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读书随笔:未了的传奇(下)

 书虫小记 2022-08-18 发布于北京

复习一下:首先萨特会对泛美公司提出的需求,向全球所有大型航空公司进行询证,以取得更多同行的意见。

其次,除去波音公司的各部门专家进入项目组以外,还必须有泛美公司的首席工程师进入项目组,这名工程师的任务就是捍卫泛美公司的初心,确保飞机研制能够满足泛美公司的所有要求。

再次,萨特在每个关键阶段,都会向全球大型航空公司和飞机制造公司提出邀请,听取同行各类意见。这种模式后来成为大型飞机研制的标准化程式。

为了制造747而专门搭建的超大厂房,现在仍在使用

很难想象,这样一个震惊世界的大飞机项目,就是一个民营企业的三十多岁设计师,带着不到100人的团队,只用了28个月就完成了全部设计工作,而且其中大多数的设计都是空前的、奠定行业标准的。想象一下,他们干的这些,没有国家规划,没有财政拨款,没有自科基金。再想想我们的C919

萨特所坚持的,就是飞机在商业运作上的可行性,可持续性。技术经济性,其实才是技术型产品研制成功的关键考量。

萨特认为747项目最成功的地方,在于它是由最大的商业航空公司提出的原型需求,是航空公司而不是政府才最懂得如何确保技术的先进性、乘客的舒适性和运行上的盈利性之间的均衡。

何况,747是特里普提出来的需求,当时世界上不可能再有比特里普更懂航空运输业的人了。

相比之下,当时波音投入最大的超音速运输机,以及英国和法国合作的“协和”飞机项目,都是以技术先进为根本理念,追求超音速运输。

而实际上,运输100人的超音速飞机,与运输400人的747,能耗是一样的,随着后来能源价格上涨,很快这些超音速飞机就失去了盈利能力,退出了市场。

747的研制过程表明,技术永远只是技术产品研发过程中很小的一个问题,政治才是真正需要面对的难题

而要解决政治问题,最好的办法可能也只有一个,不是真的投身政治运作,而是把简单直接、清晰明了的技术和商业目标置于第一位,认定这一个目标,而非其他,持续努力。——联想一下敝号持续插播的曾文正公嘉言钞。

团队和投入都比747要大一倍的超音速运输机波音2707,因为未顾及经济性,最终只造出了几个模型

萨特在研制过程中,至少遇到了两次重大的政治危机,第一次是前面提到的改造机型,其时波音高层有人已经对萨特不满,或者已经预见到了重大项目2707必将失败,因此想提前对747项目动手,抢夺果实。

突然间就来了一个高管带领一批技术团队来对747项目进行技术审查,顺便查找出诸多问题,要求接手。萨特凭借自己过硬的技术能力和对特里普的说服,让泛美公司接受机型变更,过了这一关。

第二次则是2707项目已经濒临破产,正在747项目遇到机翼承重问题的关头,又来了一个高管带领一批团队,就机翼问题向萨特发难,要求接管747项目。

这一次,萨特开足马力,敦促下属工程师们发明了翼尖扭转这个方式,解决了机翼承重问题。这个方法还被业内后来称为“萨特扭转”

简单来说,一开始机翼都是矩形的,但实验发现,翼尖的乱流会导致机翼承压,减少升力。所以设计团队把翼尖改为向后弯曲,减少了乱流。

结果实验又发现,这种形状的机翼会产生抖动,幅度还不小。咋弄?萨特琢磨出了把翼尖稍稍向上弯曲的办法,结果就消除了看似不可避免的抖动。

这种精巧的设计,此前敝号谈及胡克设计喷气发动机时的那些技术细节也说到过。胡克当年应邀指导中国改进苏联喷气发动机WP7时,就是用多开几个膨胀槽这个非常不高技术的方式,解决了WP7喷气发动机燃烧室会开裂的问题,让中国同行觉得无比神奇(中国第一款可以说是国产的喷气发动机,不仅原型来自劳斯莱斯公司胡克设计,而且也是在胡克亲自帮助下改造的)。其实,这还真不是高技术,而是经验,是老师傅的经验和解决实际问题的综合能力。

当然,萨特对波音公司上层的这些举动非常不满,但他非常理智,而且情商极高——他的总结是,不论什么时候遇到了向你发难,或者对你的工作形成了挑战或威胁的上级,甚至只是狐假虎威的同事,你都应当顺从,按照他们的要求办事,该开会开会,该写总结写总结,该汇报汇报,他们想怎样就怎样,唯一不能挑战到的,就是项目的技术核心层面

萨特承认,后来这段时期的事情解密之后,他才知道,当时2707项目失败的主因,乃是因为波音公司被拉进了NASA的阿波罗登月计划。

NASA因为登月计划前期遭受了各种挫折,不得不秘密求助波音公司,波音的董事会主席艾伦绝对支持国家战略,于是把2707项目中三分之二的工程师都抽调去了阿波罗计划

同时,由于当时经济下行,波音公司自身的摊子铺得过大,又投入到阿波罗计划中,资金捉襟见肘,面临裁员降薪。因此,本来排名靠后的747项目,现在反而成了公司最大的,可预期的现金牛项目。

萨特把747设计成机头可以打开的形式,方便客货两运,使得747成为适用性最强的机型

任何一个商业组织,面对外部形势压迫时,都将出现把打市场变成组织内耗的现象,谁都无法避免

话说回来,即便面对那样艰难的局面,以艾伦为代表的波音公司领导层,居然还能确保747这样一个巨型项目正常运作,虽说不是排除了一切干扰,但至少确保了项目组人员不变,始终认可萨特的主张,这可能就是当前的央企做不到的了

747下线试飞,并参加了1969年的巴黎航展,同年,阿波罗登月计划成功,全球震撼于美国的科技实力

但紧接着,747就连续发生了两起严重问题,好在都是试飞阶段发现——其一是高速飞行时出现弱阻尼的震颤现象,其二是超高动力的普惠双涵道发动机出现熄火情况。

前一种情况,在任何一种高速交通载体中都容易出现,主要是两个或两个以上部件的震动周期叠加形成共振,一般的解决办法是先要确定发生震颤的部位,之后修改震颤部件的位置或结构,使原有质量分布发生改变,萨特正是用改动结构的方式解决了震颤问题。

但第二个问题就非常严重,项目组发现,发动机会因为压气机与涡扇之间不同步的旋转而发生气流接续不顺畅的情况,会导致发动机震喘,甚至直接停机。

可怕的地方在于,普惠公司之前知道这个情况,但并没有通知波音公司,而是不紧不慢地在改进发动机。

从这里也可以看出,纯粹市场关系也可能导致严重的沟通障碍情况

对此,萨特项目组及时发现了普惠公司技术能力不足的情况,立刻组织波音的工程师,与普惠公司一起研究解决发动机的问题。

因此可以说,747项目是一架空前的巨型飞机和一个空前结构的新式航空发动机同时诞生的产物

上述问题解决之后,还要经过FAA即联邦航空局的适航条例测试,即人为制造各种紧急情况来测试飞机的安全性能,如以最小起飞速度最大迎角起飞,这是人为制造失速的情况;如达到起飞速度之后突然中断起飞,这是人为制造起飞前突然发现发动机失效的情况等等。我惊讶于FAA的严格程度。

747顺利推出之后,大受航空公司欢迎。这也印证了泛美航空公司老大特里普的技术洞见和市场判断力,实际上,两年前只有特里普认为载客400人的巨型飞机能有巨大的市场,包括总工程师萨特在内的人,开始都不认同。

之后的道格拉斯和洛克希德,乃至法国英国都推出了宽体飞机,但由于缺乏特里普的超前预见,他们都只不过是在原有机型上进行了拓展,没有想到747这种越洋洲际航行的续航能力会有市场。因此,几乎是在产品一下线,就被747踢进了落后机型群落里

同样,发动机供应商们也开始大量生产可供747这样的巨型机使用的双涵道发动机,并且开始影响波音高层,将747的后续各类细分型号装上其它公司的发动机。

这个时候,波音公司的体制优势又发生作用了,即便是董事会成员同意了,某家公司的发动机还会被萨特否定,飞机的总设计师说了算

这其中就有劳斯莱斯公司,劳斯莱斯公司其实是喷气式发动机的发明者之一,但却在后来的竞争中落后了,因此他们通过革命性创新,制造出了更强动力的发动机,试图营销波音公司同意将之加装到747上。

萨特经过系统性分析,认为劳斯莱斯的新发动机材质上存在问题,否决了,为此受到业界的普遍批评。但不久,劳斯莱斯的这款发动机果然出现了萨特预见过的故障,并且导致这款发动机直接停产了。

747推出时,大家都很奇怪机头上面的驼峰

也许最为宝贵的工作,就是萨特主持编订的《747飞机设计目标和标准》这部巨著,说是手册,实际上就是一部教人如何设计大型喷气式飞机的操作指南,这可是上千万的工时和两三千名工程师,以及几十年操作经验的累积。

用现在的话来说,就是标准化文档,有了这个东西,就知道怎么建造大型喷气机。为此,前苏联不止派了一拨人去萨特那里索要。

尽管有很多抱怨和不公,但波音公司最终给了萨特应有的待遇,萨特随后升任波音公司技术总监,副总裁,并以执行副总裁地位退休。值得关注的,还有萨特在退休之前,以航空专家身份参与了“挑战者号”事故调查。

值得一提的是,挑战者号爆炸之后,里根当局立即组织开展调查工作,授权登月者阿姆斯特朗组织调查组,调查组的成员非常广泛,有萨特这样的飞机制造专家,有大学教授,有物理学诺奖获得者费曼,有航天杂志的主编,有空军军人,还有二战的王牌飞行员——可见这是一个典型的美式团队

这个团队开展的调查工作非常深入,萨特负责的是航天飞机制造环节的问题,他很快就找到了生产环节的问题,负责升空用的固体推力火箭有明显的设计缺陷,这个火箭的尾部正好对着航天飞机的外部燃料箱,也正是因为这枚固体火箭的连接器出现故障,导致火箭外皮破损,燃料泄露生火,烧穿了燃料箱,引起爆炸。

萨特认为,NASA的官僚管理体制是罪魁祸首,正因为是一级级科层管理,同时,NASA还采用了分散中心制,即在各地都有航天中心,每个中心独立性很强,导致整体上协调的失效。

再就是这个体制是典型的命令型体制,只注重完成任务的进度,把安全问题放在了后面。

没有办法,只要是官僚体制,不论哪个国家,都存在共同的问题。

真正的技术史,发明创造史,也同样可以看到更多技术背后的关键力量。

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