书城工业未了的传奇:波音747的故事
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第31章 机翼和飞机重量的危机(1)

在波音747机翼危机爆发之前,747飞机的气动试验其实已经完成得差不多了。从气动和性能的角度而言,我们所设计的机翼是能工作的,但是负责结构设计的那些同事发现,从风洞试验中得到的大量数据来看,机翼的设计并不尽如人意。

分析表明,747飞机外侧机翼承载过高。由于压力并没有分配在正确的位置,原本应该分配到内侧机翼上的载荷却由外侧机翼来承担。由于研制步伐加快,我们意识到这一点的时候已经是设计阶段的后期了。当时,图纸已完成发放,第一架份的机翼部件正在位于华盛顿州奥本的工厂内生产,而桁条和机翼蒙皮的制造工作已经完成,产品也即将发往埃弗雷特。

问题十分严重,很可能会导致整个项目的中断。我发现自己又坐在了一口热锅上,在747飞机的研制过程中,这已经不是第一次了。我们还能做些什么呢?当时,艾尔·韦伯负责掌管项目组里的结构小组,他手下一个名为吉姆·霍伊的工程师对此提出了一个建议。吉姆·霍伊建议将整个机翼从翼根至翼尖进行扭转,并使扭转角达到3°。他表示,这样做可以将机翼的升力中心转移至机翼外侧合适的部位上,确保这部分结构能满足承受飞行载荷的要求。

第一批次的零部件已经生产出来了,有人却建议将它们扔掉,重新开始设计。将整个机翼扭转3°看似简单,但当你得知这意味着必须重新设计机翼和机身连接部位时,可能就不会这么想了。被称为中机身的这个部位是任何飞机结构上最重要的部位之一,这个想法会使扭转机翼成为最复杂也是成本最高的一个想法。

这场全面的危机也惊动了波音公司的高层。领导层召集了一批专家,希望从他们那里获得一些解决意见,其中有一位就是杰克·斯泰纳,这可是一位强势而又固执己见的人,恨不得所有的工作都得按照他的意思去执行。当然,这就是领导了波音727和737项目的那个斯泰纳,不少人都认为他同时也想介入747项目。斯泰纳坚持认为,我们所制造出来的机翼已经没有再挽救的余地,他指出747飞机机翼的设计方案需要完全推倒重来。波音领导层同意了他的意见,指示他召集人手开始新的机翼设计工作。

这样的举动在波音高层那里并不是一件稀罕事儿,他们经常召集另外一批工程人员对某一项目进行评估,如果有必要,这批工程人员还将取而代之,直接接管这个项目。斯泰纳就这样出现在我的地盘上,就像公司所称的那样,他是来进行“技术审查”的。

如果你问我斯泰纳突然插手我所接管的项目会不会使我十分困扰?答案是必然的。对于杰克所取得的诸多成就,我是十分钦佩的,但是与他共事常会产生摩擦,我和他一起在波音727和737项目组中的时候就是这样。既然这是我自己所掌管的一个项目,我最不想看到的就是他出现在我的地盘上,还说什么“我是来救火的”。

更糟糕的是,斯泰纳提出来的新方案——为飞机设计一个全新的机翼,将会导致项目的研制时间拖长而使成本疯涨。在我看来,如果按照他的思路走下去,不仅747项目会完蛋,波音公司的生意也别做了。

斯泰纳带着50名气动和结构工程师搬进了我们的大楼,他还将其戏称为“黑伞突击行动”。在我们尚未弄清究竟发生了什么事之前,他已经搬进了大楼里的一个礼堂内,并把座椅全部拆掉,换上了绘图桌。就在那里,他的“部队”重新开始对747飞机的机翼进行设计。

一开始,我完全被蒙在鼓里。事实上,对于项目组之外的政治斗争我可谓一无所知。我所知道的不过是我有一份工作要做,它要求我按时完成项目进度、控制预算以及确保747飞机能够实现我们所承诺的各种性能。新机翼对于这个项目来说并不是一个可选项,我们应该做的是对现有机翼进行更改使其满足要求。

带着这个目标,我召集了埃弗雷特·韦博、艾尔·韦伯和他的结构工程师,其中包括吉姆·霍伊和其他一些项目组中的关键人物。我已记不清到底是韦博还是我自己最终说了这么一句话:“我们必须停止使机翼整体扭转3°以满足承载要求的想法,我们有必要扭转整个机翼吗?”

使内侧机翼保持原样,仅仅扭转外侧发动机吊舱以外的机翼部分的设想一经提出,我们立刻就看到了希望之光。如果这个方案可行,无论从难度还是从成本上来说,它都不及扭转整个机翼的十分之一。在我的授意之下,吉姆·霍伊对这个概念进行了初步的评估,分析结果表明,仅仅扭转外侧机翼可以达到扭转整个机翼效果的80%~90%。

在这种快速分析的基础上,我当场就拍板决定采用这个方案。手下的人立即开始更改机翼的设计,使其成为外侧扭转的机翼,并完全解决了机翼承载的问题。这个应急的解决方案取得了很好的效果,竟然引起了媒体的关注,他们把它称为“萨特扭转”。直到今天,人们还在沿用这个名称。

埃弗雷特·韦博则认为它实际上应该叫做“韦博扭转”,也许他是正确的。在团队的工作环境中确实存在这样的情况,往往是不止一个人同时想到了某个主意。重要的是,我们找到了解决问题的方案,而且并没有牺牲掉机翼本身优异的气动性能。

回顾过去,我认为自己处理这起危机的结果还是很圆满的。我知道危机重重,但是我将精力完全集中在如何解决工程上存在的各种问题上,而完全不理会身边的政治斗争。当时,有不少人一再企图把我踢走,并在747飞机上采用其他的机翼设计方案。而我直到20世纪90年代初克莱夫·欧文的《宽体飞机:非凡的747》一书出版之时,才全面了解了背后的这些斗争故事。

如果杰克·斯泰纳当时想出了一个更好的方案,我可能连什么状况都没摸清楚就被扫地出门了。不过,他认为我们的设计已无可挽回的想法被事实证明是错误的。经过我们的一番补救,747项目又回到了正常轨道上,斯泰纳和他的“黑伞部队”也只好从战场上卷铺盖走人。

和其他所有处于研制过程中的飞机一样,随着设计工作的推进,747飞机的重量与日俱增。在项目启动之初,当我们决定以单层舱布局取代此前众望所归的双层舱方案时,重量问题就已经出现过。取而代之的机身横截面直径更大,也使得飞机的重量直线上升。

1965年夏天,当我着手成立研究小组并开始工作的时候,我们假定飞机的总重为55万磅[1]。到1966年4月我们与泛美航空公司签署合同正式启动747项目之时,方案中的飞机重量已经上升到了65.5万磅。一年之后,飞机的重量又飙升到了68万磅,而且还保持继续上升的趋势。

飞机重量的不断上升威胁着整个项目的发展。一架更重的飞机意味着泛美航空公司和其他的客户将无法利用飞机携带更多可以产生收益的载荷,除非普惠公司能相应提高发动机推力。但是,即使只是满足最初的设计目标,普惠公司已经显得力不从心了。

事实上,在研制747飞机发动机的过程中,普惠公司遇到了不少麻烦。高涵道比涡扇发动机在当时还是一项全新的技术,此前在这个领域并没有任何一个成功的例子。普惠公司能不能满足最初的设计目标还是一个问题,忽然间我们又希望他们提高发动机的推力!波音707-300上所使用的普惠JT3D发动机单台推力不足1.6万磅力,而这已经是当时商用飞机领域中推力最高的喷气发动机了,可是这架在重量上无出其右的747飞机却需要装配推力超过4万磅力的发动机。