波音747為什麼用鵝包機頭設計？

01-06

波音747的機頭大，機身窄，飛行時空氣阻力是不是更大？感覺這樣設計不符合空氣動力學啊。查了下資料，說波音747的機頭這樣設計是為了方便747民用和貨運都能使用。但是同學說這樣的機頭不會使空氣阻力變大，請問同學的那種說法對嗎？？

從747最初的設計方案說起。

想當年全球對民航業的熱情是空前高漲，所有人都在期盼更快的飛機出現，快到超越音速。(現在看來就是大躍進==)，波音作為當時最大的生產商當然要做這麼一架萬眾期待的飛機，747項目也在此時同時上馬。合作的夥伴就是當時牛x的泛美(747因泛美而生，多年後泛美卻因747一次空難而破產嘖嘖)。

泛美對747的要求就是大，也因為有超音速飛機在前面當大哥，747最初並沒有當作客機而設計，而是貨機。設計方案有許多，甚至有和380十分相似的模型出現，但泛美boss的審美不錯;-)這些設計統統不行。最後，波音想還是單層的機身吧，但是從哪裡上貨呢？機頭的航電設備太多不宜大動，機尾的話又會影響業載，於是乎～天才的設計誕生了，波音的工程師將駕駛艙整體上移，單獨形成了第二層，並在駕駛艙後延伸一截供機組休息(整體看起來第二層像個小墳包…和現在的全貨機747類似…)，進貨時機鼻整體開啟，大大方便了裝載。

完成後波音請來泛美boss，當boss上到二層時，感到十分擁擠(因為只供機組休息所以不會太大)，果斷要求加長第二層！全部分給頭等艙！於是乎～形成了經典的鵝頭設計:D～厲害～

p.s ：747號稱空中女皇，是絕對的經典，是第一個使用四發大函道比的飛機，體積超出當時最大的飛機兩倍多

，第一個雙層飛機，數不清的世界第一～所以380三胖靠邊站吧

ㄟ(￣▽￣ㄟ)，至於超音速飛機，呵呵

不邀自來。

上面的答案都有一定的道理，但都不是主要因素，而是設計帶來的副產品。這個設計的天才之處，就是充分利用了跨聲速飛行的「面積律」效應。

跨聲速飛行面積律：（摘自百度百科）

跨音速面積律是美國科學家惠特科姆於1952年首次提出來的。他指出：飛行器的飛行速度接近1倍音速時，零升力波阻是飛行器橫截面積分布的函數，而且近似等於具有相同橫截面積分布的旋成體的零升力波阻。因此可根據最小波阻旋成體的截面積分布來調整飛行器的橫截面積，以減小波阻。具體的應用是縮小機翼、尾翼與機身連接區的機身橫截面積，做成向內凹的形狀，俗稱「蜂腰」形機身。

波音747飛機是高亞音速巡航，為了減少波阻，提高飛行效率，進而採用了「鵝包頭」設計。從題主給出的圖可以清晰的看到，鵝包頭在機翼開始段逐漸減小，從而保證機翼所在機身截面積和鵝包頭處截面積一致。

在美國歷史上，有「呼嘯的二十年代」的說法，火爆的經濟和高漲的人氣使二十年代成為三十年代大蕭條前華麗的閃光。對於航空技術來說，60
年代也是呼嘯的年代，大躍進式的瘋狂將超音速帶入了民航。但由於油耗和噪音等原因，超音速客機的熱潮像五分鐘熱度，來得猛去得快。圖-144
只經過短暫的航線運行就撤出了航班服務，美國的 SST 計劃的口氣比力氣大（三倍音速，200 座以上的容量），最終嘎然而止，只有協和式慘淡經營了 30
年。

　　另一方面，美國空軍在 1963 年啟動巨型運輸機 CX-HLS 計劃，要求新一代運輸機的最大載重達到 80 噸以上，載重 52 噸時航程達到
9,200 公里以上，大大超過剛開始服役的 C-141
的能力上限。波音、洛克希德和道格拉斯最終獲得資格竟標，通用電氣、普拉特惠特尼獲得對發動機的竟標資格。

波音的 CX-HLS 方案，日後成為波音 747 的基礎

洛克希德的 CX-HLS 最後入選，日後成為
C-5「銀河」式運輸機

首尾可對穿裝卸是 CX-HLS
的重要要求，不對穿裝卸時，也可以從兩端同時裝卸，裝卸速度加倍。人們正在從大開的艏門登機參觀，尾門的「蚌殼門」已經向兩側大開，但尾跳板被機翼擋住了，看不見

CX-HLS
明確要求可以從機頭到機尾「對穿」裝卸，便利機動車輛的上下。為了滿足這個要求，波音、道格拉斯和洛克希德都把駕駛艙移到機艙天花板以上，以容納機艏門。道格拉斯在機身以上設計了一個戰鬥機座艙一樣的駕駛艙，洛克希德則是從高置的駕駛艙後拉出一條和機艙平行的長長的機脊，一直延伸到垂尾，這也作為上單翼的安裝點。波音則取兩者的折中，大大加大道格拉斯的機頂駕駛艙，但沒有像洛克希德一樣一直延伸到垂尾。洛克希德最後贏得竟標，推出
C-5「銀河」式運輸機，至今依然是美國最大的軍用運輸機。

　　在波音還沒有落選的時候，泛美總裁胡安·特里普（Juan
Trippe）已經看到了機會。大多數國家都有一個代表國家的航空公司，容許在飛機上使用國旗標識。對於美國來說，只有泛美還接近這個稱號，泛美之後，再也沒有一家美國航空公司可以號稱代表美國了。特里普的遠見是傳奇性的，在
30 年代，他就一手促成查爾斯·林白的歷史性的跨越大西洋的單飛。60 年代民航客運流量急劇增長，預計漲勢將持續到至少 70 年代，波音 707
一級的客機已經不能適應需要，即使加長 707 也很快就將不能滿足需要。特里普大膽地向波音建議，將波音的 CX-HLS
方案改成大容量遠程客機，用空前的低票價、高運能、大航程搶佔正在迅速擴展的越洋民航市場。波音有意將落選的波音 CX-HLS
改進用於方興未艾的民航貨運，兩家一拍即合，特里普當場拍下 5.25 億定金，訂購 25 架。這就是波音 747 的開始。

泛美作為波音 747 的催生者，對波音 747 的設計有著決定性的影響，至今沒有任何單一的航空公司對任何一架主要的民航客機的設計有如此之大的影響。1966 年
4 月 13 日波音建立 50 周年的時候，泛美的 5.25
億合同正式簽訂。特里普稱這是「人類歷史上最強大的和平武器，將和洲際導彈一樣進入文明的史冊」。這是當時歷史上最大的一筆客機採購，但特里普也不是一盞省油的燈，拍下
5.25 億，要求波音在 1969 年底之前交貨，波音只有三年時間，實際設計時間只有 28
個月。這就是說，波音要在這段時間裡完成全新飛機的設計、新總裝廠的籌建、試飛和 FAA 驗證。這是史無前例的瘋狂，至今沒有人超過這樣的野心。波音 747
的經濟性比 707 要改善 30%，不光大大降低旅行成本，也大大拓展了潛在的市場。泛美的對手們無法坐視泛美的領先，蜂擁表達訂購波音 747 的意向，波音 747
還沒有問世，就已經成為一個銷售上極大的成功。

　　但是，牛皮不是吹的，波音必須拿出真傢伙來，否則熱空氣吹出來的氣球，畢竟只是氣球。波音承受住空前的壓力，以比波音 707
更大的瘋狂，將公司的命運押在波音 747 上。

　　在超音速民航的熱浪尚未褪去的 60 年代，波音是把波音 747 作為超音速客機全面取代亞音速客機前的臨時填補來設計的。波音 747
作為客機的長壽是波音始料未及的，所以波音最初是把波音 747
按貨機設計的，日後亞音速客機不再有市場時，可以容易地轉為貨機，運載剛開始流行的航空集裝箱。CX-HLS
的機首球錐本來就是一個可以整體向上掀起的艏門，用作客機時，當然就簡化成固定的機首球錐了。為了保持貨艙的暢通和完整，駕駛艙依然保持在「二層樓」，形成波音 747
特有的「駝背」形狀。

為了便於改裝成貨機和使用艏門，波音 747
的駕駛艙設在「二層樓」，形成特有的「駝背」。這是第一架波音 747
安裝完畢，首批航空公司的標識都塗在機頭兩側，各航空公司的空中小姐穿上五顏六色的制服和新飛機一起照一張公關相

CX-HLS
是軍用運輸機，自然是上單翼，翼吊發動機既便於維修和對機翼卸載，又離地有一點距離，不至於在起飛著陸時吸進砂石。機身的多輪起落架減輕對地面的壓力，有利於在野戰機場起落。但作為民航客機，波音
747
要改成下單翼，採用較輕的前三點起落架。下單翼也可以遮蔽一點發動機雜訊，改善機艙內的舒適性。下單翼離地面近，還可以利用一點地面效應，增加起飛時的升力。但上單翼改下單翼可不是把機翼搬一個地方那麼簡單，波音最後基本上全新設計了機翼，只是在設計原理和製造技術層面上可以和
CX-HLS 共享。

　　為了大大增加每排的座位數和減少旅客上下飛機的不便，波音從一開始就打算採用雙走廊，雙走廊日後成為所謂「寬機身」客機的標誌。波音原先打算直接用
CX-HLS 的機身，全長雙層，上層 7 座雙走廊，下層 8 座雙走廊。但 FAA 對緊急疏散規定的要求不能滿足，最後只好放棄上層，而加寬下層到 9
座雙走廊，最終進一步加寬到 3+4+3 的 10 座雙走廊。幾十年後，A380
的雙層設計也遇到同樣的問題。但為了便於改裝成貨機，波音還是保留了上層的駕駛艙。不過在一開始，波音對駕駛艙後半到底幹什麼用沒有底，開始時，這裡只是用於頭等艙的酒吧，後來才開始改作載客的。這倒不是波音不懂得如何增加為航空公司贏利的座位，依然是緊急疏散的要求所決定的。

波音 747
的上下兩層為多載客提供了可能，但波音不是一開始就把上層用於載客的

早期波音 747
上下層之間的樓梯是螺旋形的

在沒有解決上層旅客的經濟疏散問題之前，上層被用作頭等艙的酒吧和休息室

當然，腐朽糜爛的資產階級光有上層還不夠，下層也一起用上了，不過這樣對航空公司的贏利座位的擠占很厲害

　　FAA 要求任何客機的所有旅客必須在 90 秒內全部安全地疏散離機。波音招集了 560
名志願者，但第一次試驗時，用了兩分半鐘才疏散完畢，一些參試人員還受了傷。後續試驗總算達到 90
秒的要求，但有更多的人受傷。更糟糕的是，上層的旅客是身穿弔帶用滑輪放下來的，很不實用。緊急疏散的問題用了很久才解決，增加緊急疏散口，改善疏散路線，上下層之間不用盤旋樓梯，改用加寬的直樓梯，這些措施最終解決了緊急疏散問題。

747為了增大載客量，不能單純的增加機身長度和寬度，前部做成雙層是比較好的處理辦法，不知道我有沒有正確理解，是不是想問第二層為什麼在機頭而不是在靠近垂尾的機身後部？如果放在後部，看起來機頭受到的空氣阻力似乎小了，但這樣會增加飛機的壓差阻力（飛機阻力的主要來源）。舉個例子，氣流流過機身，貼著機身外形向後流走，經過大額頭流向機身，再流向機尾，機身外形變化不大，氣流可以貼著表面走，機尾不容易產生氣流分離，也不會產生氣流低壓空腔，而如果先流經迎風面積小的機頭，單層機身，再流向本該在前的第二層客艙機身，那麼流道到機尾後飛機外形表面變化相對之前更大，氣流就會分離，貼不住表面，形成湍流區，湍流區壓強太小，與機頭高壓區產生壓差，形成壓差阻力，二層座艙如果在後部會產生非常大的壓差阻力。戰鬥機座艙蓋之所以設計成水滴型也是為了減小壓差阻力，同樣NASA用747運馱太空梭時會在太空梭機尾加個整流的錐形罩子（像彗星尾巴）也是為了同樣目的

一開始747就是照貨運設計的，為了能運超規貨物而在機頭採取這種設計來弄一個大艙門

747是東邊不亮西邊亮，本來是設計軍用運輸機，大頭是能中間折開，方便裝卸，後來沒中標，但被航空公司大佬看中，開啟了獨霸天空35年的歷程

你知道747-400F是可以機頭進貨的嗎，這樣的設計可以讓機頭那塊往上掀，上面駕駛艙就可以保持不動了。當然更多的故事得問設計者。