發信人： yehd (pauken)    看板：Aero
日期： Thu Feb 26 00:00:05 1998
標題： 747家族簡介修正版



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作者簡介
YEH, D
成大機械系大學部80級校友
從事飛機修護工作4年
美國聯邦航空署(FAA) 機體與發動機 機械員認證
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本文系介紹波音(BOEING)747家族的一篇短文.
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[家族簡介]

747是目前世界上最大的商業飛機,包含有將近六百萬個零件.第一架747-100廣體客機,
在1968年9月30日出廠,並於1970年1月做第一次的商業載客飛行;現今747家族已經有
747-100, 747SP,747SF,747SR,747-200,747-200B,747-200F,747-300等通稱為
747-CLASSIC的成員,以及運用了較多數位科技的747-400.747家族中,以747-400為目前
民用航空器中,航程最遠,載客最多的機種.波音公司本來曾有計畫發展載客量更多且沿
用777線傳飛控(Fly by Wire)技術的747-500,747-600與747-700,但是這個計畫目前已
經暫停.波音747-400,也是目前還仍在生產線上的747家族.747-400有四個版本:全客機,
全貨機,客貨機與區域短程高載客量機種.

747也有許多特殊目的的版本,波音總共修改了15架747為特殊用途.像大家所熟知的四架
(747-200/E-4B)空中指揮機;專門用來給美國總統乘坐的兩架"空軍一號"VC-25A;由747-
100SR改裝用來載運太空梭的747 SHUTTLE CARRIER,用來做為空中高能雷射反飛彈研究的
747IS,以及為伊朗空軍改裝的747空中加油機.另外,日本自衛隊亦改裝兩架747-400為
VIP專機.大部分的747都改裝成空中加油機.

波音也替美國空軍修改了19架仍在民航使用中的747-100,以備戰爭時,可以在48小時內,
修改為全貨機.747全貨機提供了全世界31%的載貨量,並提供近十年內美國空軍的載運服
務,包括在沙漠風暴中提供的散貨與超大貨件載運.

若依功能分類,747可分做客機,客貨機,全貨機.這三種功能不同的747,在外型上大同小異
,但在結構與載重量上,會因功能不同,而有差異.

[747緣起與成員]

波音自1947年的第一架活塞引擎飛機,到發展了707/727/737數種窄體客機後,發現航空市
場已經邁向新的需求.因此,轉向設計高載客量飛機.747系列,就是在這個目標下,發展成
廣體及具有雙層客艙.最原始的載客量,是根據頭等艙(F CLASS)與經濟艙(Y CLASS)配置
的不同,設計介於三百至五百人間.後來,由於緊急逃生限制的修改,載客量允許提昇至550
人.

747與當時其他客機最大的不同就是在於具有上層客艙(UPPER DECK),以及在客艙前端有
一段獨立的乘客區域(ZONE A),有些航空公司以上層客艙為頭等艙,有些航空公司以
ZONE A為頭等艙.上層客艙的載客數,對於747-100與747-200而言,因艙等和樓梯配置不
同,介於16至45人之間;對於747-300與747-400而言,上層客艙比747-100與747-200加長了
280英吋,上層載客數也增加至介於26至96人.

在外觀上,747家族成員都有些微的不同.747-300與747-200最大的不同是加長的上客艙.
因此大約多載了10%的客人.發動機的燃油消耗也降低約25%(每人).波音自1983年迄今,
總共製造56架747-300的全客機.747-400和747-classic是很像的,除了747-400有較大的
翼展,在兩翼尖端分別有6呎(1.8m)高的翼端小翼(winlet),加長了約23呎(7 m)的上層
客艙,且在機翼與機身連接處比747其他成員設計的圓滑.除了747-400全貨機,747-400
的水平安定面都可做為油箱,747-400與747-classic可以說是雙生兄弟.但是在內部,兩者
的分別,就是將近20年的科技差異.

在747-400駕駛艙內,數位科技取代了747-classic的類比系統.可程式化的顯示方式與
簡化的駕駛程序,使得飛行組員的人數由三人降至兩人. 747-classic的971個燈號與
儀表開關,簡化為365個.747-400的水平安定面油箱並不具有修正飛行姿態的功能,與空中
巴士(A330,A340, A300B4-622)的修正油箱(TRIM TANK)或是MD-11的配重油箱(BALLAST 
TANK)功能完全不同.

747家族中,除了747SP的主客艙的長度短了48英呎外,主客艙長度都是相同的(231英呎10
英吋);翼展以747-400為最長(211英呎5英吋),在加完油後,747-400的翼展會增加1英呎7
英吋.也因為747的機翼在加燃油前後有明顯的差異,因此在加燃油其間,都禁止開啟在機
翼正上方的三號門,以免因為機翼連接處的形變,造成機門無法關上.

在1972年4月問世的747-200F(FREIGHTER),加裝了可以開啟的鼻門(NOSE CARGO DOOR),強
化主艙地板與起落架強度,及一個選用(OPTIONAL)的主艙邊門 (SIDE CARGO DOOR).大部
份的客機門與客機窗戶都封死.第一架747全貨機的載貨重量大約是能載100 ton 
(90000KG)飛越大西洋或是橫越美國.它的載貨費用大約比707全貨機少了35%/ton-mile.
自1972年至今,總共生產了73架747-200全貨機.

在1973年5月問世的747-200C(CONVERTIBLE),是針對可以在24小時內,由全客機改為全貨
機設計的機種.與一般全貨機較不相同的,747-200C的客貨兩用機(COMBI)以鼻門(NOSE 
CARGO DOOR)為標準上貨門,乘客乘坐於機身後半部. 目前,較少這類型的客貨兩用機;後
來發展的客貨兩用機,是以邊貨門(SIDE CARGO DOOR)為標準上貨門,乘客乘坐於機身前半
部,以乘客的舒適為優先考量.

在1975年3月問世的747-200B COMBI,是一種以邊貨門為標準配置的客貨兩用機.這型機種
視配置不同,可以在14小時內,改裝為全貨機.

747SR(short range)是747-100的衍生型,為典型區域客機,用來在短距離航線內提供高承
載客運量的機種.坐位可達569人,燃油載重限制為48500 USG.由於起降次數頻繁,起落架
的強度給予特別加強,以延長飛機的壽命. 747SR目前是747-100系列中的一項選用
(option)裝配.

747SP(Special Performance)在1976年4月問世,除了機身較短,機身重量較輕,允許較輕
的機翼結構,提升了續航力及載重量外,也簡化後緣襟翼(TRAILING EDGE FLAP),由三槽式
(TRIPLE-SLOTTED FLAPS)改為單片式(SINGLE FLAPS),以減低阻力(DRAG FORCE).也由於
747SP的機身較短,尾部能產生的扭矩較小,因此加大了尾部的尺寸.在1971年中日斷交後,
由於台灣飛美國的飛機無法在日本落地加油,影響了中美之間的客運;中華航空公司因此
於1977年4月引進了747SP以直接飛航中美航線.直到747-400於1989年問世,1990年2月引
進台灣後,中美之間的飛航才由747-400取代. 747SP一直是某些特定飛行區間中,非常適
合的機型.波音總共製造了45架747SP.

美國的"先進空中指揮中心"是由747-200B加以抗幅射強化後,改裝成的(Advanced 
Airborne National Command Post;AANCP) 747/E4. AANCP總共有四架,先前兩架(E-4A)
原使用PW JT9D發動機,後兩架(E-4B)使用GE CF6發動機.現在,四架AANCP都改用GE發動
機.E-4B比E-4A在通訊能力上有很大的改進,其供電能力是一般747的3~4倍,且提供了可
在空中加油的功能,延伸了續航能力.

747IS是由波音與洛克維樂(ROCKWELL-led)共同研究發展,利用高能雷射做為空中反彈道
飛彈研究平台的機種.

負責背太空梭的747是專門為美國航空與太空署(NASA)由747-100SR改裝,提供太空梭在設
計之初的試飛與運送工作.與一般747在外型上最大的不同是在水平安定面兩端,加上了用
以穩定的垂直面.

由於747-100系列的使用年限已久,大部分的747-100都改裝成全貨機,以降低用來載客的
維修成本.此類由波音加裝邊貨門及加強主艙地樑強度的 747-100全貨機,通稱為
747SF(Special Freighter).至1993年止,共有52架747客機改裝為747全貨機.

1989年2月問世的747-400是目前民航機中,開始運用數位科技的代表.飛行組員由三人縮
減為兩人,飛行工程師(FLIGHT ENGINEER)的工作,大部份由電腦取代.發動機的控制也由
監督式控制(Supervisory Electronic Engine Control),改用全功能數位控制(Full
Authority Digital Engine Control; FADEC).

[747的發動機與發動機懸掛]

波音公司在剛開始成立時,除了機體製造外,還包括了航空公司(BAT)和發動機製造廠;後
來由於美國的反壟斷法案通過,航空公司與發動機製造廠獨立出來,分別成為現今赫赫有
名的聯合航空公司(United Airlines;UAL)與普惠(Pratt & Whitney;PW)發動機公司,波
音就只留下機體製造的部門.波音公司在1996年底購併麥道公司後,成為與歐洲空中巴士
集團相對抗的兩大機體製造商.

747最原先的設計是以四具PW JT9D系列為發動機,但是後來的747都允許由客戶自行選用
RR或是GE發動機.747家族,也是目前可分別由三家發動機製造廠提供發動機的機種之一.
在某些特殊狀況下,747可以在二號發動機的內側加掛第五號發動機.這具發動機並不具有
推力輸出,純粹是為運輸發動機而設計.

由於發動機推力獲得改進,747才由最初設計的747-100發展出各式各樣不同載重量的747
家族.747-400目前可由PW4000, GE CF6-80C2, RR RB211-524G在5600 lb的推力設計下
推動.

747飛行至今,曾發生過發動機懸掛(ENGINE PYLON)剪斷銷(FUSE PIN)因設計問題造成斷
裂的悲劇.在民航機的設計上,發動機會自懸掛上落下的狀況並不多.譬如說:重落地(HARD
 LANDING),外物損壞(FOREIGN OBJECT DAMAGE; FOD).波音747及707的發動機懸掛設計有
剪斷梢,其目的不外乎是避免因重落地時,發動機造成燃油箱起火(民航機的大部分燃油箱
在機翼內),而引起更大的傷亡.因此在重落地發生時,將發動機拋棄.十多年以前,某航空
公司的707就曾在馬尼拉機場,因重落地造成發動機脫落.

1991年十二月二十九日,中華航空公司(China Airlines)的747-200貨機B-198在臺北金山
附近墜毀,肇因於三號與四號(發動機由左向右數,三四號都在右翼)發動機自機翼上脫落,
五名機員喪生.有可能僅是三號脫落,然後撞倒四號,造成兩具脫落,筆者未獲得有效文件
敘述.

1992年十月,一架以色列航空(EI AI,ISRAEL AIRLINES)的747-200貨機Flight #1862,因
三號與四號發動機自機翼上脫落,在阿姆斯特丹撞入建築物,除機員死亡外,並造成地面約
五十人死亡.同樣的狀況,已證實是三號脫落,然後撞倒四號,造成兩具脫落.

1993年,美國長青航空(EVERGREEN AIRLINE)的747-121貨機在安克拉志(ANCHORAGE)起飛
爬升時,二號發動機脫落,機員在極難操縱的狀況下,將飛機緊急降落於機場.

現今的747家族都已經完成新的剪斷銷安裝,經過完整的測試.並在引擎懸掛兩側漆有明顯
的橫條,以方便地面目視檢查是否有剪斷狀況.

由於並未在這麼多相似的事件中,都獲得有效的資訊,僅在附錄中摘錄空中管制的對話以
描述以色列航空的747-200貨機E1A1事件.

然而,由747能夠在發動機脫落的狀態下,仍然緊急降落成功,可見得747在安全考量上,已
經是工程設計上完美的傑作.

[關於747的維修]

747-400是非常先進的飛機,由於大部分的元件都有監督裝置,中央維修電腦(Cenrter
Maintenance Computer;CMC)會在元件發生問題時,向飛行員報告問題的發生,並且提供處
理方式的建議.對於維修人員來說,可以根據中央維修電腦提供的建議做出維護,在很短的
時間內完成工作.

747-classic就比較讓維修人員花腦筋.很多問題的發生,必須由維修人員實際去量測與操
作,才能確定問題的根源.

[參考書目]

1."The 747 Family", BOEING AIRLINER MAGAZINE; JUL~SEP 1978
2.J.F. Gucker, 747 Chief Project Engineer, "The 747-300", 
  BOEING AIRLINER MAGAZINE; APR~JUN 1981
3."747 Spare Engine Carriage", BOEING AIRLINER MAGAZINE; APR~JUN 1981
4."50th Anniversary of Airline Stewardess Service", 
  BOEING AIRLINER MAGAZINE; APR~JUN 1981
5."Refuel Procedure" B747-400 AMM 12-11-03
6."Spare Engine External Transport", B747 AMM 71-00-20 p.1
7."When a B747-200's Pylon Failed over Amsterdam...", 
  by Kai Talk Flight Safety Review.
8."Boeing 747-400 Freighter Product Review", 
  by Boeing Commercial Airplane Group, Apr 1994.
9."Military aircraft of the WORLD", Flight International 23~29 OCT 1996.
10. Home page of Boeing Commercial Airplane Group.

[附錄]

ATC Transcript of Flight 1862's final moments
Time       c/s    transmission
19:27:56   Crew   1862, Mayday, Mayday, We have an emergency.
19:28:00   ATC    1862, roger. Break, KLM 237, turn left heading 090.
19:28:06   ATC    1862, do you wish to return to Schiphol?
19:28:09   Crew   Affirmative, mayday, mayday, mayday.
19:28:11   ATC    Turn right heading 260, field eh... behind you eh...
                  in your - to the west eh... distance 18 miles.
19:28:17   Crew   Roger, we have fire on engine number 3, we have fire 
                  on engine number three.
19:28:22   ATC    Roger, heading 270 for down wind.
19:28:24   Crew   270, downwind.
19:28:31   ATC    1862, surface wind 040 at 21 knots.
19:28:35   Crew   Roger.
19:28:45   Crew   1862, lost number 3 and number 4 engine, number 3 and 
                  number 4 engine.
19:28:50   ATC    Roger, 1862.
19:28:54   Crew   What will be the runway in use for me at Amsterdam?
19:28:57   ATC    Runway 6 in use, sir. Surface wind 040 at 21 knots. 
                  QNH 1012.
19:29:02   Crew   1012, we request 27 for landing.
19:29:05   ATC    Roger. Can you call approach now, 121.1 for your line-up.
19:29:08   Crew   121.2, bye bye.
19:29:08   ATC    Bye.
19:29:25   Crew   Schipol, 1862, we have an emergency, eh... we're number 
                  t-- ... eh...3 and 4 engine inoperative [badly readable,
                  probably :" intending" or " returning"] landing.
19:29:32   ATC    1862, roger, copied about your emergency, contact 118.4 
                  for your line-up.
19:29:39   Crew   118.4, bye.
19:29:49   Crew   Schiphol, 1862, we have an emergency number 3 and number  
                  4 engine inoperative. request 27 for landing.
19:29:58   ATC    You request 27, in the case heading 360, 360 the heading. 
                  Descend to 2000 feet on 1012, mind, the wind is 050 at 22.
19:30:10   Crew   Roger ,can you say again the wind please?
19:30:12   ATC    050 at 22.
19:30:14   Crew   Roger, what heading for runway 27?
19:30:16   ATC    Heading 360, heading 360 and [then] give you a right turn,
                  on, to cross the localizer first, and you've got only seven
                  miles to go from present position.
19:31:46   Crew   Heading 100.
19:32:15   ATC    1862, just to be sure, your engines number 3 and 4 are out?
19:32:20   Crew   Number 3 and 4 are out and we have ...eh... problem with 
                  our flaps.
19:32:25   ATC    Problem with the flaps, roger.
19:32:37   Crew   Heading 100, (c/s) 1862.
19:32:39   ATC    Thank you , 1862.
19:33:00   Crew   Okay, heading ... eh ... and turning, eh... maintaining.
19:33:05   ATC    Roger, 1862, your speed is ?
19:33:10   Crew  Say again?
19:33:12   ATC    your speed?
19:33:13   Crew   Our speed is ... eh.. 260.
19:33:15   ATC    Okay, you have around 13 miles to go to touchdown, speed is 
                  all yours, you are cleared to land runway 27.
19:33:21   Crew   Cleared to land 27.
19:33:37   ATC    (c/s) 1862, a right turn heading 270 adjust on the         
                  localizer, cleared for approach.
19:33:44   Crew   Right, right 270.
19:34:18   ATC    1862, You're about to cross the localizer due to your      
                  speed, continue the right turn heading 290, heading 290,     
                  12 track miles to go, 12 track miles to go.
19:34:28   Crew   roger, 290.
19:34:48   ATC    1862, further right, heading 310, heading 310.
19:34:52   Crew   310.
19:34:58   ATC    1862, continue descent 1500 feet, 1500.
19:35:03   Crew   1500, and we have a controlling problem.
19:35:06   ATC    You have a controlling problem as well, roger.
19:35:25   Crew   Going down 1862, going down, going down, copied going down. 
[back ground: "Raised all the flaps, all the flaps raise,lower the gear."]
19:35:47   ATC    Yes, 1862, your heading...
{Source: Netherland Aviation Safety Board}
在三號與四號發動機脫落後,研究人員相信飛機應該是在下面的狀況下:
* 右邊機翼前緣嚴重損壞.
* 右邊機翼前緣襟翼(leading-edge flap)部份損壞.
* 右邊外側(outboard)aileron在後緣上浮5度狀態.
* Roll control因為outboard aileron失效而受限制.且僅有部份的spoiler有功能.
* 由於不明原因的lower rudder落後,造成rudder control受限.
* 由於三號發動機吊掛(pylon)脫落與右側機翼前緣受傷造成的紊流,使得內側(inboard) 
  aileron可能失去功能.
* 一號與二號在高推力設定狀態.




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* Origin: 國立中山大學 Formosa BBS * From: 139.175.245.103 [未通過認證]
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