Boeing 247 – pierwszy nowoczesny samolot pasażerski

W latach 20. i 30. lotnictwo przeżyło bardzo gwałtowny rozwój i zyskiwało popularność na całym świecie. Loty pasażerskie przestały być kaprysem, a stały się sposobem na podróżowanie na większe odległości. Niestety wraz z rosnącą liczbą samolotów, wzrosła liczba katastrof lotniczych. Wynikały one z słabych konstrukcji ówczesnych maszyn. Szukając sposobu na zwiększenie bezpieczeństwa lotów, konstruktorzy, głównie w USA zaczęli prace nad nowymi, całkowicie metalowymi samolotami pasażerskimi. Jednym z najbardziej innowacyjnych samolotów jaki wówczas powstał był Boeing 247.

Geneza

Dekadę po zakończeniu I wojny światowej lotnictwo cywilne wciąż zmagało się ze swoim wojskowym dziedzictwem. Powszechnie używane maszyny pasażerskie, takie jak Fokker F.VII, Fokker F-10 czy Ford Trimotor (pieszczotliwie zwany „Blaszaną Gęsią”, choć wciąż posiadający drewniane elementy konstrukcji w skrzydłach), były technologicznymi hybrydami. Oferowały pewien poziom niezawodności dzięki trzem silnikom, co było kluczowe w czasach, gdy awarie jednostek napędowych były na porządku dziennym. Jednak ich konstrukcja, często oparta na stalowej kratownicy krytej płótnem lub drewnianych skrzydłach, stawała się technologicznym hamulcem. Prędkości przelotowe rzadko przekraczały 160 km/h, kabiny były głośne, narażone na wibracje i słabo ogrzewane, a sama podróż była bardziej przygodą dla odważnych niż realną alternatywą dla kolei. Przemysł lotniczy zdawał sobie sprawę z tych ograniczeń, ale brakowało impulsu – lub, jak się później okazało, tragedii – aby wymusić radykalną i kosztowną zmianę.

Dominacja Fokkera, którego konstrukcje były synonimem europejskiej inżynierii, opierała się na grubym profilu drewnianego skrzydła, które zapewniało dużą siłę nośną. Jednak materiał ten, choć lekki i łatwy w obróbce, miał fundamentalną wadę: był podatny na wilgoć, butwienie i degradację kleju, co w perspektywie intensywnej eksploatacji komercyjnej stawało się śmiertelnym zagrożeniem. Linie lotnicze, takie jak np. Transcontinental & Western Air (TWA), polegały na tych maszynach, budując siatkę połączeń w przeświadczeniu o ich niezawodności. Ta wiara została brutalnie zweryfikowana wiosną 1931 roku.

Katastrofa, która wymusiła rewolucję

Rankiem 31 marca 1931 roku, samolot Fokker F-10 należący do TWA (lot nr 599) wystartował z Kansas City w stanie Missouri, kierując się do Los Angeles, z międzylądowaniem w Wichita. Na pokładzie znajdowało się sześciu pasażerów, w tym jedna z największych ówczesnych ikon amerykańskiego sportu – Knute Rockne, legendarny trener futbolu amerykańskiego drużyny uniwersytetu Notre Dame. Jego obecność na pokładzie sprawiła, że katastrofa, która wydarzyła się niedługo po starcie w pobliżu miejscowości Bazaar w Kansas, stała się narodową tragedią. Samolot rozpadł się w powietrzu; świadkowie opisywali, jak jedno ze skrzydeł oderwało się od kadłuba. Nikt nie przeżył.

Śledztwo federalne było bezprecedensowe, głównie z powodu presji opinii publicznej zszokowanej śmiercią Rockne’a. Dochodzenie szybko wykazało przyczynę: skrzydło samolotu miało konstrukcję laminowaną, składającą się z drewnianych dźwigarów sklejonych ze sobą. Śledczy odkryli, że woda, która dostała się do wnętrza skrzydła (prawdopodobnie podczas postojów na lotniskach lub mycia), doprowadziła do rozwarstwienia się kleju i butwienia drewna. W krytycznym momencie, podczas lotu i turbulencji, osłabiony dźwigar pękł, co doprowadziło do natychmiastowego złamania skrzydła. Katastrofa nie była wynikiem błędu pilota ani złej pogody – była wynikiem fundamentalnej wady materiałowej, na której opierała się znaczna część ówczesnej awiacji.

Zmiany przepisów

Skutki katastrofy lotu 599 były natychmiastowe i drastyczne. Zaufanie publiczne do podróży lotniczych spadło na dno, a linie lotnicze stanęły w obliczu kryzysu. Departament Handlu Stanów Zjednoczonych, odpowiedzialny wówczas za bezpieczeństwo lotnicze (poprzez Bureau of Air Commerce), zareagował błyskawicznie. Wprowadzono nowe, rygorystyczne przepisy, które de facto kończyły erę drewna w lotnictwie pasażerskim. Najważniejsza regulacja zakazywała stosowania drewnianych dźwigarów w skrzydłach samolotów przeznaczonych do regularnego transportu pasażerów. Co więcej, wprowadzono znacznie bardziej restrykcyjne wymogi dotyczące inspekcji i konserwacji, co drastycznie podniosło koszty operacyjne dla maszyn o konstrukcji mieszanej.

Dla linii lotniczych, zwłaszcza dla TWA, był to wyrok śmierci dla ich flot. Fokkery F-10 zostały natychmiast uziemione i ostatecznie zezłomowane. Inni operatorzy, jak United Air Lines, również musieli pilnie szukać następców dla swoich Fordów Trimotor i innych maszyn o częściowo drewnianych konstrukcjach. Przemysł lotniczy stanął tym samym przed ultimatum: dostarczyć maszyny całkowicie metalowe, szybsze, bezpieczniejsze i bardziej ekonomiczne, albo zbankrutować. To właśnie ten regulacyjny i rynkowy wstrząs, wywołany tragedią nad Bazaar, stworzył idealne warunki dla narodzin Boeinga 247.

Narodziny Boeinga 247

Firma Boeing Airplane Company z Seattle, kierowana przez Philipa G. Johnsona, była w idealnej pozycji, aby odpowiedzieć na ten kryzys. Już w 1930 roku Boeing eksperymentował z radykalnie nową konstrukcją – Boeingiem Model 200 Monomail. Był to samolot pocztowy, który wyprzedzał swoją epokę o lata. Monomail był całkowicie metalowym, wolnonośnym dolnopłatem z półskorupowym kadłubem, a co najważniejsze – jako jeden z pierwszych samolotów posiadał częściowo chowane podwozie. Napędzany pojedynczym silnikiem Pratt & Whitney R-1860 Hornet B o mocy 575 KM, osiągał imponującą prędkość 254 km/h. Choć jako samolot pocztowy nie odniósł komercyjnego sukcesu (głównie z powodu braku odpowiednich śmigieł o zmiennym skoku, które pozwoliłyby w pełni wykorzystać jego dopracowaną konstrukcję aerodynamiczną), Monomail stał się latającym laboratorium. Równolegle Boeing rozwijał na jego bazie bombowiec, który ewoluował w projekt B-9 – dwusilnikową maszynę, która udowodniła, że dwa silniki w aerodynamicznie czystej konfiguracji mogą być szybsze niż ówczesne myśliwce.

Boeing był wówczas częścią potężnego holdingu United Aircraft and Transport Corporation (UATC), giganta kontrolującego nie tylko produkcję (Boeing, Pratt & Whitney, Hamilton Standard – śmigła, Sikorsky), ale także operacje lotnicze (m.in. United Air Lines). Po katastrofie Fokkera TWA, to właśnie United Air Lines najgłośniej domagało się nowej maszyny. Presja była ogromna. Inżynierowie Boeinga, pod wodzą wizjonerskiego Głównego Inżyniera Claire’a Egtvedta, otrzymali zadanie stworzenia następcy dla floty United. Egtvedt oraz wiceprezes Boeinga, Erik Nelson odbyli podróż po liniach United, analizując realne potrzeby operacyjne. Piloci domagali się lepszej widoczności i osiągów, mechanicy łatwiejszego dostępu, a zarząd – ekonomii i bezpieczeństwa.

Początkowe koncepcje były konserwatywne, skłaniając się nawet ku trójsilnikowemu układowi, który wciąż budził większe zaufanie publiczne. Jednak Egtvedt, opierając się na doświadczeniach z Monomaila i B-9, przeforsował zupełnie inną koncepcję: smukłego, dwusilnikowego dolnopłata. Argumentował, że usunięcie trzeciego silnika z nosa znacznie poprawi aerodynamikę, a nowe silniki Pratt & Whitney Hornet są już na tyle niezawodne, że trzecia jednostka jest zbędnym balastem i źródłem oporu. UATC ostatecznie przystało na tę wizję, ale po pewnych poprawkach, wynikających z uwag załóg. Zamiast silników Hornet, zdecydowano się na silniki Pratt & Whitney Wasp, a sam samolot został nieznacznie pomniejszony.

Innowacyjna konstrukcja

Prace projektowe ruszyły w 1932 roku. Model 247 był połączeniem wszystkich najnowszych technologii Boeinga. Z Monomaila i B-9 zaczerpnięto koncepcję całkowicie metalowej konstrukcji półskorupowej (stressed-skin), gdzie poszycie przenosiło część obciążeń, co pozwoliło na stworzenie lżejszej i jednocześnie mocniejszej konstrukcji niż tradycyjne kratownice. Zastosowano wolnonośne skrzydło (bez zastrzałów i cięgien), co znacząco redukowało opór aerodynamiczny. Podwozie główne wciągane było elektrycznie do wnęk w skrzydłach, pozostawiając jedynie częściowo wystające koła (co miało minimalizować uszkodzenia przy lądowaniu awaryjnym „na brzuchu”).

Innowacje nie kończyły się na aerodynamice. Po raz pierwszy w samolocie pasażerskim zastosowano pneumatyczne odladzacze na krawędziach natarcia skrzydeł i ogona (firmy Goodrich). Kokpit był w pełni oszklony i ogrzewany, oferując pilotom komfort nieznany z wcześniejszych maszyn z otwartymi lub półotwartymi kabinami. Kabina pasażerska, choć ciasna (mieściła 10 pasażerów i stewarda), była wyciszona, ogrzewana i wentylowana. Napęd stanowiły dwa chłodzone powietrzem, 9-cylindrowe silniki gwiazdowe Pratt & Whitney R-1340 Wasp S1H1-G o mocy 500 KM każdy. Kluczowym elementem były śmigła Hamilton Standard – początkowo dwupozycyjne (ustawiane do startu/wznoszenia i do lotu przelotowego), a w późniejszej wersji 247D w pełni nastawne.

Pośpiech był ogromny. United Air Lines potrzebowało samolotu „na wczoraj”. W związku z tym prace postępowały w błyskawicznym tempie. Prototyp, oznaczony jako X-13301, został wytoczony z fabryki w Seattle na początku 1933 roku. Oblot nastąpił 8 lutego 1933 roku, za sterami zasiadł pilot fabryczny Les Tower. Wyniki testów przekroczyły najśmielsze oczekiwania. Maszyna była stabilna, łatwa w pilotażu, a jej osiągi były bardzo dobre. Prędkość maksymalna wyniosła 320 km/h, a przelotowa przekraczała 300 km/h. Była to prędkość o prawie 50% wyższa niż w przypadku Forda Trimotora. Co istotne, Boeing 247 mógł kontynuować lot na jednym silniku z pełnym obciążeniem, co stanowiło niewyobrażalny skok w bezpieczeństwie operacyjnym.

Jeszcze przed oblatem prototypu, zarząd UATC, przekonany o sukcesie projektu, złożył spore (jak na owe czasy) zamówienie na 60 samolotów seryjnych dla United Air Lines. Pierwsza seryjna maszyna została dostarczona już 22 maja 1933 roku. Boeing 247 wszedł do służby z hukiem, natychmiast redefiniując pojęcie podróży lotniczej. Był to pierwszy nowoczesny samolot pasażerski, który nie tylko był bezpieczny dzięki metalowej konstrukcji, ale także szybki i wystarczająco komfortowy, by realnie konkurować z luksusowymi pociągami.

Boeing 247 w eksploatacji

Decyzja UATC o zamówieniu 60 maszyn z góry i przeznaczeniu ich wyłącznie dla własnej linii United Air Lines okazała się krótkoterminowo genialnym posunięciem biznesowym i długoterminowo strategiczną katastrofą. United otrzymało absolutną przewagę konkurencyjną. Przez ponad rok byli jedyną linią lotniczą na świecie dysponującą tak nowoczesną flotą. Potężne zamówienie całkowicie zapełniło moce produkcyjne fabryki Boeinga w Seattle na najbliższe dwa lata. Inne linie lotnicze, które desperacko potrzebowały nowych, metalowych samolotów, musiały czekać, albo szukać innych dostawców.

Najbardziej poszkodowane było TWA. Linia, która straciła zaufanie i maszyny po katastrofie w 1931 roku, pilnie potrzebowała nowych maszyn. Kierownictwo TWA, w tym wiceprezes ds. operacyjnych Jack Frye, zwróciło się do Boeinga z prośbą o sprzedaż Modelu 247. Niestety UATC nie zamierzało zbroić swojego głównego konkurenta w nowe samoloty.

W tej sytuacji, zdesperowany Jack Frye, wraz z głównym pilotem Eddiem Rickenbackerem, sformułował w 1932 roku specyfikację i rozesłał ją do kilku producentów, m.in. Douglasa, Martina i Consolidated. Wymagania TWA były niezwykle ambitne. Linie domagały się maszyny całkowicie metalowej, zdolnej przewieźć 12 pasażerów, o zasięgu 1740 km i prędkości przelotowej 240 km/h. Co kluczowe – specyfikacja, wciąż pod wpływem obaw o awarie silników, sugerowała układ trójsilnikowy. Jednak najważniejszym wymogiem bezpieczeństwa, który miał zapobiec powtórce z katastrofy Fokkera, była zdolność do bezpiecznego startu i wznoszenia z pełnym obciążeniem z dowolnego lotniska na trasie TWA na jednym silniku.

Wielu producentów uznało te wymagania za niemożliwe do spełnienia. Jednak Donald Douglas, założyciel Douglas Aircraft Company, i jego genialny główny inżynier James „Dutch” Kindelberger podjęli wyzwanie. Zdecydowali się jednak zignorować sugestię o trzech silnikach, proponując znacznie nowocześniejszy układ dwusilnikowy, napędzany nowymi, mocniejszymi silnikami Wright Cyclone o mocy 690 KM. Tak narodził się projekt Douglas Commercial 1 (DC-1). Prototyp oblatano 1 lipca 1933 roku. DC-1 nie tylko spełniał, ale wręcz przewyższał wymagania TWA. Był szybszy niż Boeinga 247, miał większy zasięg, a co najważniejsze – jego kadłub był znacznie szerszy i bardziej komfortowy, mieszcząc 12 pasażerów bez konieczności przechodzenia nad dźwigarem skrzydła. DC-1 bezpośrednio ewoluował w seryjnego DC-2 (1934, 14 pasażerów), a następnie w legendę, która zdefiniowała lotnictwo na następne kilkanaście lat – Douglasa DC-3 (1936, 21 pasażerów).

Zanim jednak konkurencja zdążyła odpowiedzieć, Boeing 247 cieszył się krótkim, ale absolutnym panowaniem na niebie. W barwach United Air Lines maszyna ta zrewolucjonizowała transport w USA. Nowa flota pozwoliła United na uruchomienie szybkiego połączenia transkontynentalnego „Coast-to-Coast”. Podróż z Nowego Jorku do San Francisco, która wcześniej zajmowała 27-30 godzin (z licznymi międzylądowaniami i często noclegiem), skróciła się do poniżej 20 godzin (z 7 międzylądowaniami na tankowanie). Samolot reklamowano hasłem „Three-Mile-a-Minute Airliner”, co odpowiadało prędkości 290 km/h.

Komfort na pokładzie, choć dziś wydawałby się spartański, był wówczas luksusem. Pasażerowie siedzieli w fotelach lotniczych, w ogrzewanej i wyciszonej kabinie, obsługiwani przez stewarda (zawód wprowadzony przez United kilka lat wcześniej). Boeing 247 sprawił, że jego poprzednicy – trzysilnikowe Fordy i Fokkery – z dnia na dzień stały się przestarzałe. Był to pierwszy samolot, który zarabiał na przewozie pasażerów, a nie tylko na dotacjach za przewóz poczty lotniczej. Jednak jego największą wadą konstrukcyjną, która przesądziła o jego losie, był główny dźwigar skrzydła, który przechodził centralnie przez kabinę pasażerską, tworząc wysoki próg, nad którym pasażerowie musieli niewygodnie przechodzić, aby dostać się na swoje miejsca.

Monopolistyczna polityka UATC ostatecznie obróciła się przeciwko holdingowi. W 1934 roku, w wyniku skandalu związanego z kontraktami na przewóz poczty (tzw. Air Mail Scandal), rząd USA uchwalił Air Mail Act of 1934. Ustawa ta zmuszała do rozdzielenia firm produkujących samoloty od linii lotniczych. UATC zostało rozbite na trzy niezależne podmioty: Boeing Airplane Company (produkcja na zachodnim wybrzeżu), United Aircraft Corporation (produkcja na wschodnim wybrzeżu, m.in. Pratt & Whitney,Sikorsky) oraz United Air Lines (operator). Ironią losu było to, że United Air Lines, teraz już niezależna firma, wkrótce sama musiała zacząć kupować samoloty od konkurencji – m.in. Douglasy DC-3, aby móc rywalizować z TWA.

Boeing 247 udowodnił również swoją wartość w innych rolach. Jego szybkość i wytrzymałość zostały spektakularnie potwierdzone podczas słynnego wyścigu lotniczego MacRobertson Air Race z Londynu do Melbourne w październiku 1934 roku. W wyścigu tym wziął udział nieco zmodyfikowany Boeing 247D (należący do United Air Lines, ale startujący pod barwami prywatnego sponsora), pilotowany przez słynnych lotników Roscoe Turnera i Clyde’a Pangborna. Maszyna zajęła drugie miejsce w kategorii transportowej i trzecie miejsce w klasyfikacji generalnej. Wyprzedził ją tylko specjalnie zbudowany do wyścigu de Havilland DH.88 Comet oraz… Douglas DC-2. Wynik ten był jednocześnie triumfem i porażką Boeinga – udowodnił niesamowite osiągi Modelu 247, ale jednocześnie pokazał, że jego bezpośredni konkurent, DC-2, jest równie szybki, a przy tym znacznie bardziej pojemny.

Po wycofaniu z głównych tras United, w 1939 roku samoloty Boeing 247 były sprzedawane mniejszym operatorom w USA i na świecie (m.in. w Kolumbii i Brazylii, dołączając do zakupionego wcześniej przez Niemcy jednego egzemplarza). Wiele z nich służyło jako samoloty transportowe lub dyspozycyjne dla korporacji. Podczas II wojny światowej kilkadziesiąt maszyn zostało przejętych przez US Army Air Forces i otrzymało oznaczenie Boeing C-73. Służyły jako samoloty transportowe i szkolne dla załóg maszyn wielosilnikowych. Kilka egzemplarzy latało jeszcze długo po wojnie w służbie małych linii czarterowych, a ostatni lot komercyjny odnotowano na początku lat 70.

Tak zakończyła się kariera tych maszyn. Ostatecznie Boeing 247 okazał się po prostu zbyt mały i zbyt ciasny. Zbudowano zaledwie 75 egzemplarzy wszystkich wersji. Dla porównania, samolotów z rodziny DC-3 (wliczając wersje wojskowe C-47 Skytrain) wyprodukowano ponad 16 000. United Air Lines, twórca Modelu 247, samo musiało w końcu zamówić flotę DC-3, aby przetrwać na rynku, który samo pomogło stworzyć.

W toku swojej kariery, doszło do… 16 katastrof Boeingów 247, w których zginęła większość pasażerów podróżujących maszynami. Przyczyn katastrof były różne, głównie związane z warunkami, w jakich samoloty były operowane. Warto dodać, że do naszych czasów zachowano tylko cztery Boeingi 247.

Konstrukcja i dane techniczne

Istniały dwie główne wersje samolotu – Boeing 247, oraz Boeing 247D. W modelu 247D wprowadzono szereg ulepszeń w stosunku do pierwszej wersji seryjnej, m.in. mocniejsze silniki Pratt & Whitney R-1340 S1H1-G Wasp (nadal 550 KM, ale z lepszymi osiągami na wysokości) oraz śmigła o stałej prędkości obrotowej (Hamilton Standard constant-speed), które znacznie poprawiały wydajność podczas startu i wznoszenia. Zmieniono również oszklenie kokpitu, rezygnując z szyb pochylonych „do przodu” (które miały redukować odblaski, ale w praktyce zbierały brud i śnieg) na rzecz tradycyjnej, pochylonej do tyłu owiewki.

Podsumowanie

Boeing 247 zapoczątkował rewolucję w lotnictwie pasażerskim w USA, która z czasem rozlała się na cały świat. Chociaż w tym samym czasie powstało wiele ważnych maszyn – m.in. Junkers Ju-52, to Boeingowi przypisuje się pierwszeństwo. Swoją dominującą pozycję utracił jednak prawie natychmiast na rzecz Douglasa DC-1, który na długie lata zdominował rynek lotniczy. Boeing próbował jeszcze odzyskać swoją pozycję dzięki takim maszynom jak Boeing 307 i Boeing 377, jednak dopiero wraz z nadejściem ery odrzutowców, to właśnie Boeing stał się na długie lata jednym z największych producentów samolotów pasażerskich na świecie.