1965年夏天,我和南茜一起到远离城市的地方度了一次假。我确实需要一个假期,当时的我已经44岁了,一直勤勤恳恳地工作,自从进入波音公司后,近20年的时间里我几乎没怎么休过假。
我们的三个孩子要么在学校里,要么在别的地方呆着,所以就只有我和南茜两个人住在胡德运河边的小屋里。小屋位于河岸,四周环绕着青山。胡德运河看似一条河,实际上却是一个海湾,河水是由淡水和海水混合而成的,盛产牡蛎,岸边的沙滩上遍地都是它们的壳。胡德运河的西岸就是奥林匹克半岛和半岛上的那些高山。
这座小屋记录了萨特家族几代人无尽的欢乐时光。在此置产是南茜的主意,自孩提时代起,她已熟知这条运河且深深地爱上了它,后来她就主动为整个家庭找到了这个夏天度假的居所。
小屋里有一个宽敞的公共休息室,带有开放式厨房,屋里还有一个用我们捡来的鹅卵石建成的壁炉。推开小屋的前门就是一片有坡度的草坪和沙滩,在小屋的另一头有一个开放式的阁楼,地方很大,十来个人同时睡在那里都没有问题。要想到阁楼上去,就要通过一个直上直下的梯子,仿佛在船上一样,孩子们特别喜欢这个地方。阁楼下面是一间卧室和卫生间。
1965年的时候,小屋还没有完工。基本上还都是水泥地面,墙体没有保温层,外墙板也没弄好。厨房里是一个用木板临时搭起来的工作台,还有一个多功能水槽。
屋里也没装电话,我就把最近的邻居家的电话号码留给了多年来一直为我工作的秘书鲁丝·霍兰德。同时我也告诉她:“如果不是什么要紧事,就别打这个电话。”
胡德运河区的天气好极了,空气里充满了芳香,阳光又是那样的温暖。我和南茜大部分时间都在户外,她打理她的花园,而我则负责料理我种下的那些果树。因为山上的那些鹿常常跑下山来,把树叶都快啃光了,所以那些树长得并不好。情形就像我们从来没拥有果园一样。
我还细心地照顾我种下的草莓。有一片草莓和大黄可是一件美事,之前我把它们种在装着肥沃泥土的大盒子里。第一周,这些植物还是绿色的,没过一周就变黄了,再下一周就什么都没有了,那些鹿把它们也啃光了。幸运的是,周围的山上满是浆果类的树丛,所以那个夏天南茜给我们做了许多黑莓派。
几天后,也就是1965年的8月,南茜回到城里和她的好姐妹们玩桥牌去了。我独自一人在小屋外漫步,享受着那里的阳光和咸湿的阵风。我想着要去挖蛤蚌,最后还是决定去劈柴。即使是在夏天,在没装保温层的小屋里还是会觉得冷,因此我需要一些木柴。
我挥舞着斧子,脑海里不由得浮现出孩提时我和哥哥们一起劈柴、码柴的情形。就在这时,邻居出乎意料地出现在我面前,“萨特,”他对我说,“他们打电话到我家要找你。”
我的这个邻居为人很好,就是对人有点冷淡,很看重个人隐私,也不喜欢因其他人的问题而被打扰。我跟着来到了他家,一边不住地为我引起的种种不便向他道歉。
电话是迪克·鲁泽打来的,他是波音公司商用飞机部的首席工程师。此前,我们曾为改进波音707而一起工作,而由于越洋飞行市场需求的不断上涨,这款飞机已经显得有点小了。像道格拉斯公司对我们的竞争机型DC-8所做的那样,我们也在思考着是否能加长波音707的机身。但是,这样一来,我们同时还需要一个更长的起落架,否则飞机在起降过程中极有可能尾部触地。
不幸的是,更改起落架的设计需要付出高额的成本,因为我们同时还要更改收藏起落架的机身及机翼部位。考虑到这些因素,我们一致认为这会使波音707的收益降低。为了一个短期的解决方案而投入这么多钱几乎是没有意义的。
鲁泽在电话里告诉我,泛美航空公司一直在向波音公司施加压力,要求波音公司开发一款比波音707更大的全新的飞机。他还问我,是否愿意离开波音737项目,牵头组织这款更大的喷气式飞机的研究工作。
我说:“是。”我根本来不及思考这份新的职务会带我走向何方,也不知道这对我来说是否是一次好的职业变动。但是在波音公司,上司提出这样的要求根本就是一项命令。即使这并不是一项命令,我还是会同意的,因为这将是属于我自己的一个项目,而不是其他随便一个项目。这个项目要开发的是大型的长航程飞机——而这恰恰就是自孩提时代起我一直所梦想的。
向我邻居表达谢意之后,我慢慢走回我的房子,一路上思绪万千。我们谈的是多大的一架飞机?它看起来是怎样的?它应该有哪些特征?幸运的是,通常存在的发动机推力的限制在此并不是一个难题,因此我可以放开了去想我需要多大的一架飞机。
当时,波音公司军机部门的同事正在全力以赴为美国空军研发一款大型货机C-5。尽管我并未参与这个项目,但是从同事那里,我得知波音公司已提出了一个自认为远远优于竞争对手洛克希德公司的尖端设计方案。
C-5军用运输机项目的推进,对商用航空的发展起到了极大影响。这个项目中所开发的高涵道比涡扇发动机,比当时全球各种商用喷气式飞机所使用的低涵道比发动机更大,同时还具有更大的推力,以及更高的燃油效率。
喷气式发动机的工作原理是,先将空气压缩,并将其与燃油混合,再将混合的油气注入燃烧室中并点燃。混合油气经燃烧后产生的膨胀气体喷到涡轮盘弯曲的叶片上,这些高温高压的气体将推动叶片,进而驱动涡轮绕轴旋转。这些转动进而将带动发动机前部的压气机工作,使之将更多的空气压入发动机,继续进行下一个燃烧周期,依次往复。
上面我所描述的就是涡轮喷气式发动机。它的优势在于简单可靠,缺点就是起飞阶段油耗大,加速性能差。涡喷发动机能将一小部分气流加速至极高的速度。感觉就像你骑自行车时高挡起步一样。
涡扇发动机是在此基础上在发动机前部加了一个风扇部件。这是一个面积很大的压气机,只有一部分经压缩的空气能进入发动机的核心机,其余的空气则通过位于发动机核心机外围、喷管形状的通道中喷出,以产生净推力。这些从旁路通过的空气不需要与燃油混合并燃烧。
与涡喷发动机相比,涡扇发动机有三大优点:第一,它们能将大量气体加速至比较低的速度,改善了飞机的起飞加速性能,就像将自行车调到效率更高的齿数比上一样。第二,油耗更低。第三,由于发动机核心机排出的高温气体由旁路通过的空气包围着,而不是直接暴露在发动机外的低温空气中,因此噪声更低。这也有效消除了早期喷气式飞机所特有的燃烧着的并“嘶嘶”作响的尾气。
60年代,美国喷气发动机制造商普惠公司和通用电气公司均参与了C-5运输机项目的竞争。通用电气公司凭借其提出的涵道比为8∶1(即,经过发动机核心机外的空气是经过该部分输送的空气的8倍)的大型涡扇发动机方案赢得了这份政府合同,而普惠公司输掉的是一个涵道比为5.5∶1的大型涡扇发动机方案。
尽管当时还没有生产出一台高涵道比的涡扇发动机,但是这种新兴的技术对于我的飞机项目来说就像是存在银行里的钱一样。这种发动机即将可以投入使用,也意味着我想要多大的飞机就可以设计得多大,而不必担心没有推力足够大的发动机。
这是航空史上一件史无前例的事。过去,动力装置往往滞后于机体及系统的发展,这也限制了飞机设计师的发挥。波音公司的XB-15本是一架庞大的飞机,却由于发动机过小而未能发挥出应有的性能,道格拉斯公司在战时开发的XB-19也遭遇了同样的命运。即使是较成功的B-29轰炸机和“同温层巡航者”飞机,也同样存在推力不足的缺陷。
继波音公司最小的喷气式飞机项目后,我突然接手了最大的同时也是第一款应用大型涡扇发动机的商用飞机的研发工作。前途充满了惊心动魄的挑战。
后来直到1965年10月,波音公司才得知输掉了C-5项目。位于美国加利福尼亚州的洛克希德公司由于在方案陈述过程中表现得更为优异而赢得了这笔合同,我们不禁猜疑是一些政治因素导致我们与C-5合同失之交臂。
在这里我要补充一点,参与美国空军C-5项目的竞争对波音747项目(这就是我要开发的新飞机的名称)唯一的贡献,就是开发出了大型的高涵道比发动机。媒体不时引用波音公司利用输掉合同的C-5军用运输机加以改进就成了商用747飞机的说法,但是,这种说法虽然合乎逻辑,却是错误的。事实上,波音747采用了全新的设计且与C-5没有丝毫关系。
我兴奋得在房子周边漫无目的地走来走去,除了即将要面对的各种挑战外,大脑里空无一物。南茜从西雅图回来后,我把电话里的那番谈话一五一十地告诉了她。后来的几天,我们一直尝试着在这座度假小屋里稍微放松一下,但是我满脑子都装满了这项新的任务。最终,我还是提前结束了休假,带着南茜回到了城里。恐怕这也让我的邻居大大松了一口气,因为后来波音公司不断有人给我打电话。
在我结束了休假的那个星期五,我,鲁泽,以及其他一些与这个项目有关的波音同事碰了一下头。他们简单介绍了一下各自的想法,并授权我组织一支队伍以开展我的大飞机研究计划。起初,我组织了一个20人左右的项目组。当年8月,我希望项目组人数增加100人的要求得到了支持。这就是波音747项目的起步。
为什么波音公司会选我来领导整个工程研发团队?我猜主要是因为当时称职且还有空档的人只有我一个。梅纳德·彭内尔、比尔·库克、鲍伯·威辛顿以及其他比我资历更老的工程师都被派去为美国研究超声速运输机,1965年的时候,这是波音公司最重要的一个项目,完全由政府出资,旨在开发出名为波音2707的超声速客机。
当时,几乎人人都相信超声速运输机就是商用航空未来的出路。法国和英国无疑也都是这么认为的。这两个国家分别启动了各自的超声速运输机项目,直到后来由于无法独立承担高昂的研究费用,才将两个项目合二为一。其结果就是生产出了蜚声全球的“协和”超声速飞机。当时的苏联也相中了超声速运输机这个概念,并开发出了图-144飞机,这也是第一架投入商业运营的超声速飞机。
波音2707计划比以上这两个超声速运输机项目都要激进。从三角翼到钛合金结构,再到推力达6.6万磅力[1]的轴流式涡喷发动机,美国的超声速运输机项目正在尝试使用全新的技术,且在飞行技术的许多领域它都将达到领先水平。
在波音公司里,几乎人人都热切期待着加入波音2707项目。波音几乎所有顶尖的工程人员都在这个项目组里,而大名鼎鼎的杰克·斯泰纳之所以不在其中,主要是因为他当时还在领导波音737项目。在泛美航空公司忽然需要大型亚声速喷气式飞机的时候,波音还有谁是能被抽调的?是的,对我来说,那是一个正确的地点,也是一个正确的时间,我一直认为我是极为幸运的。
我的幸运之处还在于,上层并没有对我们的大飞机研究计划提出任何限制条件。我和我的项目组在对波音这款新的亚声速喷气式飞机做定义时,完全可以独立地做出任何决定。我们首先通过与我们的客户——泛美航空公司紧密合作,来解决这个问题。
当时,泛美航空公司是最具影响力的国际化航空公司,参与启动了707项目,如果我们能提出一些让泛美感兴趣的提案,它也会参与启动747项目。
通过与泛美航空公司的一些讨论,我发现他们想要的是一架真正的大型飞机,从他们提出的一些数据来看,他们想要的飞机不仅尺寸超大,而且性能要十分优异。他们的观点是正确的吗?世界市场真的对这种载客量超过400人的越洋客机有需求吗?
胡安·特里普对大型飞机的设想对我们来说是一个实实在在的挑战,让整件事情显得更有意思的是,他现在就想得到这款飞机。商业上的直觉告诉他,泛美航空公司的越洋航线在得到这样的大型飞机后,能立即消化增加的运力。
从泛美航空公司提供的这些数据入手,我让项目组针对飞机的重量、尺寸及性能指标等进行初始的参数研究。当然,我同时还咨询了环球航空、英国航空、日本航空以及其他许多国际性的航空公司,希望了解他们需要什么样的大型喷气式飞机,但是类似这样没有针对性的问题基本上是得不到有意义的回答的。
对我们来说,了解除泛美以外的其他航空公司客户到底需要什么样的飞机是至关重要的一步。为了得到有意义的答案,我们向他们提供了三个不同的提案,并要求他们回答哪种飞机是他们需要我们研制生产的。三个提案分别是250座、300座和350座的飞机。此外,我们也提供了一些相应的参数,如基本重量、性能参数以及运营的经济性等。
这个方法还真管用,我们得到了令人欣喜的结果。我惊喜地发现,每一家航空公司都投了尺寸最大的350座级飞机一票。当时正在服役的两款最大的飞机——波音707和DC-8都只能搭载140名乘客。也就是说,航空公司希望我们开发出容量是现有飞机2.5倍的大型飞机。相比之下,今天的空客A380飞机(550座)只比747-400飞机(416座)大了三分之一。