洛克希德霍格沃茨魔法学校校长——凯利•约翰逊
作者:Armstrong凯利•约翰逊是飞机设计界的巨人,今年是他诞辰104周年,我们来回顾一下凯利•约翰逊的传奇经历。
洛克希德公司在50年代后期曾经进行过一个名叫“日晒”(Suntan)的绝密项目,这种终极侦察机可以在3万米高空以2马赫的速度飞行,即不大可能被探测到也不大可能被拦截。不过洛克希德在研制中遭遇到无法解决的难题,由于“日晒”采用液氢为燃料,所以机身内安装了巨大的“热水瓶”保温燃料箱。在高速飞行中,燃料箱内部要保持在零下240度确保液态氢不被汽化,而外部却要经受177度的气动加热。为了这几架飞机生产燃料将消耗掉洛杉矶两年天然气供应量的10%。将这种高度不稳定的易爆液体运到基地需要一队重型运输机,出现任何一个意外事故都会导致运输机再现一场“兴登堡”式的灾难。
即使对于洛克希德的霍格沃茨魔法学校——“臭鼬”工厂来说,“日晒”项目面临的难题也是无法解决的。1956年“臭鼬教父”凯利•约翰逊以一往无前的决心接受了美国空军的这个挑战,两年后不得不接受失败,告诉美国空军项目应该终止了。
由于“日晒”采用液氢为燃料,所以机身内安装了巨大的“热水瓶”保温燃料箱。在高速飞行中,燃料箱内部要保持在零下240度确保液态氢不被汽化,而外部却要经受177度的气动加热
五角大楼相信如果连凯利•约翰逊做不到,那就就没人能做到了。
克拉伦斯•伦纳德•约翰逊出生于1910年,家住密西根上半岛的伊什珀明,在九个孩子中排行老七。他父母是贫穷的瑞典移民,他们的生活水平比拓荒者好不了多少。为了养家,他母亲帮人洗衣,年幼的克拉伦斯有时驾着他的马车或雪橇交付已经洗净的衣物。克拉伦斯自卑于家庭的贫困,在街上挤满人群时他却躲在后巷。在1985年出版的凯利自传《More Than My Share of It All》(中译版名称《我怎样设计飞机》)中他写到:“我发誓有一天我会回到伊什伯明,不是在穷街陋巷而是在最好的街道上。”
约翰逊有着当时典型的美国人形象:贫穷但是能通过勤奋的努力向上。他聪明而富有才华,有着强烈的事业心,拥有天才少年的爆棚自信。与电影中的人物相比,他只是缺乏了帅气的外表,在以后的日子里他将被描述像W•C•菲尔茨(美国电影演员)那样没有幽默感的人。不过这有点不公平,凯利很少使用他的幽默感,因为他的幽默有些枯燥,还带点讽刺机智。
约翰逊在文法学校学习时得到了“凯利”这个绰号,然后获得密歇根大学的奖学金开始学习航空工程。他用大学风洞接了一些设计流线外形的私活来赚零花钱,客户中就有制造军车的斯图贝克公司。在1933年研究生的最后一年,他和教授爱德华•斯托克帮忙评估了洛克希德加州公司发来的模型。斯托克认为这个双发10座客机的稳定性可以接受,但约翰逊不同意。当时的设计标准很宽松,大学风洞也不愿做出得罪客户的判决。
约翰逊获得硕士学位后来到洛克希德工作,担任工装夹具设计师。他发现Model 10“伊莱克特拉”存在着危险的纵向不稳定,他忽略了办公室政治的基本原则就立即通知了总工程师——霍尔•希巴德。约翰逊必须拿出足够有力的空气动力学证据才能压制住希巴德发火的冲动,希巴却德让这名年轻学徒驾车返回密歇根大学风洞,车子后座上放着巨大的“伊莱克特拉”模型。
约翰逊在研究Model 10“伊莱克特拉”最初的模型,发现但垂尾并不能提供有效的纵向稳定性
约翰逊进行了一系列的风洞试验,去掉了模型的大翼根整流罩并用两个椭圆形双垂尾取代了中央单垂尾。这个布局之前也有人用过,是双发飞机的最合适布局,单发失效时总有一侧螺旋桨的滑流能吹过一个方向舵,有助于保持平直飞行。
“伊莱克特拉”的最终布局,约翰逊初试啼声 约翰逊的修改解决了飞机的稳定性问题,他回到伯班克时成为了英雄。他在23岁时就被提升为洛克希德公司的六名航空工程师之一。
除了莽撞外,约翰逊还有书呆子的一面。他在业余时间学习加利福尼亚技术研究所的课程,他在假期会做微积分和工程教科书上的习题来自娱自乐。他同时也是一位负责收集试飞数据的试飞工程师,有人开玩笑说他需要每年经历一次大的惊吓才能保持住他所谓的“飞行员的忧虑”,存活下来。
劳黑德(Loughead)飞机制造公司成立于1916年,10年后改名为洛克希德。该公司在20世纪20年代通过为像查尔斯•林德伯格、罗斯科•特纳、吉米•杜利特尔、威利•波斯特这样的知名客户制造高速大马力飞机而蓬勃发展。约翰逊的部分时间就花在支持这些名人客户的技术需求上,其中一位就是埃尔哈特,她失踪时驾驶的飞机就是Model 10“伊莱克特拉”。她和约翰逊一起进行实验,得到每加仑燃料最大飞行里程所需的重量、平衡、功率、混合比、高度设置。后来当洛克希德为霍华德•休斯的横贯大陆及西部航空公司研制“星座”时,约翰逊不得不与他厌恶的休斯进行了很多接触。顺便说一下,他认为休斯是一名危险的飞行员。
霍尔•希巴德和约翰逊在观看“星座”客机的图纸
1937年,美国陆军航空队招标研制一种高空截击机,洛克希德的方案获胜后成为P-38。如果没有希巴德的支持,约翰逊的这个设计是很难被采纳的。P-38的双尾撑布局不同寻常但合乎逻辑,约翰逊后来指出的,因为要往发动机舱内塞进发动机、散热器、起落架、涡轮增压器这么多东西,他们不得不把发动机舱设计得很长。再加上洛克希德公司钟爱双垂尾,所以把发动机舱再延长1.5米来转装上尾翼就再自然不过了。P-38“闪电”成为约翰逊的第二大成功设计, 最终制造了近10000架。
P-38“闪电”成为约翰逊的第二大成功设计, 最终制造了近10000架 1938年,几名洛克希德高管前往忙于扩军备战的英国推销Model 14“超级伊莱克特拉”的军用型,约翰逊随行。英国人对该机很感兴趣,但提出了重大修改意见。约翰逊在周末假期经过了72小时废寝忘食的工作,重新设计了飞机,并在周二上午准备好了重量、性能和成本预计。皇家空军参谋长亚瑟•韦尔奈爵士尽管对该机印象深刻,但私下仍要求洛克希德代表团的负责人——考兰特•格罗斯个人保证这位28岁毛头小伙子的分析是可以信赖的,要知道当时的个人保证重于泰山。几天后,英国空军部订购250架“哈德森”巡逻机,成为有史以来美国制造商的最大订单。同年约翰逊被任命为首席研究工程师。
约翰逊不仅是一名设计师和工程师,还是一位推销员,充满活力地推销自己和他的想法。他知道如何支配会议,甚至在有军方专业人士在场时也能如此。他在美国陆军航空队(1941年改名为陆军航空兵)中很有名,约翰逊的成就和态度增强了他们的信心。
不过此时约翰逊仍然只是普通人类,但五年后,传说中的航空工程超人——凯利•约翰逊横空出世。
1943年美国陆航开始担心德国喷气式战斗机的研究,这种新式战斗机在性能上远优于盟军的任何战斗机。美国此时已经开展了一个保守的实验性喷气式战斗机项目——贝尔XP-59,但该机并不能令人鼓舞,其性能还不如螺旋桨战斗机。洛克希德公司见有机可乘,提出了一种全新的喷气式战斗机设计,并且约翰逊向俄亥俄州莱特机场的指挥官保证喷气式飞机可以在6个月内首飞,于是在几个小时后他就获得了一纸意向书。
约翰逊立即飞回伯班克向总裁罗伯特•格罗斯做了汇报。当时该公司正处于战时生产状态,每天工人三班倒,一个星期工作六天,一天能生产出28架飞机,没有资源也没有人力再开展另一个项目。但是格罗斯想到约翰逊一向不打无把握之仗,就同意了该项目并让他全权负责。
约翰逊在工厂到处拉人,他后来写道:“我只是偷了他们。”。他在风洞旁搭建起了一个秘密车间,墙壁用“哈德森”巡逻机发动机板条箱的木板搭建,屋顶则是一个马戏团帐篷。在设施准备完成后,美国第一架喷气式战斗机的剩余实际设计和制造时间只有150天了。这没有什么不可能的,北美公司曾以更短时间设计制造出P-51“野马”原型机,约翰逊的团队也将击败时间和预算的生死线,研制出P-80“流星”。
P-80首飞成功后,约翰逊向试飞员表示祝贺
这个秘密车间也标志着洛克希德“臭鼬”工厂的诞生,“臭鼬”将研制出F-90、F-94、F-104和U-2以及一些不是那么机密的项目,“臭鼬”工厂在空闲的时也帮着制造飞机的原型机。约翰逊凭借“臭鼬”工厂在飞机设计师间获得了超然的地位,他可能不比竞争对手公司的设计师更有才华或更有见地,但现在他能在一个秘密城堡中展现自己的管理能力,他的支配地位不会受到挑战。他对地位的维护和令人生畏的个性能聚集有部下的才能和成就。本•里奇在1954年开始为约翰逊工作,并成为他的徒弟和继承人。他指出在“臭鼬”工厂你必须习惯一件事:那就是所有飞机都凯利的。约翰逊就像《绿野仙踪》中的大魔法师那样统治着这处秘密之地,他的权威不可抗拒,并且随着时间的推移,他成为传说中的凯利•约翰逊。“凯利•约翰逊是我童年的英雄。”洛克希德先进设计部前负责人丹尼尔•雷默说:“当我长大时,我想成为像他或者汤姆•斯威夫特那样的人。”
到1958年中情局已经飞了两年U-2,但是这架较大的间谍机太容易被雷达探测到,对抗敌战和导弹的唯一措施就是23000米的飞行高度。于是“臭鼬”开始研究哪些因素能够影响雷达可探测性,这也成为美国隐身技术的最早期研究。他们很快就得出结论:在雷达旋转天线的每个扫描周期内,雷达显示器上微弱但低速的尖峰信号会很显眼,而一架具有较低雷达反射面积的高速飞机只会在显示器上留下淡淡的一串踪迹点,并且被湮没在大片嘈杂光点中而不引人注目。
氢燃料飞机项目已被判了死刑,中情局现在需要一种性能相似的传统燃料飞机,能在极高空以超过3马赫的速度巡航6400千米。
在“天使”的内部代号之下,洛克希德公司的先进发展项目部(“臭鼬”工厂的正式名称)围绕着喷气、火箭和冲压发动机以看似随意的方式设计出一系列方案,其中一种设计甚至使用了所有三种类型发动机。但没一种方案能够满足速度、高度和航程要求,工程师们原本会因挫折而放弃项目,但在当时的“臭鼬”工厂没有别的项目可干,于是还是硬着头皮坚持下去。
最终“臭鼬”工厂融合各方案所长,设计出一种具有细长机身和翼身融合外形的三角翼飞机,机翼中段安装两台大型喷气式发动机。1959年8月,该设计和通用动力公司康维尔分部的“石首鱼”——一种激进的三角翼多面体外形设计一起被提交给中情局/空军/国防部联合委员会,两架飞机都承诺能在26000米高空进行3.2马赫的巡航。虽然康维尔的设计看起来很不错而且还有开发能超音速巡航的B-58“盗贼”轰炸机的经验,但洛克希德还是赢得了合同。其中的确切原因不为人知,但有一条理由很有说服力,当时中情局负责“黑色行动”的头头——理查德•比塞尔对凯利•约翰逊的工程能力和管理手段非常有信心。
洛克希德的设计要面临两项前所未有的挑战,第一是气动加热,“黑鸟”以3200千米的时速巡航时,气动加热会软化揉碎在24000米高度飞行的铝制机身。第二是稀薄的大气,此处空气的密度只有海平面的十六分之一,这对发动机提出了极高的要求。大部分的飞机项目,就算是那些开拓性项目,都会尽量使用已知材料和技术并会借鉴现有飞机的成熟经验。但是“黑鸟”没有现有飞机可借鉴,还需要对钛合金结构材料的加工进行基础研究外,还需要研制新的燃料和润滑油、新的配件、新的布线和隔热材料、新的密封和紧固件、新的发动机舱设计和机身气动设计、新的隐身技术、能确保飞行员不被烤焦的新环控系统。在50多年后“黑鸟”依然是人类有史以来制造的性能最强的喷气式飞机,没有一种飞机能比的上“黑鸟”,更别提这架飞机还有着壮观的外形了。
晚年凯利与SR-71
凯利•约翰逊的”臭鼬”工厂是对传统产业形式的反叛,似乎回到了一小队人在午餐时间聚在一起就能造飞机的时代。约翰逊把少量精英设计师紧密结合在了一起,并奉行“工程设计永远离造出飞机有一箭之遥”的务实理念。他相信那些天马行空的发明天才——尤其他自己,他讨厌爱管闲事的政府官僚,经常推翻他们制定的详细规格。
他精简了流程,取缔了一切对推进项目不利的事项,其中甚至包括客户来探访。约翰逊不要求完成图纸,他鼓励手下直接从草图展开工作,并在可能时直接在飞机上开发部件。他还规定决定一经作出就不再事后批评,足够好就是不够好,会议规模仅限制在两到三个必不可缺的参与者。“黑鸟”最初的试飞将由洛克希德公司进行,而不是通常那样由军方试飞员驾驶。
在某种程度上,这个实验工厂就像是一个人,它的灵魂就是约翰逊——逼迫、苛求、担心、发明。“我在那间角落办公室工作的那15年里,凯利幽灵般的声音一直萦绕在我耳边,”本•里奇在他的回忆录《“臭鼬”工厂》中写道:“我一直认为这个地方就是他的化身,因为我们做的所有事情都有他个性和性格的烙印。”
“臭鼬”工厂通常被视为是凯利•约翰逊的一个独特创造,这在美国臃肿的航空航天业的衬托下更为难得。法国飞机设计师马塞尔•达索和约翰逊一样也偏爱人数少的精英团队,“幻影”IV超音速轰炸机的设计师团队就少于100人,英国革命性的垂直起飞战斗机——霍克P.1127的设计团队也是类似的规模。与英国和法国公司相比,美国企业通常在一个项目中要使用两到三倍的人力。
无所不知的约翰逊了解每个人的工作,他曾在一个项目日志中写到拜访工程师后他就确定了他们有什么问题:“大多数工程师认为他们没有任何问题,但我提出四五条后他们就没话说了。”有人发现了他鼓舞人心的行为,有人则感受到他的强横。雷•古戴是一名试飞员,经常在驾驶公司的喷气机试飞时带上约翰逊,他记得与约翰逊相处起来“很有趣”。约翰•本森在约翰逊时代世是洛克希德公司的推进系统负责人,他说这位伟人使他的职员感到不安:“我每次去他的办公室都很不情愿,他是一个要求很高的人。我很早前就认识了本,我可以把当做一个朋友,而凯利不是。”
约翰逊把“开火”(Firing)作为他发脾气的一种修辞手段,一位工程师声称他在一天之内就被开了几次火。不过约翰逊对错误是宽容的,真正重要不是你犯没犯错误,而是你到底做了些什么。他的手下都是些最好的人,也是他的死忠。“我不知道他是怎么挑的队员。”在洛克希德公司负责维护凯利•约翰逊文档的史蒂夫•加斯提司说:“但他们干得很好,凯利离不开他们,他们也离不开凯利。”
本•里奇说约翰逊能立即准确地预测出温度、重量或压力数值,不像其他人只能通过冗长的计算才能得出的数字。约翰逊总是在办公桌上放一堆25美分的硬币,这就是著名的约翰逊赌注,付给那些他意见相左而又是正确的工程师,最后他的桌上只少了几枚硬币。
约翰逊并不总是正确的,有时即使证明他错了也会赖账。U-2首飞时,约翰逊指示飞行员托尼•勒维耶在降落时用自行车式起落架的前轮接地。勒维耶试了好几次,每一次飞机都会弹起开始海豚跳。最后天色暗了下来并下起了雨,勒维耶进行了一次飞行员都熟悉的后三点式降落:他抬高机鼻降落,让尾轮先触地,效果非常好。在当晚的首飞的庆祝活动上,强壮的大块头约翰逊提出要和勒维耶扳手腕。约翰逊轻松取胜,然后把勒维耶的手狠狠拍向桌子,以至于第二天试飞员手缠绷带出现。这也许是一次醉酒意外,也许是凯利•约翰逊想表示他才有最后的决定权。
约翰逊和U-2的合影
由于U-2项目的极端保密,所以“臭鼬”工厂的规模扩大成一个生产厂,此后也帮着制造一些洛克希德公司的“白色”项目。今天已经很难说清楚约翰逊在洛克希德公司一些飞机项目上的参与程度,在约翰逊亲自设计的飞机名单中通常会有“星座”,而这其实是他与霍尔•希巴德联合设计的,以及他没有参加设计且并不喜欢的YC-130“大力神”。“凯利创办‘臭鼬’工厂后,”约翰•本森说:“他不再亲自设计了,但他在飞机的总体设计上投入了很大的精力,所以他功不可没。”
约翰逊和穿着高空代偿服的U-2飞行员
约翰逊皇冠上的明珠是“黑鸟”,与任何大型飞机一样这也是团队努力的结果。里奇在他的书中描述了拿出最终方案的激动历程,并且他想要纠正是凯利•约翰逊想出所有点子的这个观念,他在书中提到了十几个工程师的名字以及他们负责的设计概念。但不管有多少人为“黑鸟”贡献了力量,人们总是说“黑鸟”是“由凯利•约翰逊设计的。”
约翰逊结了三次婚。他的第一任妻子阿尔泰亚•杨是洛克希德会计部的一名助理司库,凯利在洛克希德开始上班时就是她发的薪水。他们在1937年结婚,杨于1969去世。次年,根据约翰逊的说法,由于困扰他一生的溃疡问题,他不得不切除了部分的胃,但心绞痛和心脏病仍是他的主要健康问题。1971年他娶了秘书玛丽莲•米德,一名糖尿病患者,久病之后在1980年去世。几周之后,约翰逊在咨询了本•里奇这样做是否妥当后,娶了玛丽莲的朋友南希•霍里根。
约翰逊在洛克希德以外的生活也很忙碌,他和阿尔泰亚•杨在洛克希德工厂以西17公里的圣费尔南多谷的恩西诺建了一座房屋,他们养马并最终在圣巴巴拉北部圣塔阳兹山谷的星光大道获得了自己的牧场。约翰逊建造了446平方米的车间来维护自己的农业机械,该车间庞大的规模和坚固的结构让他很骄傲。
约翰逊并没有子嗣,本•里奇就像是他的儿子。里奇的儿子迈克尔记得约翰逊是他家的一位和蔼可亲的朋友:“他带我们去看洛杉矶道奇队和少年棒球联赛的比赛。我没有感觉到他是位名人。后来我爸跟我说:没有很多名人能像他这样。”
约翰逊并没有子嗣,本•里奇就像是他的儿子
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