ボーイング747
| ボーイング747 | |
|---|---|
 | |
| 一般情報 | |
| タイプ | ワイドボディジェット旅客機 |
| 国籍 | アメリカ合衆国 |
| メーカー | ボーイング民間航空機 |
| 状態 | 貨物サービス中; 限定旅客サービス中 |
| 主なユーザー | パンナム（歴史的） |
| 建造数 | 1,574（N7470試作機を含む） |
| 歴史 | |
| 製造 | 1968～2023年 |
| 導入日 | 1970年1月22日、パンナム航空 |
| 初飛行 | 1969年2月9日 |
| 変種 | |
| 開発されて | |
ボーイング747は、1968年から2023年にかけてアメリカのボーイング・コマーシャル・エアプレーンズ社によって設計・製造された長距離ワイドボディ旅客機である。1958年10月に707が導入された後、パンナムはジェット機2機を希望していた。+747は、当初は大型機だったが、1968年9月30日に特別に建設されたエバレット工場（容積では世界最大）からロールアウトされた。747は、 1969年2月9日に初飛行し、1969年12月に認証された。 1970年1月22日にパンナムで運航を開始した。747は、初のワイドボディ旅客機として「ジャンボジェット」と最初の飛行機だった。
747は4発のジェット機で、当初はプラット・アンド・ホイットニーJT9Dターボファンエンジンを搭載し、その後、最初の派生型ではゼネラル・エレクトリックCF6とロールス・ロイスRB211エンジンに変更された。10列のエコノミーシートを備え、通常3つの旅行クラスで366人の乗客を収容できる。37.5°の顕著な翼後退角を持ち、マッハ0.85（490ノット、900 km/h）の巡航速度を可能にし、その重い重量はそれぞれ4輪ボギーを備えた4本の主脚で支えられている。この部分的に2階建ての機体は、前方に貨物ドアを取り付けることで貨物機に改造できるように、コックピットを高くして設計された。当初は最終的には超音速輸送機に取って代わられると考えられていたためである。
ボーイングは1971年に747-200型機を発表しました。改良型エンジンを搭載し、最大離陸重量（MTOW）は当初の735,000ポンド（333トン）から833,000ポンド（378トン）に増加し、最大航続距離は4,620海里（8,560キロメートル）から6,560海里（nmi）（5,320マイルから7,550マイル）に延長されました。1976年には、航続距離の長い747SP型機へと短縮され、1983年には747-300型機が続き、上層デッキが延長され、3クラス合わせて最大400席の座席が設けられました。改良型RB211およびCF6エンジン、または新型PW4000エンジン（JT9Dの後継機）を搭載し、2人乗りのグラスコックピットを備えた、より重量のある747-400は1989年に導入され、最も一般的な派生型となっている。いくつかの研究を経て、全長を延長した747-8が2005年11月14日に発売された。このエンジンは、 787ドリームライナー用に最初に開発されたゼネラル・エレクトリック社製のGEnxエンジンを搭載しており（機名の-8の由来）、2011年10月に初納入された。747は、 VC-25（エアフォースワン）、E-4緊急空中指揮所、シャトル輸送機、そしてYAL-1やSOFIA空中観測機などの実験試験機など、政府および軍のいくつかの派生型の基礎となっている。
当初の競合は、より小型の3発ジェットのワイドボディ機であるロッキードL-1011（1972年導入）、マクドネル・ダグラスDC-10（1971年）、後にMD-11（1990年）であった。エアバスは、2007年から2021年にかけて納入されたA380で747のサイズを上回るまで、 A340の最も重いバージョンで後継機と競合した。747の貨物機型は、貨物航空会社に引き続き人気がある。最後の747は、 54年間の生産期間を経て、2023年1月にアトラス航空に納入され、1,574機が製造された。2025年10月現在、ボーイング747は事故やインシデントで65機（4.1%）が失われ、合計3,746人が死亡している。
発達
背景
1963年、アメリカ空軍（USAF）は超大型戦略輸送機に関する一連の研究プロジェクトを開始しました。C -141スターリフターの導入は進んでいましたが、当局は、特に既存の航空機に搭載できない貨物を輸送するために、より大型で高性能な航空機が必要であると考えていました。これらの研究の結果、1964年3月にCX-Heavy Logistics System（CX-HLS）の初期要件が策定されました。この要件は、積載量180,000ポンド（81.6トン）、速度マッハ0.75（430ノット、800 km/h）、無給油航続距離5,000海里（9,300 km、5,800 mi）、ペイロード115,000ポンド（52.2トン）の航空機でした。ペイロードベイは幅17フィート（5.18メートル）、高さ13.5フィート（4.11メートル）、長さ100フィート（30メートル）で、前後のドアからアクセスできるようになっていた。[ 1 ]
エンジン数を4基に抑えるという要望から、出力を大幅に向上させ、燃費を向上させた新しいエンジン設計が必要となった。1964年5月、ボーイング、ダグラス、ジェネラル・ダイナミクス、ロッキード、マーティン・マリエッタから機体に関する提案が提出され、エンジンについてはゼネラル・エレクトリック、カーチス・ライト、プラット・アンド・ホイットニーから提案が提出された。ボーイング、ダグラス、ロッキードは機体に関する追加調査契約を、ゼネラル・エレクトリックとプラット・アンド・ホイットニーはエンジンに関する追加調査契約を締結した。[ 1 ]
機体設計案にはいくつかの共通点があった。CX-HLSは前方からの荷物の積み込みを可能にする必要があったため、通常コックピットがある場所にドアを設置する必要があった。各社は、コックピットを貨物室の上方に移動することでこの問題を解決した。ダグラス社は主翼の前方上部に小さな「ポッド」を配置し、ロッキード社は機体全長にわたって長い「スパイン」と翼桁を貫通させた。一方、ボーイング社はこれら2つの案を融合させ、機首のすぐ後ろから主翼のすぐ後ろまで伸びる長いポッドを採用した。[ 2 ] [ 3 ] 1965年、当時世界最大の軍用機であった新型C-5ギャラクシー輸送機に、ロッキード社の機体設計とゼネラル・エレクトリック社のエンジン設計が採用された。 [ 1 ]ボーイング社は機首ドアとコックピットのコンセプトを747の設計に取り入れた。[ 4 ]
提案
747は、1960年代に航空旅行が増加していたときに考案されました。[ 5 ]ボーイング707とダグラスDC-8の絶大な人気に先導された商業ジェット輸送の時代は、長距離旅行に革命をもたらしました。[ 5 ] [ 6 ]この成長するジェット時代の中、ボーイングの最も重要な航空会社の顧客の一つであるパンアメリカン航空（パンナム）の社長、フアン・トリッペは、新しいジェット旅客機2+707の1⁄2倍の大きさで、旅客距離あたりのコストが30%低く、国際線で大量の航空旅行を提供できる能力がある。 [ 7 ]トリッペはまた、空港の混雑は航空機の大型化によって解決できると考えていた。 [ 8 ]
1965年、ジョー・サッターはボーイング737開発チームから異動となり、既にモデル番号747が付与されていた新型旅客機の設計調査を担当することになりました。[ 9 ]サッターはパンナムをはじめとする航空会社と共同で、彼らの要件をより深く理解するための調査を開始しました。当時、長距離亜音速旅客機はいずれ超音速輸送機に取って代わられると多くの人が考えていました。[ 10 ]ボーイングはこれに対応し、旅客機の販売が減少したとしても、貨物輸送への改造が容易で生産を継続できる747を設計しました。[ 11 ]
1966年4月、パンナム航空はボーイング747-100型機25機を5億2500万ドル[ 12 ] [ 13 ]（2024年のドル換算で39億ドル相当）で発注した。ボーイング創立50周年を記念してシアトルで開催された747型機の契約調印式典で、フアン・トリッペは747型機が「人類の運命をかけて大陸間ミサイルと競い合う、平和のための偉大な武器となるだろう」と予言した。 [ 14 ]パンナム航空はローンチカスタマーとして[ 15 ] [ 16 ]、また正式発注前の早期段階から関与していたため、747型機の設計と開発に、それ以前もそれ以降も比類のない影響力を発揮することができた。[ 17 ]
デザイン
最終的に、高翼のCX-HLSボーイング設計は747には採用されなかったが、入札のために開発された技術が影響を与えた。[ 18 ]当初の設計では、胴体全長が2階建てで、下層デッキに8列の座席と2本の通路、上層デッキに7列の座席と2本の通路が設けられていた。[ 19 ] [ 20 ]しかし、避難経路と貨物積載能力の限界への懸念から、この構想は1966年初頭に撤回され、より幅の広い1階建て設計が採用された。[ 15 ]そのため、コックピットは短縮された上層デッキに配置され、ノーズコーンに貨物積載ドアを設置できた。この特徴により、747の特徴的な「こぶ」が生まれた。[ 21 ]初期モデルでは、コックピット後ろのポッド内の小さなスペースの活用方法が明確でなく、当初は固定座席のない「ラウンジ」エリアとして計画されていた。[ 22 ]（貨物の積み込みのために操縦室を邪魔にならないようにするために考えられた別の構成では、操縦士が乗客の下に配置され、「アリクイ」と呼ばれていました。）[ 23 ]
747のような大型航空機を可能にした主要技術の一つは、高バイパス・ターボファンエンジンであった。[ 24 ]このエンジン技術は、従来のターボジェットエンジンの2倍の出力を、3分の1の燃料消費量で実現できると考えられていた。ゼネラル・エレクトリック社がこのコンセプトを先駆的に考案したが、C-5ギャラクシー用のエンジン開発に専念し、商業市場への参入は後になってからとなった。[ 25 ] [ 26 ]プラット・アンド・ホイットニー社も同じ原理で開発を進めており、1966年後半までにボーイング社、パンナム社、プラット・アンド・ホイットニー社は、 747に搭載するJT9Dと名付けられた新型エンジンの開発に合意した。[ 26 ]
このプロジェクトは、フォールトツリー解析と呼ばれる新しい方法論を用いて設計された。これにより、単一部品の故障の影響を調査し、他のシステムへの影響を判断できる。[ 15 ]安全性と飛行性に関する懸念に対処するため、747 の設計には構造的冗長性、冗長油圧システム、4 段主脚、二重操縦翼面が組み込まれた。[ 27 ]さらに、既存の空港からの運航を可能にするために、業界で使用されている最も先進的な高揚力装置のいくつかが新しい設計に組み込まれた。これらには、翼の前縁のほぼ全長にわたるクルーガーフラップと、翼の後縁に沿った複雑な 3 つの部分からなるスロットフラップが含まれていた。 [ 28 ] [ 29 ]翼の複雑な 3 つの部分からなるフラップは、完全に展開すると、展開されていない構成と比較して翼面積が 21%、揚力が 90% 増加した。[ 30 ]
ボーイングは、1969年末までに747の最初の機体をパンナムに納入することに同意した。その時点で、機体設計に残された期間はわずか28ヶ月で、通常の3分の2に過ぎなかった。[ 31 ]スケジュールは非常に急ピッチで進められたため、開発に携わった人々は「インクレディブル」というあだ名を付けられた。[ 32 ]機体開発は技術的にも財政的にも非常に困難であったため、経営陣はプロジェクト開始時に「会社を賭けた」と言われた。[ 15 ]機体の巨大さから、ボーイングはサブコンポーネントの組み立てを他のメーカーに下請けした。具体的には、胴体部品はノースロップ社、後縁フラップはグラマン社（後に1994年にノースロップ・グラマンに合併）、尾翼エルロンはフェアチャイルド社、[ 33 ]、尾翼はリング・テムコ・ヴォート社（LTV）に委託した。[ 34 ] [ 35 ]
組立工場
ボーイング社には巨大旅客機を組み立てるのに十分な規模の工場がなかったため、新工場の建設を選択しました。同社は約50都市の候補地を検討し[ 36 ] 、最終的にシアトルの北約30マイル（50km）に位置するワシントン州エバレット近郊のペインフィールド軍事基地に隣接する敷地に新工場を建設することを決定しました[ 37 ]。同社は1966年6月に780エーカー（320ヘクタール）の敷地を購入しました[ 38 ]。
747の開発は大きな課題であり、その組立工場の建設もまた一大事業であった。ボーイング社のウィリアム・M・アレン社長は、当時タービン部門の責任者であったマルコム・T・スタンパーに、エバレット工場の建設を監督し、747の生産を開始するよう依頼した。 [ 39 ]敷地を平らにするために、400万立方ヤード（300万立方メートル）以上の土を移動しなければならなかった。[ 40 ]時間が非常に限られていたため、747の実物大のモックアップは、その上の工場の屋根が完成する前に建てられた。[ 41 ]この工場は容積で史上最大の建物であり、ボーイングのワイドボディ商用ジェット機の他のモデルの製造を可能にするために、数回拡張された。[ 37 ]
飛行試験
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最初の747が完全に組み立てられる前に、多くの部品とシステムの試験が開始されました。重要な試験の一つは、機体の緊急シュートを使ってキャビンのモックアップから560人のボランティアを避難させることでした。最初の本格的な避難は、連邦航空局（FAA）が定める最長90秒ではなく2分半かかり、数人のボランティアが負傷しました。その後の