书城工业未了的传奇:波音747的故事
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第37章 冲上云霄(2)

我十分愤怒,倒不是因为要应对这些额外增加的工作,而是因为普惠公司事前对此一声不吭的态度。让我们对这个产品缺陷一无所知,很有可能导致的结果就是,有人不幸在试验中丧生,甚至是整架飞机在飞行过程中坠毁。在波音公司,我们绝对不会这么做事。

我们和这个项目合作伙伴之间一度密切的关系从此开始变味了。

随着747飞机重返蓝天,波音公司又燃起了派747飞机参加1969年巴黎航展的希望。逢单数年6月举行的巴黎航展是全球声望最高的航展之一。随着道格拉斯公司和洛克希德公司相继开始研究各自的宽体飞机DC-10和L-1011,来自波音公司销售、营运以及财务部门的人纷纷向我们施压,要求让747飞机参加此次航展。

波音高层最终达成了这样的共识:如果飞机能在巴黎航展上安全地完成演示任务,我们就参加这次航展。我们只好加倍努力地工作。但是在整个3月和4月里,我一直认为我们不可能完成这项任务。最后,判断飞机是否可以并应该参加巴黎航展的任务落到了首席试飞员杰克·瓦德尔的头上。

至今为止,我们所面对的最大的挑战就是拿到四台能基本满足要求的发动机。最初,普惠公司交付的几乎每台JT9D发动机都存在可靠性和安全系数不够高的问题,因此我们根本不敢让飞机飞离飞行试验区。那时,波音公司已经制造出了更多的飞机,整个试验机队的飞机数量达到了5架,不过其中有4架将在完成试验任务后交付航空公司使用。波音公司提议,可以派4号飞机参加巴黎航展并为它选装了我们当时所能找到的质量最好的发动机。在结束一些飞行试验后,我们认为条件已经成熟,可以让飞机在西雅图和纽约两个城市间不落地地飞一个来回。杰克表示,如果飞机的涡扇发动机在整个飞行试验中不出什么问题的话,他将同意这架飞机参加巴黎航展。

瓦德尔结束不落地的纽约之行并在西雅图安全着陆后,我们碰了一下头。“嗯,它还行。”他谨慎地说道。无需再多说,我们已经知道747飞机去巴黎航展即将成行。我们也知道肩头的任务有多艰巨,尤其是我们还要从西雅图不经停直飞巴黎。

在那次巴黎之行中,飞机从西雅图塔科马国际机场起飞,因为这个机场的跑道比埃弗雷特的佩恩机场和西雅图的波音机场的都要长。飞机上只搭乘了为数不多的几个人,而我正是其中之一。在这之前的几次飞行试验中,我已经坐过747飞机,但这次是一次全然不同的体验,也是一件乐事。它让我真正体验了一回这个大家伙在航空公司的运营环境下是怎样工作的。而通过这次飞行任务,我们也欣喜地得知飞机在长途飞行条件下的油耗和我们所预计的并没有太大差别。

当然,机上的每个人对发动机的表现都没有很大的把握,所以难免会有点儿担心。就算一台或两台发动机不能工作了,安全上也不会出现太大的问题,但是如果不能让四台发动机都转着飞到巴黎,对我们来说可是一件丢脸的事情。操作动力系统的时候,机组人员无不小心翼翼,唯恐油门状态突然改变。幸好,这些硕大的普惠发动机一路平安地坚持到了巴黎。

747飞机为商用航空业引进的新技术中有一项是惯性导航技术。有了这项技术后,即使不借助无线电导航系统等提供的外部信号,机组人员也能得知飞机当前的位置。惯导系统是一种由极为敏感的加速度计和陀螺组成的平台,只要通过测量飞机的运动,就能计算出飞机在地球上的相对位置。

在惯导系统的辅助下,我们在大雾天气条件下几乎分毫不差地抵达了目的地——法国布尔热机场,这也是1927年林德伯格完成他那次历史性降落的机场。机组人员采用仪表进近的方式,希望让飞机下降到最小高度,如果届时天气条件良好,在降落前,机组将驾驶飞机从机场上空低空飞过。

巴黎之行成为747项目早期最浓墨重彩的一笔。事先得知此事的人们蜂拥到机场附近翘首以待,等着飞机的到来。由于当天有雾,飞机飞抵机场上空的时候,他们是先闻其声而未见其影,尽管如此,人们已经判断出这将是一个新事物。采用了高涵道比涡扇发动机的747飞机,不仅发出的声音与众不同,而且更加安静。

在离跑道不远的上空,机组人员驾驶飞机下降至最低飞行高度并从观众眼前呼啸而过,后来有人告诉我,当时飞机的垂尾还笼罩在半空中的大雾里。飞机在人群上方飞了一个来回,然后在飞行员的操作下漂亮地降落在跑道上。

飞机滑行进入展区后,我看到英美联合研制的“协和”超声速飞机就停在我们旁边。虽然它飞得很快,但和巨大的747飞机相比,“协和”简直就是一个侏儒。当时的我难掩兴奋之情,脑海中浮现出了一幅大哥低头看着小兄弟的情景。

当我们走下飞机舷梯的时候,各界名流显要、波音高管和带着祝福而来的人群纷纷向我们致意。我在他们之中看见了波音公司的技术副总裁、我的良师益友梅纳德·彭内尔,他握着我的手祝贺我们完成了这个完美的着陆过程。“你知道吗,乔,”他说,“今天我为自己身为美国人并在波音工作而自豪,我们刚刚向世界证明了美国人能做什么。”

747飞机在1969年的巴黎航展上出尽了风头,人们争先恐后地只为一睹它的风采,我们的这架飞机着实引起了不小的骚动。

仅仅一个月之后,在马克·柯林斯驾驶阿波罗飞船在月球轨道飞行之时,尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林在月球上迈出了人类的第一步时,全世界人民又再次见识了美国科技的实力。

随着高强度飞行试验的继续进行,巴黎之行的兴奋劲儿很快就被我们抛到了九霄云外。首先,我们面临着棘手的动力问题,不断出现且极为严重的发动机熄火问题时刻威胁着747项目的生死存亡。

JT9D发动机是普惠公司研制的第一款高涵道比涡扇发动机,它为普惠公司带来的挑战完全不亚于747飞机之于波音公司。在747飞机研制的过程中,由于飞机重量不断增加,我们对发动机推力的要求也水涨船高。事实上,当时单台JT9D发动机的静推力必须超过4万磅力才能满足我们的要求。相比之下,当时正在服役的推力最大的发动机——波音707-320选装的JT3D发动机单台推力仅有1.5万磅力。

如果在飞行过程中使飞机推力维持在一个基本不变的状态下,JT9D发动机并不会出现什么问题。一旦飞行员改变油门状态,提高或降低推力,发动机就有可能发生喘振,在试验过程中,这种状况经常发生。这并不只是普通的发动机熄火这么简单。由于发动机内部温度会剧烈上升,这个价值数百万美元的涡扇发动机很有可能在瞬间被烧毁。虽然早期出厂的JT9D发动机看起来更稳定一点,但是所有这些发动机无一能躲过这个问题。

这种现象使我们备受困扰。还好,我这个项目组里有一些极为聪明的发动机人才,他们对JT9D发动机的了解并不亚于普惠公司的工程师。

JT9D发动机是双转子发动机。我们的调查显示,无论在发动机加速还是减速的过程中,这些试验用发动机的低速和高速部件(压气机和涡轮)的速率并不完全一致,这有可能导致流入发动机的气流突然发生中断或滞止,造成的结果就是,气流中断的瞬间发动机内燃油油量过高,而其他时候又太少。如果在气流紊乱的时候,发动机的燃油量过高,火焰会从发动机前后两个方向喷出,这时你会感觉到猛地被震了一下,并听到“嘭”的一声巨响,整台发动机可能就这样毁于一旦。油量不足的时候,内部的反应虽然没有这么剧烈,但是其影响一点儿也不比这个小。无论发生了哪种情况,发动机的温度都会发生剧烈变化,涡轮叶片也会严重受损。

想象一下,我们的试验飞机上就装着这么四台脾气暴躁且阴晴不定的发动机,你就能理解在747飞机整个试飞过程的前半段时期内我们的处境有多危险。

我不禁猜想,难道普惠公司不明白发动机内部低速和高速部件平衡度的重要性吗?还是发生了不为人知的状况导致进入发动机核心机的气流量达不到设计要求?随着调查工作的不断深入,我们越来越肯定后一个设想才是这些故障背后的黑手。

让我们感到灰心的是,虽然这问题出在普惠公司身上,但是他们对解决问题却一点儿都不尽心。在我看来,他们仿佛是等着在747飞机投入运营后,由我们甚至是航空公司来解决这个问题。

当年普惠公司的掌舵者是一个名为巴尼·施密克拉斯的顽固的美国新英格兰人,由于考虑到解决发动机存在的这个问题需要投入大笔资金,他十分不愿意让普惠公司去接受这个挑战。在之后召开的一次会议中,来自波音的威尔逊、泰克斯·布利翁、玛尔·斯坦普、杰克·瓦德尔和我,与来自康涅狄格州哈特福德的施密克拉斯以及他的同事分据谈判桌两边,此时双方的对峙已经上升到了最高点。

瓦德尔站在一个专业试飞员的立场上,向与会人员介绍了这些该死的发动机存在的问题。他刚说完,施密克拉斯接茬说道:“你在抱怨什么?你已经拿到四台发动机了。我们为单发战斗机研制的发动机在可靠性方面也存在问题,但是那些飞行员可没有这么抱怨过。”

此时的瓦德尔已经忘记了自己代表波音公司的身份,眼看着就要冲到谈判桌另一头挥拳给施密克拉斯来一下。不过他还是忍住了,随后,瓦德尔把普惠代表团带到了第一架747飞机上,并亲自向他们演示了这个问题,其间还故意使两台发动机发生喘振,这下可把施密克拉斯和普惠公司这帮人吓得半死。等他们回到普惠公司大本营后,在解决问题上终于比之前尽心多了。

既然波音和普惠的步调已经开始保持一致,估计我们离真正解决问题的那一天也不远了。JT9D发动机机匣与普惠公司生产的其他类型喷气式发动机的非常相似。可是在JT9D上,这个机匣方案是行不通的,因为该发动机前端有一个直径很大的风扇,该部件产生的巨大扭矩和回转力会使发动机及其机匣发生扭曲,导致圆形的涡轮机匣发生变形,普惠公司将这种形状称为“椭圆形”。发动机机匣发生变形后,涡轮旋转时,其叶片叶尖会刮到发动机机匣内壁的一些部位,致使机匣上其他地方出现裂痕,进而造成发动机效率降低,流入发动机的气流也将发生紊乱。

普惠公司当时所掌握的就只有以上这些信息,由于无法从细节上解释到底发生了什么问题,他们根本没有办法从技术上解决这个问题。幸好波音公司有着优于普惠公司的结构分析能力,我们依靠自身的力量完成了对JT9D发动机结构受力情况的分析,并告诉普惠公司应该如何下手重新设计发动机机匣以及连接系统。

与此同时,我们的工程师设计出了一种临时性的轭形连接装置,能从外部使发动机的安装更为紧固,解决了发动机突然停车的问题,我们也得以继续进行试飞工作。但是“喘振裕度不足”的情况仍然存在,问题虽较前者要小,但仍然存在导致喘振发生的风险。虽然普惠公司不能立刻解决这个问题,不过通过引进了放气阀和油量控制监测装置,发动机喘振的问题得到了一定的减轻,747飞机也因此得以投入运营。

一架全新的民用飞机和一款全新的发动机同时诞生,这也是有史以来的第一次。我想不出曾有过这样的先例,在大多数情况下,发动机总是先于飞机一到两年研制出来。在747项目中,波音和普惠的命运紧紧地缠绕在了一起,双方无论谁的研制计划失败,都将使对方遭遇灾难性的后果。

多年来,我常会听到一些针对我的评论,称在747飞机研制过程中,我有时显得过于强硬,有那么一两回甚至连“顽固”的字眼都出现了。若真如此,我也只是为了完成任务才显得强硬。当年发生了一件事,估计这和我“很强硬”的名声由来有不小的关系。事情与一家名为埃雷萨奇的公司及其为747飞机研制的辅助动力装置有关。

辅助动力装置是一种小型燃气涡轮发动机——实际上就是一种小型喷气发动机,当747飞机在地面上时,该装置可以为其提供所需的电力和压缩空气。辅助动力装置安装在飞机的尾锥内,如果需要,它还可在飞行过程中为飞机提供备用动力。由于747飞机个头庞大,我们需要为它研制一款全新的辅助动力装置,但是埃雷萨奇公司的研制工作要落后于飞机许多。不幸的是,这家公司对于及时解决这个问题并不太热心。

我们认为埃雷萨奇公司在对辅助动力装置进行改进的速度不够快,因此还引起了双方的一场争执。临到紧要关头,他们派出了由十来个人组成的一个代表团直奔西雅图,其中还有埃雷萨奇公司的董事会主席,这是一位已经退休的四星将军,当时握有埃雷萨奇母公司的领导权。他们在波音公司做了一场技术介绍,并称辅助动力装置之所以没能好好工作,全是波音公司的错。