分享

拒当总裁的飞机设计师

 Yoke8 2016-10-09

飞行世界 AerospaceWorld

开放|共享|价值


导读 ID:AerospaceWorld
拒当总裁的飞机设计师


克拉伦斯·伦纳德·约翰逊是上世纪六七十年代美国乃至全世界最知名的飞机设计师之一,1933年进入洛克希德公司,后担任该公司预先发展型号部(通称“鼬鼠工程队”)的负责人,直到1975年退休。

 

在鼬鼠工程队,约翰逊以自己独特的一套工作方法领导部属推出了一系列著名飞机,包括美国第一架喷气式战斗机F-80、第一架2倍音速的F-104战斗机、U-2间谍飞机和3倍音速的SR-71等。洛克希德公司曾3次给约翰逊提供总裁的职位,但均被他谢绝。他说:“对我来说,在公司里没有哪个职位比鼬鼠工程队的头头更好的了。我是在做我12岁以来一直想做的事。”


不怕死的设计师

 

1933年,约翰逊受雇于刚刚改组的洛克希德公司。当时,该公司正开始研制一种新式的“伊莱克特拉”客机。约翰逊凭着自己的勤奋,很快就成了公司的试飞工程师,从“伊莱克特拉”首飞开始,在以后短短几年里,约翰逊累计飞行2300小时。他奉行的一条原则是:设计飞机的人也应该乘飞机飞行。

 

“伊莱克特拉”10型是洛克希德公司在上世纪30年代研制的一种双发、全金属、单翼运输机,与波音公司247和道格拉斯公司DC-2竞争。后来在10型基础上又发展出分别缩小和放大的12型和14型,以及XC-35气密式亚平流层飞机的试验型。“伊莱克特拉”后来成为一种很成功的飞机系列,受到用户的好评。

 

1934年2月23日, “伊莱克特拉”10型首次试飞,飞行员是洛克希德公司特地招聘的有驾驶双发飞机经验的艾伦(绰号“埃迪”)。当地一家报纸作了这样的生动描述:“这架蒙皮光滑、漂亮的全金属客机以优美的姿态高高地飞上天空,进行处女飞行。这标志着航空运输在商用方面又迈出了一大步。”

 

在完成首飞之后,约翰逊作为试飞工程师,同艾伦一起飞完了研制阶段的全部试飞科目,即俯冲试验、失速、螺旋,以及其他各项试验。这样的试飞,对飞行试验中所包括的一切飞行技术,以及可能遇到的惊险情况,都是极好的教学内容。

 

有一次,为了证实飞机没有颤振现象和操纵问题,必须让“伊莱克特拉”达到设计俯冲速度——时速约为512千米。为了模拟满载重量,给飞机上装上铅配重。飞机从伯班克飞机厂的旧跑道上起飞之后,大约爬升到3600米,然后埃迪加大油门使飞机头朝下,呼啸着俯冲下来。

 

在约1800米高度上,正期待开始改出俯冲的时候,飞机发出可怕的“砰”的一声,驾驶舱周围的东西都飞散开来。约翰逊向埃迪望了一眼,看他怎样处置,是否要跳伞。只见他镇定自若,一手握着驾驶杆,向后带杆,把飞机从俯冲状态拉回到平飞状态,而另一只手则轻轻拂去飞到脸上的一块绝缘材料。

 

在飞完12次飞行科目组成的初始试飞阶段之后,埃迪将剩下的试飞任务交给了马歇尔·黑德尔,约翰逊同黑德尔一起试飞这架飞机以及其他飞机。他们并肩作战,共同飞行了很多年。当约翰逊结束试飞工程师的生涯时,他的飞行小时累计达到 2300多小时。

 

约翰逊后来在自己的回忆录中说,这些早期经验对形成他的工作方法无疑是很重要的。许多工程师不喜欢飞行员,而不喜欢工程师的飞行员更多。飞行员常常不去满足工程师提出的全部要求,而工程师们也往往不去考虑飞行员的苦衷。问题主要在于双方缺乏交流。

 

“我很早就下定决心要在我的事业进程里避免这种隔阂。我主要做了两件事,就是直接参加试飞,倾听飞行员的意见。只要试飞的飞机可以坐两个人,我就尽可能多地跟飞行员一起飞行,而且还陪同他们一起进行包括首飞这样危险的飞行试验。我曾参加过9次首飞。后来,我的日常工作渐渐多了起来,我不能同他们一起直接观察飞行状况了,可是我总是虚心听取他们的意见。他们可以随时来找我,告诉我他们认为应当怎样做的意见。虽然我并不完全照办,但一般说来,我觉得他们的建议是极其有益的。飞行员们同我建立了良好的友谊。我们互相敬重,我认为这是一种互爱关系”。


在试飞中完善设计

 

巴西政府在订购“伊莱克特拉”时,提出一个要求,厂家必须进行飞行表演,以证明这种飞机能够爬升到约7000米的高度。为此,飞行员和约翰逊带上密封的气压计(一种自动记录气压的仪表),还用了一种非常简陋的氧气设备,就是用一个烟嘴儿接到氧气管道上来吸氧气。机组一共飞了3次,才达到客户要求的高度。

 

当时用的其他一些试验设备也像烟嘴儿氧气系统一样简陋,但还管用。例如,在“伊莱克特拉”12型机试飞时,为了测试尾轮的阻力,机组在飞机尾轮和支柱上临时装上一台鱼市卖鱼用的标准台秤。台秤指针受力移动,这样就记录下阻力。测试结果表明,阻力不大,不用制造收放式起落架也可以起降。

 

在改进“伊莱克特拉”14型飞机设计的过程中,洛克希德技术人员进行了大量试验试飞,解决了一系列技术难题,包括开发出一种可以克服结冰的汽化器、正确确定操纵钢索的松紧度以防发生颤振,通过改变机翼形状找出控制飞机局部失速特性的方法等,这些工作对航空技术的发展起到了很好的推进作用。

 

为了验证新型汽化器,必须在结冰和恶劣天气条件下进行50小时的飞行试验,以满足适航规定。为此,“伊莱克特拉”14型机组专门挑扰动气流最剧烈的空域进行飞行试验,以考验飞机的稳定性。

 

约翰逊后来回忆,“有几次,积起冰层速度之快,以及对空气动力特性产生效应之剧烈,给我留下了很深的印象。没有经历过这些事的飞行员根本不会体会飞机上积下少许该死冰层会引起多么可怕的事故。”

 

在解决“伊莱克特拉”14型飞机的局部失速特性问题时,约翰逊的方法是先在机翼上粘上几百根丝线,进行风洞试验,这样就可以观察到模拟飞行中形成气流分离的情形,即失速流谱,从中可以看出何时和何种条件下会产生气流分离。在试验中,第一次使用了由3台摄影机组成的自动摄影记录仪,一台显示时间并记录下各种飞行状态的参数,如飞行速度、高度、滚转角速度等,另两台同步工作的摄影机则拍下失速时飞机左右两翼的图像。试验的成果是开发出“信箱式”翼缝,可以有效地增大机翼迎角,增加飞机起飞升力。


挽救了“星座”


“星座”系列飞机是洛克希德公司进入大飞机领域的第一次尝试。根据用户的要求,洛克希德公司放弃了自己原来的几种设计方案,集中研究美国环球航空公司(TWA)要求的新客机。洛克希德建议TWA考虑一种可以坐100人、能够飞越大西洋的大型飞机,当时给这种飞机取名叫“星座”。

 

由于战争的原因,“星座”被优先作为军用运输机来开发。1943年1月9日,C-69“星座”首飞。那天,C-69成功地试飞了6次。在随后的试飞中,洛克希德公司还荣幸地把莱特兄弟中尚健在的弟弟奥维尔·莱特请进驾驶舱飞了一次,这很可能是他一生中最后一次飞行。

 

当二战行将结束时,洛克希德公司已经有了一种经过战火洗礼、可以立即投入商业航线的先进客机,处于令人羡慕的地位。最初交付的049“星座”,实际上是C-69的简单改型,1945年11月交付TWA。

 

TWA为了扩大新型客机的影响,制定了一个庞大的计划:邀请新闻界及好莱坞电影界著名人士试乘飞机,由大名鼎鼎的休斯亲自驾驶作一次横跨美国的飞行。当然,在准备横穿美国飞行之前,他必须在049“星座”上接受驾驶技术的考核。因此,这次飞行也可以说是“星座”交付TWA之前的一次演示和示范性试飞。

 

正是在这次飞行中,由于休斯狂妄自大,险些造成一次机毁人亡的重大事故,也让休斯和约翰逊之间爆发了一场激烈的冲突。

 

当时,参加飞行的有洛克希德公司的驾驶员伯彻姆、随机机械师和约翰逊,TWA公司方面则是休斯和公司总裁弗赖伊。休斯是为了学习如何掌握这种飞机的驾驶技术,而弗赖伊则只是作为观察员。

 

飞机刚从洛克希德公司所在地伯班克机场起飞,离工厂后面的小山只有几千英尺高时,休斯就对伯彻姆说:“演示一下这玩意怎么失速的,让我看看,怎么样?”于是伯彻姆放下襟翼及起落架,使用中等功率,把飞机拉起,表演了一次失速。049“星座”的失速特性很好,没有发生偏堕而向一侧掉下去,改出失速也很好。

 

休斯转向伯彻姆说:“见鬼,这样没法叫它失速。让我来!”伯彻姆把飞机让给休斯来驾驶。休斯伸出手去,抓住四个油门手柄,在襟翼全展的情况下推到了起飞功率。飞机当时是轻载,几乎可以只靠螺旋桨滑流就能够飞起来。休斯然后把驾驶杆向后一直拉到底,这样来使飞机失速。

 

当时约翰逊也在驾驶舱内,就站在正副驾驶座之间。他从来没有在空中看到过空速表指到零,机头抬起和地平线几乎成90度。

 

这时约翰逊已经飘起来,顶在天花板上,他大声叫道:“收襟翼!收襟翼!”飞机已低头进入很陡的俯冲角,约翰逊担心襟翼会被吹坏,或者襟翼产生的巨大载荷会使尾翼折断。

 

伯彻姆猛然收起襟翼,恢复对飞机的控制时离山顶大约只有2000英尺。在休斯心目中,究竟如何才算大型运输机的失速,实在令约翰逊胆战心惊。

 

飞机继续飞到帕姆代尔机场,在那里练习起飞着陆。从伯班克起飞的时候,伯彻姆已经向休斯演示过临界速度是多少,然后由休斯驾驶飞机起飞。但是他不能保持直线航迹。他用了很大的功率,结果产生很大的扭矩,将起飞的飞机偏向塔台一边。第二次起飞偏得更大,离塔台更近。他一连作了好几次起飞着陆,一次比一次糟,一点也没有改进。约翰逊不仅为飞机上所有人的安全担心,也为这架飞机担心。因为当时飞机的所有权还属于洛克希德,还没有交付TWA。

 

这时,约翰逊回到驾驶舱,他认为应该马上结束休斯的蛮干。第六次起飞简直是糟糕透顶,是几次起飞中最危险的一次。等飞机躲过了塔台,飞到起落航线高度之后,约翰逊对驾驶员说:“伯彻姆,把飞机飞回去。”休斯转过身来看着约翰逊,样子好像是约翰逊捅了他一刀,然后看着伯彻姆。约翰逊又重复了一遍:“伯彻姆,把飞机飞回去。”

 

就这样,伯彻姆和约翰逊坐进正、副驾驶座,把飞机飞了回去。这导致后来休斯大发雷霆,洛克希德公司老板也对约翰逊不满,认为是“侮辱了公司最早的、也是最好的买主”。

 

对于事态的发展,约翰逊感到很委屈,他说:“根据我的判断,我不过做了能够阻止休斯把飞机撞毁的唯一事情。”

素材来源: 中国商飞《大飞机》杂志 2016年第4期

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多