一位飞机设计师的传奇人生(四)
洛克希德公司的首架自主设计制造的喷气式飞机P-80同样是因为二战的需要。那时候德国人已经首先将喷气式战斗机ME-262投入了战场。随后英国人和美国人开始着手研制新一代的装备喷气式发动机的战斗机。
ME-262美国军方给凯利 约翰逊的期限是180天,从拿到意向书的1943年7月8日开始180天之后,他们要看到第一架飞机。而这个时候正是二战进行的最激烈焦灼的时期,协约国和轴心国在各个战场都投入了巨大的兵力和武器进行输死战斗。他们各自后方工厂开足马力加紧生产出更多的飞机,坦克,大炮。为美国和英国供应大量战斗机的洛克希德公司也不例外,他们的工厂每天需要生产各式飞机28架。工厂每天三班,每周工作六天,有部分人周日还要加班。因此根本没有多余的空间,人手来跟随凯利完成他的喷气式飞机设计制造工作。
但凯利 约翰逊本来就一直期望自己能够率领一个规模更小但是结合更紧密,效率更高的团队来做飞机设计制造工作。他很快就从各个部门通过私人关系,软磨硬泡,个人魅力,也许还有点什么“情怀”的灌输,挖来了23名工程师。他们把一个风洞模型制造车间改造成办公室,用硬木包装箱和雨棚搭建了一个生产车间。这是一个完全独立于整个工厂运行的部门和车间,一部分原因是因为需要严格保密,还有就是这本身就是计划外的工作。于是他们将这个项目命名为“臭鼬工程”,而他们这些人也就成为了“臭鼬工程队”,这块地方呢?就是“臭鼬工厂”拉。
臭鼬这个名字则是来源于他们中间的一位工程师。有一次一个人问这位工程师:凯利到底在那边搞什么鬼名堂?这位工程师回答说:他在搅拌某种饮料吧。当时有一本很流行的连环漫画书,书中有一个印第安长老总是在一个大缸中搅拌着某种汤,他不断往缸里面扔臭鼬,破鞋子之类的东西。
臭鼬工厂在秘密组装“黑鸟”这个项目高速运转,他们每天工作10小时,每周工作6天,为的是在180天内拿出一架全新的战斗机来。最终他们只花了143天就将第一架飞机交给了陆军航空队,这架飞机编号为P-80.
1944年1月8日首次试飞,地点是在现在的爱德华空军基地。当天这架飞机飞出了每小时808公里的速度。这是美国的战斗机速度第一次超过每小时800公里。
在这之后空军又提供了通用电气公司生产的一种功率更大的发动机,他们又在132天之内对飞机重新进行了设计改装,这样飞机的速度能够达到935KM/H。
最终投入使用时这架飞机被命名为F-80.这是美国军队使用的第一种战术喷气式战斗机。由此派生演化出更多的型号,总共生产了约6000架。
F-80在这种全新飞机的使用中,凯利和那些航空工程师们积累了很多经验,并研究制定出了更好的方法来改进飞机性能,增大飞机的安全裕度。
其中一个最重要的设计就是增加部件和系统的冗余度。这来自于一起燃油系统失效而导致的坠机事件。因为燃油泵上的一个部件被突然的颠簸打坏,造成发动机在刚离地就空中停车。为此凯利不但对燃油泵各个部件进行改进,并且增加了一套应急燃油系统来应对突发情况。在这之后的飞机设计制造过程中,他们总是要把备份系统考虑进去,这样完全确保正常系统失效后能够有另一套备份系统正常使用。
F-80在二战中并没有大规模投入使用。真正一展身手的战场是在朝鲜战争中。美国空军驾驶着这种飞机对抗苏联的米格15.
凯利同美国的空军官员一起到朝鲜战场上的美军基地,他们问每一个从飞机上走下来的驾驶员,这架飞机的性能怎么样?他们希望使用什么样的战斗机?这些驾驶员每一个人都说:他们想要更快更高的战斗机。
于是凯利回国后向五角大楼递交了一份报告,他希望研制一种比当时世界上所有国家的飞机都飞的更快并且更高的战斗机。
F-104应运而生。这是第一种可以以音速两倍的速度平飞的飞机。出色的性能使得这种飞机先后有8种改进型,并被14个国家使用了超过20年。
这种飞机最大的特点就是一种全新设计的机翼,这是一种看起来很短,并且薄如刀片的机翼,但这种机翼可以承载很大的载荷。
F-104为了设计这种机翼,凯利跑去找了一位负责飞机研制发展的空军司令,向他寻求帮助。当司令问他可以为他做点什么的时候。他说,他需要那种小型火箭,就是发射火箭蛋的那种。而这位司令竟然立刻从朝鲜战场了调来了400多枚火箭,并且立刻运到了凯利的工厂里。当这么多的火箭被运到工厂里时,人们被吓的不知所措。
凯利把机翼模型安装在火箭上,然后安装了自动摄影机来记录机翼在高速状态下的改变情况。然后火箭以每小时2400公里的速度被发射出去。最终他们确定了这种看起来很薄的机翼不但能够承受飞机巨大的速度,甚至可以在上面挂上副油箱以及很多种武器,连原子弹都能挂。
这种飞机不但能够以超过音速两倍的速度飞行,最大的时候可以达到每小时2600公里的速度。同时它又是飞的最高的一种飞机,最高记录可以飞行到104000英尺,3万多米的高度。
并且因为凯利和他的工程师从这种飞机设计的开始就已经考虑到了成本问题,他们对飞机的每个零件的制造都试图寻找那种最简单,最便宜的方法。最终他们这种做法为每一架出产的F-104节省了1万到2万美元,F-104最终生产了约2500架之多。
而由于他们的这一理念,也可以使这些飞机在后续的使用维护中节省更多的成本和时间。
U2 U2U2侦察机,像一个巨大的幽灵,悄无声息的在欧洲,苏联上空徘徊。巨大的机翼以及细长的机身让这架飞机能够在70000英尺,2万多米的高空巡航。而当时没有哪个国家的战斗机能够在这个高度对U2进行拦截。以至于在1956年U2飞机投入使用后四年的时间里,苏联都拿这种侦察机无可奈何。
直到1960年一架美国的U2侦察机被苏联人的导弹击落。凯利和他的工程师们也迅速开始对U2飞机进行改进,这架飞机在美国军方的侦查任务中起到了无可替代的作用,同时这架飞机还可以作为高空通讯联络站,当没有卫星覆盖或者卫星故障的时候,这架飞机可以作为替代,长时间在高空执勤作为通讯联络站使用。同时在对地球以及大气层的勘测中,这架飞机也起到了非常大的作用。1981年NASA和美国军方共同决定设计一种U2飞机的改进型号,使得飞机比原型机U2增大40%的面积,并且具有了更长的续航能力。
而U2飞机作为一种侦察机来说,一个最大的弱点是速度不够快,它仍旧是以亚音速飞行。因此当U2飞机投入使用后没多久,凯利和他们的工程师就已经着手研制飞的更快更高的喷气式侦察机了,那时仅仅距U2投入使用2年时间,1958年洛克希德公司开始研制SR-71远程战略侦察机,它的绰号是“黑鸟”。
这项价值10亿美元的计划被正式确立是在1963年。1965年12月22日进行了首次试飞。在一开始的初步设计阶段,洛克希德公司就提出一个目标,他们要设计一种能够在85000英尺的高度巡航,并且以三倍音速的速度飞行的侦察机,同时还应当具有足够的机动能力来躲避苏联的导弹,还应该在几次空中加油后,能够获得全球飞行的能力。
最重要的一点是这种飞机首次采用了放雷达隐身技术。
这完全就是一架挑战当时航空制造技术极限的飞机,不止是全部的机身构件需要全新的设计理念,甚至还需要开发出更新的材料,燃料,工艺。这已经不能说是一种全新的设计了,这简直就是一种全新的“发明”。
飞机发动机所使用的燃料首先就是一个巨大难题,凯利他们试验了各种可能性,比如液氢燃料,煤悬浮燃料。最终壳牌石油重新发明了一种特殊的发动机燃料以及润滑剂解决了这个问题。
而机身和零部件材料最终选用的是高强度钛合金。而使用钛合金来制造部件的工艺乃至流程需要全部推翻,重新设计制定一种新的工艺体系才能大规模的生产这样的部件。
而对于最终参与组装零部件的工艺,凯利他们在经过了深入研究后,如果仍旧使用老一套的方法,比如用色标来区别部件接口,那面对几千名工人来说,那将是个灾难,因为如果仅仅有一百个人是色盲,那带来的不利影响也是巨大的。于是他们彻底抛弃了色标这种传统做法,而是将零部件的接头设计成不同的形状,这样一来,错误的接口根本就连接不上,只有正确的 才可以。
而飞机的备份系统仍旧必不可少,黑鸟的主要系统都具备三重冗余。其实如果在设计的开始阶段就将备份系统考虑进去,所增加的成本只有百分之零点几。
而这架飞机还有最为神秘的一款改进型,这是黑鸟系列中性能最高的一种,并且它是一种遥控飞机,即D-21.
D-21凯利真正为之自豪的并非是这些取得巨大成就的飞机,这当然让他值得骄傲,但这些飞机有一个共同点--都是在他率领的“臭鼬工程队”的努力工作下被设计制造出来的。这证明了他们的这种工作方法和管理模式的有效性以及正确性,因此他多年也一直在向别人推介他的这套工作原则和方法,他希望自己的这套东西能够为其他人带来意想不到的改变,同时也希望一直能够存在并发展下去。
“臭鼬工程队”能够取得巨大成功首要的一个原则就是有一个能够立即做出决定并付诸行动的能力,而他自己就是具备这样能力的人。他要认为正确的事情可以立即着手去做,而另一点就是需要一批人数少但具备很强的能力和责任心的工程师。他们具备着很强的执行能力。尽量减少各种报告,汇报。而是在对任务做到有计划,分阶段,然后调动大家的积极性去完成这些任务。
而对于员工在工作中的管理来说,凯利首先不去强迫员工去工作,那样得不到好的效果。只有被激励,他们才能自愿的高效完成任务。而在处理任务的过程中,尽量做到简单是一条最基本的原则,那样才能尽可能减少出错的几率,同时降低成本。
对于员工的管理还需要认真听取他们的意见,无论是工作上的还是其他方面的意见。尽量让员工参与并了解整个飞机的设计制造过程,这样他们才能够更好的去理解自己负责项目的责任和重要性。而飞机的设计和制造者还应当尽量更多的参与到试飞过程中去,这一点上他自己就会身体力行。听取飞行员和其他使用者的意见,他们才是真正了解飞机的人。而不是由很多个根本不了解飞机,不懂实际情况的人组成一个什么委员会来评审,开会,建议,并做决定。
沟通很必要,但是要言之有物并且更高效。经常性的开会必不可少,但那里面说的每一件事情都是必须要解决的,比如碰到的问题,下一阶段的工作计划,否则就不开会。
这样做不但使事情变得更高效,同时还会节省更多的成本。
他的这种工作原则和方式在当时他所接触到的企业中真正能被贯彻执行的并不多,比如他曾看到一个政府项目光质检安全人员就有1000多人,而实际的效果却非常差。但我想他的理念并没有被忘记,如今应该有更多的企业,尤其是私人企业在这么做,同时做的很成功,比如苹果公司。