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臭鼬工厂之父的14条军规

2018-10-10“凯利”·约翰逊程不时

航空知识 2018年10期
关键词:臭鼬洛克希德襟翼

“凯利”·约翰逊 程不时

飞出来的设计师

我的第一份重要工作是洛克希德公司的试飞工程师,当我结束试飞工程师的生涯时,飞行小时累计达到2300小时。我奉行这样一种哲学,即设计飞机的人也应该在他设计的飞机里飞一飞,以便获得真正透彻的认识。这样,工程师就会知道:把四分之一英寸的螺栓安排在什么地方就会很关键,襟翼可能会出现什么现象,或者不会出现什么现象。驾驶员关心的,我也关心。

1939年我们建成了自己的风洞,这是当时私人工业中第一个完善风洞,是为了调查西北航空一架14型飞机的坠毁原因。我们在风洞里不管怎么试,尾翼总是不产生颤振。但是在拆下调整片,模拟那个被损坏的轴承时,方向舵立即从尾翼上被吹掉下来。我从未见过象在我们风洞中进行模拟试验时产生那样剧烈的颤振。为了验证这一点,我们还必须在结冰和恶劣天气条件下进行50小时的飞行试验,以满足民航局规定的条件。而且还必须在飞机失事的那条空中走廊中飞行。因此,黑德尔、霍洛贝克和我飞向明尼苏达。天气非常好的时候,我们就停飞,让别人飞行:天气最坏时,我们就起飞。

1938年7月首架XP-38飞机开始制造。很多人认为我们设计的这架飞机是一种根本不同于常规的设计,甚至有人觉得它的外形看起来很可笑。但是我认为。XP-38飞机的每一项设计特点都是理所当然的,它的外形是因其需要所致。这是第一架时速超过每小时400英里(1英里合1.6千米)的飞机。我预先就知道我们会进入到一个未知的飞行领域,很可能会遇到过去从未遇到过的麻烦。果然,P-38首飞时,刚一起飞产生了抖振。试飞员凯尔西向外一看,襟翼从后缘翘了起来,因此我们不得不收起襟翼。颤振算是停止了,但是第一次着陆就被迫不带任何襟翼偏度,这确实有点不平常。

我们在伯班克自己的新风洞中放进去全尺寸的机翼,装着真实的襟翼以及相应的收放机构作试验,仅仅作了几轮试验就已经证明了风洞的价值,很快找到了问题的答案。在机翼和襟翼之间有一条狭窄的流线型缝隙,对气流的微小扰动非常敏感。因此我们在襟翼上方的整流罩上开了一些孔,使基本结构控制着气流。气流稳定以后,襟翼就不再发生抖振了。以后我们生产了一万架这种飞机,再也没有发生过这样的现象。

1941年,英国人在他们一架小型战斗机(就是格洛斯特“流星”号)上安装了惠特尔的喷气发动机。当美国陆军航空队发展中心接收我们的建议在很短时间内制造出一架机体及其喷气发动机之时,德国人已经将一定数量的喷气式Me-262投入战斗。他们已经进入喷气时代很远了,我们才刚刚开始。我答应陆军航空队在180天内造出一架喷气飞机。但回到伯班克,我才知道我不巧正赶上任务紧张的时期。洛克希德公司每天出28架飞机。没有空闲的工程师,也没有多下来的机床和工作场所。

“‘凯利,这合同是你自己带来的,”格罗斯说,“干吧!但是你要想办法去组成你自己的工程部,亲自去找生产人员,还要想办法看在哪里干这项工程。”

以前我曾经多次向格罗斯和希巴德纠缠过,由我来建立一个试制部。在这个部中,设计者和车间的工匠们紧密配合在一起来研制新飞机。没有中间部门的复杂关系,也就省去了在管理、采购及各种支援工作上的拖延。我要求设计工程师和技师们,以及生产人员之间应直接联系。我决定:这个型号就这样干。这就是第一项“臭鼬工程”。

F-80的研制付出生命代价,其中包括长期在洛克希德公司担任试飞员的伯彻姆。那是在第一架生产型(与试验型不同)飞机运往爱德华基地试飞时,伯彻姆起飞后离地仅200英尺(1英尺合0.3米)时发动机突然停车。这是因为驱动燃油泵的轴上的花键被剪断。飞机在撞击中爆炸了。这次事故促使我们在设计上作了更改,不但改进了花键、油泵,并且加上了一个应急燃油系统。自从这次以后,洛克希德公司的飞机总装有备用燃油系统,有时是在发动机上装有双泵,一个装在发动机上,另个是电动泵。从那次以后,系统的冗余变成我的一种癖好。

火箭试出来的机翼

当试飞员列维尔第一次看到F-104“星战士”时,奇怪地问:“机翼在哪里?”机翼看起来确实很短,是平直的,薄得象一片刀片,但是却可以承受很大的载荷。这是用装有测量仪器的火箭对约50种机翼模型进行发射试验后从中选出来的,火箭发射时达到每小时1500英里(1英里合1.6千米)的速度。

这种“载人导弹”是我在1952年访问朝鲜战场的结果。在大丘等前沿基地看美国驾驶员工作我感到很受教益。驾驶员执行任务回来爬出座舱后,我们就立即询问他们飞机的性能。他们希望的战斗机是怎样的?他们异口同声地要求更大的速度和高度。他们常常感到受到侮辱。因为经常听到呆在50000英尺上的指挥机用中文或俄文指挥米格机说:“别担心这些美国飞机。你们的飞机比他们的好。爬到高处来,他们就够不着你了。”

回到美国后,我着手设计一种新型喷气战斗机,要比任何国家的任何飞机都飞得更高更快。美国当时没有可以达到超音速两倍的风洞,因此我去找帕特里奇中将,他是负责巴尔的摩空军研究发展司令部的。我向他解释:“如果有5英寸(1英寸合2.5厘米)火箭,我们就可以把机翼模型安装在火箭上,发射足够次数以后,就可以找到设计这种薄翼的办法,其厚度大约只是刀片的两倍。我们可以观察它在超声速下会不会颤振。”

帕特里奇将军立即向南朝鲜发出一道指令:“发射火箭停止半天,把全部省下来的火箭送给‘凯利。”

这种薄翼不仅在试飞和服役中证明有足够的强度,并且以后我们还在上面挂上了副油箱及多种武器,甚至能够挂原子弹。不平常的“全动尾翼”的设计也是我们在这种火箭“风洞”中先行试验的。

在研制F-104时,我们每向制造部主任阿特·维瑞克发出一张制造试验机零件的图纸,就同时也将这张图纸发给一批生产工程师,带有一份指令:“寻求制造本零件的各种可能的方法,但只能有益于而不得有害于飞机的阻力、维护及成本。”当我们造出原型机时,对于如何更好地制造生产型已经有了一厚叠报告。我们坐下来看了三天报告,确定从各个角度选择了制造这架飞机最好的办法。我们估计,这种做法使每架F-104飞机省下1万到2萬美元,而总共大约生产了2500架。而现如今飞机的成本越来令人重视,飞机越来越贵,以至于很难与它的效能相配。

带枪研制飞机

不论U-2飞机过去干过些什么,以及将干些什么,在公众的心目中它是一种“间谍飞机”,这种印象几乎不可洗刷。它是为侦察的目的而诞生的,虽然在第一次向公众宣布其存在时掩饰了真情。为了吸收机械员及技术人员参加此项工作,我们给这个工程取个名字,叫“天堂牧场来的天使”。而事实上,我选中的内华达干湖地区每天下午连四分之一英寸大小的石块都被风刮得到处飞,把这种地方称“天堂牧场”简直是一个骗人的玩笑。事实上,在“臭鼬工厂”中,我们派人到任何需要的地方去工作从来没有遇到困难,因为不论工作的地点如何,工作本身必定是激动人心的,富于挑战性的。如果工作地区确实很艰苦的话,除年薪之外他们还会得到约15%的奖金,再加上生活费。

当苏联领导人赫鲁晓夫胜利地宣布他们在斯维尔德洛夫斯克西面击落了鲍尔斯之后,我们曾试图再现发生过的事件经过。但苏联似乎并不准备公开击落的U-2。美国中央情报局要我去刺激一下苏联人,实际上去侮辱他们一下,让他们多暴露一些事件的内情。这样,我就公开向他们挑战了。

报纸上引用我的话说:“见鬼,不对劲吧,那不是一架U-2!”此后,我在睡觉时在身旁准备了一支自动手枪。这个激将法起作用了。苏联在莫斯科公开展出击落的U一2。幸好,激将法有效,在苏联被迫公开展示的残骸照片中,我们分析出了问题所在。

当U-2刚投入使用时,我们就已经开始设计SR-71了。当时并没有官方提出的设计要求,我们只知道需要更大的高度,特别需要更大的速度。第一架使用我们研制的防雷达隐身技术的飞机,就成为后来的“黑鸟”。当U-2投入使用以后,我们曾努力将这种技术用在Uv2上作为—种改型,但是毫无进展。一架飞机要成为隐身的,必须从—开始就在设计中包含有某些特点,而不是后来再加上去。要使“隐身”技术有效,必须从最初的飞机三面图设计时就考虑到这个方面。在超过马赫数3的这架飞机上我们就是这样干的。

我想这是“臭鼬工厂”从来没有接到过的最艰巨的任务,也是我一生中最困难的任务。飞机上每一件东西都需要重新“发明”,桩桩件件。

经过一个时期的徘徊之后,我们实行了一种我认为任何地方都不可比的严格的质量控制程序,每制出10个零件取3件作为样件,经过热处理并作试验,然后该批的其他零件才可以入库以备将来使用。其中一个样件装在拉力机上试验材料的强度,第二个切一个切口(约四分之一英寸长),在切口处绕一个非常小的半径弯曲,半径小到仅为厚度的32倍,观察是否会断裂。第三个则供需要作再次热处理时用。我们不希望无谓地抛掉整批的零件,这东西实在贵得要命!

乐于分享“臭鼬”的方法

“臭鼬工厂”在干什么是秘密的,但是它的工作方法却并不是秘密。我们工作获得成功的基础,是具有立即作出决定并付诸实施的能力。另一个要求,是必须有一批人数很少但是特别有能力并且责任感很强的人员。还有一点,就是把报告及书面的东西减到最少数量,对整个工程,动员全部力量有计划分阶段地完成,始终保持高昂的士气。带领一组人数不多而素质良好的人员,你的工作可以进展得很快,并且对工程的每一方面都保持紧密的控制。

我很早就明白不要强迫人去工作,这个原则在“臭鼬工厂”中应用得很好。人们在受到激励后,就会充分展示其才能。除了很少的例外情况以外,我们并不鼓励加班工作。我的一条格言是:“如果你不能用脑力来完成的工作,你用加班拼体力也完成不了。”我们的目的是使用常识来将困难的问题更省、更快、更好地解决。我们“臭鼬工厂”的老格言是:“简单点,傻瓜!”越是复杂,出问题的可能性越大。如果原来好好的,就别去改动它。

“要快,默不作声,准时。”这是我们的另一条格言。“认真听取意见,使你在谈话中可以学到很多东西。衡量一个智力型人才的标准是他改变自己的看法的能力。”这些概念都给我们节约了宝贵的时间、金钱和人力。

1943年“臭鼬工厂”在用发动机包装箱和一顶帐篷搭成的车间里工作时,用120人在143天之内造出来第一项“鼬鼠工程”——XP-80喷气战斗机,当时只有23名工程师。从那时以来,洛克希德的“臭鼬工厂”搬过4个地方。研制“喷气星”公务机时有37名工程师。许多年后研制U-2时在试验和生产两方面有50名工程师。在技术复杂得多的SR-71的研制中只有135名工程师。

在制造飞机时,我们使人们密切接触飞机,这样他们就可以了解全部的生产过程,会感到自己所做的那部分工作的责任。在需要修改设计时,我们放下手头的工作去向所有的有关人员解释修改的必要性及更改的内容,包括向采购员解释,便他们明白供应某种材料的紧迫性。我从在纸上画出第一条线开始,直到飞机制造完毕并进行首次飞行为止,一直保持和设计人员、采购员、工艺准备人员和生产制造人员的密切联系。我长期来的做法,是注意让与型号密切相关的全部人员都去观看该型号的首次飞行。自从第一项“臭鼬工厂”XP-80起就是这样做的。

如果没有我们军方买主和洛克希德公司授予“臭鼬工厂”的权威,我们办成的许多事中有一些就很可能办不成。要实现“臭鼬工厂”的原则,买主必需有一个小而高度集中的型号办公室,来与“臭鼬工厂”的经理和他们的班子对应,这是绝对的必要条件。一个在大的管理体制下工作过多年的人很不容易接受这种概念。

洛克希德不仅给与我们以必要的授权,还给了我们手段。先进工程设计的基础是研究能力。这方面洛克希德公司的管理层在早期就很有远见。这家公司是第一家拥有自己的风洞的公司(那是在我们研制P-38时),并且今天在雷谷研究中心,在一个地方综合了许多先进的研究和试验设施,在所有航空航天公司中是最完整的。这个中心于1983年重新命名为“凯利·约翰逊研究发展中心”。

洛克希德公司曾经3次给我提供总裁的职位,但是我都拒绝了。对我来说。在公司里没有哪个职务比当预发展型号部——“臭鼬工厂”的头头更好的了,我是在做我12岁以来就一直想要做的事。

责任编辑:武瑾媛

兩架F-104飞越诺福克船厂。该飞机世界上第一种速度达到2倍声速的战斗机。

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