходного варианта была перенесена в "горб" над верхней палубой, что позволило в перспективе с лёгкостью переделать самолёт под грузовой люк в носу. За кабиной пилотов размещалась зона отдыха экипажа, так же полученная в наследство от Boeing CX-HLS. В итоге благодаря также и более широкому фюзеляжу позволило вместить в Model 757 568 пассажиров. Но если для транспортного самолёта компоновка высокоплана была приемлема, то в пассажирском варианте возникли все те же проблемы с безопасностью что и на первом варианте 747, дополнительно добавился и большой шум в салоне из-за расположения двигателей на одном уровне с ним.
Схема пассажирского салона Boeing Model 757.
Разрез Boeing Model 757.
Однопалубный вариант сохранил наименование Model 747 поскольку разрабатывался на его основе. В качестве фюзеляжа новый вариант получил фюзеляж старой модели, немного расширенный и лишённый верхней пассажирской палубы. Достаточно необычным решением стало размещение кабины пилотов ниже пассажирского салона, из-за чего самолёт получил необычный внешний вид и прозвище "Муравьед". Сделано это было так же в расчёт на будущую эксплуатацию самолёта как транспортного. В носу мог бы быть размещён носовой люк, аналогичный существующему сейчас Airbus A300-600ST Beluga. Также это решение позволило разместить иллюминаторы и в носу, потому пассажиры первого класса могли получить обзор вперёд как пилоты самолёта. Но даже несмотря на удлинение и расширение фюзеляжа количество пассажиров не удавалось поднять более 370, что не удовлетворяло заказчика.
Модель Boeing Model 747 "Муравьед".
В инициативном порядке группа инженеров прорабатывала и вариант создание многофюзеляжного пассажирского самолёта. Рассматривался вариант использования для этого проекта, доработанного под однопалубную компоновку фюзеляжа Model 757. Были исследованы двухфюзеляжный вариант на 450 пассажиров и трёхфюзеляжный вариант на 650 пассажиров. После испытания моделей в аэродинамической трубе и дополнительных расчётов стало ясно, что обеспечить прочность соединения двух больших фюзеляжей будет очень трудно, а в полёте такая машина будет почти неуправляемой. Потому от дальнейшей проработки этих вариантов отказались. Поскольку из-за сжатых сроков разработка велась в стиле "мозгового штурма" было проработано множество других необычных вариантов большого пассажирского самолёта, информация о которых пока что мне неизвестна.
Многофюзеляжные варианты Boeing Model 757. Обратите внимание, что двигатели размещены в двух гондолах по два.
К началу лета 1966 года стало ясно, что ни один из разрабатываемых вариантов полностью не удовлетворяет требованиям PanAm. И вновь специалисты Boeing последовали традиции выбирать самое простое решение и совместили элементы проектов в одном. От "Муравьеда" пришла однопалубность, конструкция крыла и хвостовой части и некоторые решения по пассажирскому салону. От 757 достался сам фюзеляж, хоть и в немного уменьшенном виде, конструкция носовой части и знаменитый горб с кабиной пилотов. И даже от проектов многофюзеляжников были позаимствованы некоторые решения по переделке фюзеляжа 757. В итоге количество пассажиров в максимальном варианте удалось довести до 440 пассажиров, при сохранении однопалубной компоновки и возможности размещения грузового люка. Этот вариант и был представлен в PanAm в июле 1966 года.
Модель однопалубного варианта Boeing Model 747 с "горбом".
Новый Boeing Model 747 получил положительную оценку от заказчика, хотя самолёт и требовал некоторых доработок. Так было решено продлить пассажирский салон в пустовавшую носовую часть лайнера. Хоть с одной стороны это и немного усложнило бы переделку самолётов, с другой это позволяло укоротить Model 747, сохранив неизменной пасажировместимость. К этому времени предварительные заказы на Model 747 поступили от Air France, Lufthansa и JAL, доведя количество заказанных машин до 35 штук. Хоть этого количества по-прежнему не хватало, чтобы гарантировано купить проект, руководство Boeing решает рискнуть и приступить к постройке первого прототипа уже просто Boeing 747.
Финальный вариант Boeing Model 747.
Последним изменением, внесённым уже на стадии производства, стало добавление в зону отдыха экипажа иллюминаторов, что бы её можно было использовать как салон VIP-класса. С этой доработкой Boeing 747 приобретает завершённый и хорошо известный нам всем вид. В конце разговора мне было бы интересно отметить один момент - ставя на производство Model 747 руководство Boeing сильно рисковало, но в итоге выиграло. Чуть позже, в начале 70-ых они точно так же рискнут со сверхзвковым Boeing 2707 и в этот раз проиграют, что поставит Boeing на грань разорения, из которой удастся выйти лишь благодаря феноменальному успеху Boeing 737.