书城工业未了的传奇:波音747的故事
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第13章 道格拉斯、波音和“同温层飞机”(2)

客机上通常都装有不止一个空速管和静压孔,为了在飞机速度范围内提供尽可能精确的测量结果,必须要很细心地为这些装置选择安装位置。“同温层巡航者”前机身的设计形式使找到这样一个合适的位置很不容易,但是在不断进行试验并不断发现错误后,我们最终还是找到了能使空速管和静压孔提供品质较高的测量结果的安装位置。

而我们在这个项目中遇到的最大困难与动力装置有关。“同温层巡航者”选用了气冷的普惠R-4360发动机,这是当时功率最大的活塞式发动机。额定功率达3500马力,比“同温层巡航者”的竞争产品——道格拉斯“星座”客机上所使用的发动机体积要大且功率要高。

“同温层巡航者”的每一台R-4360发动机都有28个汽缸,7个汽缸一组,共分为4组。当发动机上没有装发动机盖的时候,这些汽缸看起来就像玉米上的一粒粒玉米粒儿,所以它们还有一个绰号——“玉米发动机”。

如果“同温层巡航者”地面慢车状态时间过长,会导致火花塞堵塞,则需要对其进行更换。这听起来算不上一件很难的事情,可一旦你知道了每一架“同温层巡航者”上都有224个火花塞时,你就不会这么想了。

我们好不容易才将这些麻烦多多的发动机装到“同温层巡航者”上。可是无论我们如何调整冷却导流板的位置,都无法从发动机罩处获得足够冷却最后一排汽缸的空气。这种状况常常会导致发动机空中故障,在“同温层巡航者”交付航空公司使用的整个期间,这个问题一直没有得到解决。

普惠R-4360发动机的可靠性让人实在不敢恭维。第二次世界大战期间,活塞式发动机技术已经发展到登峰造极的地步,普惠公司生产的可靠性极高的R-2800星型发动机就是一个例子,这款发动机的功率达2000马力甚至更高。但是到了20世纪40年代后期,活塞式发动机技术的发展面临着收益日益递减的困局。活塞式发动机可靠性成了一个难以解决的问题,在战后一段时期内严重困扰着航空公司的运营。

“同温层巡航者”四个巨大的螺旋桨由于受最大应力的限制,也面临着同样的问题。在飞行过程中,发动机即使没有出现故障,螺旋桨也很可能会添乱,使我们所面临的推进系统问题雪上加霜。我们与为“同温层巡航者”及其军用型C-97飞机生产螺旋桨的寇蒂斯公司和汉密尔顿标准公司一道致力于解决这些问题。

而我所接手的下一个难题就是,经内部导管向发动机涡轮增压器输送的压缩气体时常出现输送延缓的状况。我试图通过改变导管的形状、调整内部的导向装置和导流片的方式解决这一问题。看起来,和推进系统相关的问题还真是无穷无尽啊!

唯一让我感到心惊胆战的事故是,有一次一架“同温层巡航者”上的3号发动机失效。发动机的燃油流到了涡轮增压器的导管中并起了火,火焰和浓烟顺着发动机排气口往外冒。当时我正在空荡荡的客舱中进行数据记录工作,从开着的驾驶舱门我听到了警报铃的响声,通过机上通话设备传来的对话,我也大致猜测出了当时的情形。宣布进入紧急情况后,机组人员改变航向,飞往波音机场预备紧急降落。

读者可能想知道我们是否安全降落在了波音机场。当时的我不由自主想起了波音的著名试飞员艾伦,六年前,他在对B-29原型机进行试飞的时候由于发动机起火不幸失事身亡。我还想到了南茜和我们的女儿加布里埃尔。我已经不仅仅是我自己一个人了,我还有一个家庭要供养。

我和另外一个小伙子一起打开了机翼上方的逃生门。尽管当时飞机的飞行高度已经很低了,我们还是将降落伞牢牢地绑在身上等待着跳伞的命令。当大火像它刚开始燃烧那样突然结束时,我的一只脚几乎已经踩到了机翼上,脑海中想象着应该怎样跳下去。我不断地安慰着自己,一分钟后我们平安地降落在地面上。

“同温层巡航者”总的来说还是一款很安全的飞机,就是发动机和螺旋桨有些不尽如人意,这是它唯一的缺点,在喷气时代来临以前,“同温层巡航者”越洋客机为航空公司所广泛应用。

后来,我对于登机飞行再也无所畏惧,即使是为满足美国联邦航空局(FAA)的要求而对飞机进行失速试验时也是如此。如果不是对这架飞机热爱至极,要在“同温层巡航者”一系列的失速试验中坚持下来,恐怕是非常困难的。

当飞行员将飞机拉进失速状态中时,飞机将进入失控状态并开始发生抖振。机上所有东西都发出了让人感到不寒而栗的响声。然后,我们就感觉到飞机进入了俯冲状态,机尾被拉起,透过驾驶舱的窗口能看见地面迅速地朝飞机冲过来,发动机仿佛被飞行员抽走了动力般轰鸣着。此时,飞行员必须小心翼翼地防止机体应力过高并将飞机改出俯冲状态。

气动失速通常在气流和机翼分离时发生,如果你在发动机功率不足的情况下拉升机头以保持飞机继续朝前飞行时就会发生这种情况。当失速状态即将出现时,由于机翼和尾翼上方的气流变成湍流,飞机发生抖振并发出警告。飞机停止飞行并开始下坠时也就意味着飞机完全进入失速状态了。

要从失速状态中改出也不难。飞行员只需松掉拉杆力,让飞机得到飞行速度就可以了。如果飞机很大,还要小心不要让飞机在俯冲过程中获得过高的速度。当然,还有一点要注意的就是,要在足够的空中高度进行失速试验,以确保飞机进入失速状态后能有充分的高度顺利改出。

失速的种类有几种,其中包括无动力和加速失速等。飞行员通常用小型飞机对这类失速情况进行试验,若用大型飞机进行试验,危险性太高。如果飞机的某一机翼先于另外一个机翼进入失速状态,那么飞机就很有可能剧烈翻滚。

在笨重的“同温层巡航者”上进行这样的试验是非常考验人的勇气的。我永远也忘不了飞机剧烈振动的感觉,但是我们必须将这些试验进行到底,以确保所交付的飞机在从其飞行包线的一端到另外一端的范围内都具有良好的飞行品质。当然,航空公司所使用的飞机基本上不会在极限状态下飞行。出于确保乘客安全的考虑,飞行员总是使飞机在尽可能平稳的状态下飞行。

我们这些年轻的工程人员在很短的时间内就解决了“同温层巡航者”的问题。面对困难的时候我总是越挫越勇,并把这项工作当作自己人生中一次最好的学习经验。但是在经历了项目所需的种种飞行试验后,我再也不想累积自己的飞行试验经验了。

参与377型飞机的排故工作使我在工程领域以外对波音有了新的认识。尤其是这份工作要求我直接和航空公司客户打交道。作为代表波音公司的工程师,我要和航空公司的技术人员进行座谈,为他们介绍项目的设计情况,以及我们如何一步步实现我们所承诺的性能,其中涉及飞机的航程、载荷、经济性以及其他波音公司与客户在合同中写下的目标条款。

说实话,受发动机效率低以及航空业多年来一些限制因素的制约,“同温层巡航者”只能勉强满足客户的这些要求。自莱特兄弟发明飞机以来,推进技术的发展远远滞后于飞机本身,难以满足设计师们的需求。