Pierwszy samolot pasażerski – historia, budowa, ciekawostki

Dziesięć godzin w głośnej, zimnej kabinie bez porządnego ogrzewania – tak wyglądała kiedyś typowa podróż samolotem pasażerskim. Ty dziś wsiadasz do odrzutowca jak do pociągu, ale kiedyś był to sport dla odważnych. Z tego artykułu dowiesz się, jak narodził się pierwszy nowoczesny samolot pasażerski, jak był zbudowany i co sprawiło, że zmienił lotnictwo na zawsze.

Jak narodził się pierwszy nowoczesny samolot pasażerski?

Lata 20. i początek lat 30. to okres, gdy linie lotnicze budowały rozkłady głównie na przerobionych maszynach wojskowych. Fokker F.VII czy Fokker F-10 oraz Ford Trimotor, nazywany żartobliwie „Blaszaną Gęsią”, miały mieszane konstrukcje. Stalowa kratownica i płótno albo drewniane skrzydła zapewniały przyzwoitą nośność, ale stawały się ograniczeniem przy intensywnej eksploatacji komercyjnej.

Takie samoloty latały powoli. Prędkość przelotowa rzadko przekraczała 160 km/h, kabiny były hałaśliwe i słabo ogrzewane, a lot traktowano bardziej jako przygodę niż realną alternatywę dla pociągu. Linie, w tym Transcontinental & Western Air (TWA), wierzyły jednak, że trzy silniki dadzą im bezpieczeństwo, bo awarie jednostek napędowych zdarzały się często. Ta wiara rozpadła się dosłownie w powietrzu wiosną 1931 roku.

Katastrofa, która wszystko zmieniła

31 marca 1931 roku z Kansas City wystartował Fokker F-10 TWA oznaczony jako lot 599. Na pokładzie znajdował się m.in. Knute Rockne, gwiazda futbolu amerykańskiego z Notre Dame, co sprawiło, że ten rejs śledziły sportowe rubryki gazet. Niewiele po starcie, w okolicy miejscowości Bazaar w Kansas, jedno skrzydło odpadło od kadłuba i maszyna rozpadła się w powietrzu.

Śledczy federalni szybko odkryli powód. W drewnianym dźwigarze skrzydła zgromadziła się woda, klej uległ rozwarstwieniu, a drewno zaczęło butwieć. W czasie turbulencji osłabiony element po prostu pękł. Nie był to błąd pilota ani skrajna pogoda, tylko wada materiału, na którym opierało się ówczesne lotnictwo pasażerskie. Wstrząs opinii publicznej po śmierci Rockne’a wymusił reakcję władz.

Katastrofa lotu 599 praktycznie zakończyła epokę drewnianych skrzydeł w samolotach pasażerskich i stworzyła przestrzeń dla całkowicie metalowych konstrukcji.

Nowe przepisy i pożegnanie z drewnem

Departament Handlu USA, działający wtedy przez Bureau of Air Commerce, wprowadził ostre regulacje materiałowe. W samolotach do regularnego transportu pasażerów zakazano stosowania drewnianych dźwigarów skrzydeł, a wymogi przeglądów i konserwacji podniesiono na poziom, który czynił eksploatację konstrukcji mieszanych bardzo drogą. Dla wielu linii oznaczało to konieczność gwałtownej wymiany flot.

Fokkery F-10 uziemiono i złomowano, a operatorzy, w tym United Air Lines, musieli szukać następców dla Fordów Trimotor. Rynek dostał jasne ultimatum. Trzeba było zbudować maszyny szybsze, wykonane w całości z metalu, bardziej ekonomiczne i bezpieczniejsze. Z tego kryzysu, wspieranego rosnącą presją pasażerów i mediów, wyłonił się projekt, który uznaje się za pierwszy nowoczesny samolot pasażerski – Boeinga 247.

Boeing 247 – pierwszy nowoczesny liniowiec?

Boeing Airplane Company z Seattle, kierowana przez Philipa G. Johnsona, już przed katastrofą Fokkera badała nowe rozwiązania. W 1930 roku powstał Boeing Model 200 Monomail, pocztowy dolnopłat o metalowej konstrukcji półskorupowej. Miał częściowo chowane podwozie i bardzo czystą aerodynamikę (jak na swoje czasy), ale brak śmigieł o zmiennym skoku ograniczał jego potencjał.

Monomail oraz rozwijany równolegle bombowiec Boeing B-9 stały się poligonem doświadczalnym. B-9 pokazał, że odpowiednio zaprojektowany dwusilnikowiec może być szybszy niż ówczesne myśliwce. Gdy po katastrofie F-10 linie United Air Lines rozpaczliwie szukały nowych maszyn, holding United Aircraft and Transport Corporation (UATC), łączący Boeinga, Pratt & Whitney, Hamilton Standard i przewoźnika United, miał już techniczną bazę do skoku naprzód.

Od Monomaila do Boeinga 247

Główny inżynier Claire Egtvedt i wiceprezes Erik Nelson ruszyli w trasę po bazach United Air Lines. Rozmawiali z pilotami, mechanikami i dyrektorami, spisując realne potrzeby. Piloci chcieli lepszej widoczności i wyższej prędkości, mechanicy naciskali na łatwy dostęp do podzespołów, a zarząd oczekiwał niższych kosztów eksploatacji i większego poziomu bezpieczeństwa.

Początkowo rozważano jeszcze układ trójsilnikowy, bo pasażerowie przyzwyczaili się do widoku trzech jednostek. Egtvedt, opierając się na doświadczeniach z Monomaila i B-9, przeforsował jednak dwusilnikowego dolnopłata. Tłumaczył, że usunięcie trzeciego silnika z nosa poprawi aerodynamikę, a nowoczesne jednostki Pratt & Whitney są już na tyle niezawodne, że trzeci silnik staje się zbędnym balastem. Ostatecznie wybrano silniki Pratt & Whitney R-1340 Wasp, a projekt nieco zmniejszono, aby lepiej pasował do tras United.

Co wyróżniało konstrukcję Boeinga 247?

Prace nad modelem 247 zaczęły się w 1932 roku. Projekt łączył wszystkie najnowsze rozwiązania Boeinga. Kadłub miał konstrukcję półskorupową, w której poszycie przenosi część obciążeń, co dawało lżejszą i mocniejszą strukturę niż stalowa kratownica kryta płótnem. Skrzydło było wolnonośne, bez zastrzałów i cięgien, co zmniejszało opór i poprawiało osiągi.

Podwozie chowało się elektrycznie do wnęk w skrzydłach, a koła pozostawały częściowo wystające, by w razie lądowania „na brzuchu” ograniczyć uszkodzenia. Po raz pierwszy w samolocie pasażerskim zastosowano pneumatyczne odladzacze firmy Goodrich na krawędziach natarcia skrzydeł i usterzenia. Ogrzewany, oszklony kokpit dawał pilotom nowe warunki pracy, a kabina dla 10 pasażerów była wyciszona i wyposażona w ogrzewanie oraz wentylację.

W codziennej eksploatacji szczególnie doceniano zbiór nowości, które razem zmieniały doświadczenie lotu. W praktyce najważniejsze były:

• wolnonośne, całkowicie metalowe skrzydło z ukrytym podwoziem,
• silniki gwiazdowe z osłonami poprawiającymi chłodzenie i aerodynamikę,
• kabina z ogrzewaniem i lepszym wyciszeniem niż w samolotach płóciennych,
• pneumatyczne odladzacze, które pozwalały latać w trudnych warunkach pogodowych.

Prototyp X-13301 wytoczono z fabryki w Seattle na początku 1933 roku, a pierwszy lot odbył się 8 lutego. Za sterami siedział pilot fabryczny Les Tower. Samolot osiągał prędkość maksymalną około 320 km/h, a przelotową powyżej 300 km/h, co oznaczało wzrost prędkości o blisko 50% względem Forda Trimotora. Co ważne, Boeing 247 potrafił kontynuować lot z pełnym obciążeniem na jednym silniku, co zrobiło ogromne wrażenie na pilotach liniowych.

Jak zbudowany był Boeing 247?

Produkcja seryjna objęła dwie główne wersje: Boeing 247 oraz zmodernizowany Boeing 247D. Wersja D otrzymała mocniejsze silniki Wasp z lepszymi osiągami na wysokości, śmigła Hamilton Standard o stałej prędkości obrotowej oraz zmienione oszklenie kokpitu, pozbawione charakterystycznych szyb pochylonych „do przodu”, które w praktyce zbierały brud i śnieg. Konstrukcja pozostawała jednak kompaktowa i raczej ciasna jak na potrzeby rozwijającego się rynku.

Standardowa załoga liczyła trzy osoby. Dwóch pilotów w kabinie i steward w wąskim przedziale pasażerskim za skrzydłem. Pokład mieścił 10 foteli, bagaż oraz około 181 kg poczty lotniczej. Podział przestrzeni był wyraźnie podporządkowany prędkości i zasięgowi, a nie maksymalnej liczbie miejsc, co widać w późniejszych porównaniach z DC-2 i DC-3.

Kadłub i skrzydła

Kadłub Boeinga 247 był smukłym, metalowym cylindrem o długości około 15,7 m, z półskorupową konstrukcją poszycia. Taki układ umożliwiał równomierne rozłożenie obciążeń i redukcję masy własnej do około 4046 kg. Usterzenie poziome i pionowe również wykonano z metalu, co zapewniało stabilność przy wyższych niż dotychczas prędkościach przelotowych.

Skrzydło o rozpiętości około 22,6 m miało główny dźwigar przebiegający przez kabinę pasażerską. To rozwiązanie konstrukcyjnie było wygodne, ale w praktyce tworzyło wysoki próg, nad którym pasażerowie musieli przechodzić w drodze do siedzeń. Ten detal ergonomiczny z czasem stał się poważną wadą wobec konkurencji Douglasa, gdzie podłoga była całkowicie płaska. Pułap operacyjny sięgał 7700 m, co jak na początek lat 30. pozwalało unikać części niekorzystnych zjawisk pogodowych.

Napęd i osiągi

Napęd stanowiły dwa dziewięciocylindrowe silniki gwiazdowe Pratt & Whitney R-1340 Wasp, każdy o mocy około 500 KM. W wersji 247D zastosowano warianty S1H1-G z lepszymi osiągami na wysokości, wspierane śmigłami Hamilton Standard o stałej prędkości obrotowej. Taki zestaw gwarantował sprawniejsze starty i wznoszenie, co miało znaczenie na krótszych pasach startowych tamtych czasów.

Zasięg Boeinga 247 wynosił około 1200 km, przy prędkości przelotowej w granicach 304 km/h. Maksymalna masa startowa sięgała mniej więcej 6190 kg, a samolot był w stanie utrzymać wysokość nawet przy pracy jednego silnika. To właśnie ta zdolność do lotu jednossilnikowego stała się jednym z najczęściej podkreślanych atutów w materiałach reklamowych United Air Lines.

Najważniejsze dane techniczne Boeinga 247 można zebrać w prostej tabeli porządkującej podstawowe parametry:

Boeing 247 w służbie linii lotniczych

Zanim prototyp wzbił się w powietrze, zarząd UATC zamówił 60 egzemplarzy dla United Air Lines. Zamówienie wypełniło zdolności produkcyjne fabryki w Seattle na blisko dwa lata. United uzyskało chwilową przewagę, bo przez ponad rok było jedyną linią na świecie dysponującą tak szybkim i nowoczesnym samolotem pasażerskim. Dla konkurentów, w tym TWA, brak dostępu do 247 stał się bodźcem do poszukiwania innych producentów.

W odpowiedzi na odmowę Boeinga, TWA zamówiła projekt Douglas Commercial 1. Donald Douglas i inżynier James „Dutch” Kindelberger zignorowali zalecenie trzech silników i postawili na mocniejsze jednostki Wright Cyclone w układzie dwusilnikowym. Tak powstał Douglas DC-1, który w 1933 roku okazał się szybszy, bardziej pojemny i wygodniejszy niż Boeing 247. W krótkim czasie pojawiły się DC-2 i legendarny DC-3 o pojemności ponad 20 pasażerów.

Boeing 247 miał jednak moment chwały. United uruchomiło szybkie połączenie „Coast-to-Coast” z Nowego Jorku do San Francisco, gdzie czas podróży skrócił się z około 27–30 godzin do mniej niż 20 godzin. Lot wciąż wymagał siedmiu międzylądowań, ale kabina z ogrzewaniem, wyciszeniem i obsługą stewarda była dla pasażerów ogromnym skokiem jakościowym. W reklamach wykorzystywano hasło „Three-Mile-a-Minute Airliner”, odwołujące się do prędkości około 290 km/h.

W 1934 roku Air Mail Act of 1934 rozbił holding UATC na osobne podmioty: Boeing Airplane Company, United Aircraft Corporation i United Air Lines. Nowo usamodzielniona United wkrótce zamówiła także DC-3, aby nadążyć za konkurencją, którą sama pomogła stworzyć. Część Boeingów 247 przebudowano na transportowe i dyspozycyjne, a podczas II wojny światowej kilkadziesiąt egzemplarzy przejęły US Army Air Forces, oznaczając je jako Boeing C-73.

W codziennej eksploatacji pasażerowie dostrzegali też minusy 247. Główny dźwigar przechodzący przez kabinę, mała liczba miejsc i ciasne przejścia były coraz trudniejsze do zaakceptowania wobec wygodniejszego DC-3. Do tego dochodziła statystyka bezpieczeństwa. W całej historii eksploatacji odnotowano 16 katastrof tych maszyn, często w trudnych warunkach pogodowych i terenowych, w jakich je wykorzystywano.

Jeśli spojrzysz na ówczesny rozkład tras, zobaczysz jak różne role pełnił ten sam typ samolotu:

• loty transkontynentalne z wieloma krótkimi odcinkami między miastami,
• trasy górskie, gdzie istotny był pułap i zapas mocy silników,
• połączenia regionalne w Ameryce Południowej, m.in. w Kolumbii i Brazylii,
• loty dyspozycyjne dla firm i władz, gdy samoloty traciły atrakcyjność na głównych liniach.

Ciekawostki o pierwszym nowoczesnym samolocie pasażerskim

W październiku 1934 roku zmodyfikowany Boeing 247D wziął udział w słynnym wyścigu MacRobertson Air Race z Londynu do Melbourne. Za sterami zasiedli Roscoe Turner i Clyde Pangborn, doświadczeni lotnicy znani wcześniej z rekordów prędkości. Maszyna zajęła trzecie miejsce w klasyfikacji generalnej, ustępując tylko specjalnie zbudowanemu do wyścigów de Havilland DH.88 Comet oraz pasażerskiemu DC-2.

Wyścig pokazał pełnię możliwości 247D, ale jednocześnie potwierdził, że Douglas DC-2 oferuje podobne osiągi przy większej liczbie miejsc. To zestawienie stało się dla przewoźników bardzo wymowne. Samolot, który zaledwie rok wcześniej wyznaczał standard, nagle zaczął wyglądać na zbyt mały i ciasny dla dynamicznie rosnącego ruchu lotniczego w USA i Europie.

Nietypowe rozwiązania na pokładzie

Kabina pasażerska Boeinga 247 była podzielona w dość nietypowy sposób. Fotele ustawiono po obu stronach wąskiego przejścia, a w okolicy skrzydła znajdował się wysoki próg nad dźwigarem. Pasażerowie musieli go przekraczać, co przy dłuższej podróży z bagażem podręcznym nie należało do najwygodniejszych elementów lotu. W porównaniu z późniejszym DC-3 różnica komfortu była wyraźnie odczuwalna.

Steward, który obsługiwał maksymalnie 10 pasażerów, odpowiadał za napoje, przekąski oraz pomoc przy bagażu. Taka liczba miejsc oznaczała bardzo wysokie koszty jednostkowe, co jeszcze mocniej zachęcało linie do inwestowania w większe samoloty. Z dzisiejszej perspektywy ciekawie wygląda fakt, że 247 był jednym z pierwszych liniowców, które realnie mogły zarabiać na samych pasażerach, a nie tylko na dopłatach za przewóz poczty.

Zbudowano jedynie 75 egzemplarzy Boeinga 247 wszystkich wersji, podczas gdy samych DC-3 i C-47 powstało ponad 16 000 sztuk.

Losy samolotów Boeing 247

Po wojnie Boeingi 247 trafiały coraz częściej do małych przewoźników czarterowych i firm prywatnych. W niektórych krajach Ameryki Południowej służyły jako maszyny transportowe na trudnych, górskich trasach, gdzie liczyła się odporność konstrukcji i możliwość operowania z krótszych pasów. Część egzemplarzy przerobiono na samoloty szkolne dla załóg maszyn wielosilnikowych, co przedłużyło ich karierę o kilkanaście lat.

Ostatnie komercyjne loty Boeinga 247 zanotowano na początku lat 70.. Cała seria liczyła niewiele sztuk, a intensywna eksploatacja oraz brak opłacalnych remontów sprawiły, że większość kadłubów trafiła na złom. Do dziś przetrwały zaledwie cztery egzemplarze prezentowane w muzeach lotnictwa. Każdy z nich jest namacalnym dowodem, jak w ciągu kilku lat świat przeszedł od płóciennych, trójsilnikowych maszyn do w pełni metalowych samolotów, które stały się wzorem dla całej generacji późniejszych liniowców.