乔·萨特发明波音747飞机的经过

http://www.sina.com.cn 2008年05月15日 17:12 新浪航空

  二十世纪五十年代初,波音冒险地自己投资设计和建造波音理念中的民用喷气飞机。 Dash 80因此诞生,并在1954飞入蓝天。Dash 80适当地定义了什么是喷气客机,并从某种意义上讲是波音、空客或其它公司生产的所有的现代喷气客机的鼻祖。因此,历史学家认为,波音Dash 80在航空史上的位置仅次于莱特兄弟1903年制成的飞行者(Flyer)。

  继Dash 80之后,波音紧接着生产了较大的波音707飞机。707是波音的第一架取得了重大商业成功的飞机,也是世界上首架真正成功的喷气客机。1958年,波音707投入使用,引领了喷气客机旅行的潮流,也导致螺旋桨客机很快退出历史舞台。 继707洲际四发喷气客机之后,1964年,波音三发中程喷气客机727投入运营。

  乔·萨特终于如愿以偿。他先后效力于Dash 80、707、727和737项目,从基层开始做起,然后逐渐被委以重任。能在世界领先技术的先锋项目中效力,已经令他兴奋不已。他同样激动的是,终于看到波音取得了彻底的商业成功,而这正是在螺旋桨飞机时代波音一直无法实现的。

  1964年,萨特成为737开发项目的二号人物。波音737预定为最小的波音喷气客机。萨特的顶头上司杰克·斯坦纳(Jack Steiner),是开发波音727的先锋干将,也是波音的一名天才工程领导。在斯坦纳和萨特的努力下,波音737的构型大举成功,让737成为有史以来最成功的喷气客机。

  当那个决定萨特命运的电话打到避暑小屋时,他仍效力于波音737项目。他那时一直指望将随后的几年奉献给737。但波音对他另有安排。离开他参与开发的最小的喷气客机,萨特现在将领导波音最大的喷气客机的开发。

  接受挑战

  在组建了一支工程队伍后,萨特开始着手界定波音的下一个民用喷气客机。他的第一项任务是查明航空公司的实际需求是怎样的飞机。他开始了与747的启动客户泛美航空公司之间的事实调查。

  萨特从泛美航空处得知,他们需要一架真正的大飞机。不论是飞机尺寸还是期望性能,泛美航空给出的数字都似乎大得惊人。泛美航空公司没搞错吧?这位冷静的波音工程师疑惑着。世界上是否真的需要能一次运送400名乘客的洲际喷气客机呢?

  为了查明其它洲际航空运营商是否同意泛美航空的观点,萨特让自己的团队成员草拟了三种不同的推荐机型的基本技术规范。第一种为250座级,第二种为300座级,而第三种为350座级。 萨特与各航空公司分享了这三种设计方案,并等待他们的回复。

  令他惊讶的是,每个被询问的航空公司都选择了最大的喷气客机。这就意味着,他们选择的是一架比当时在役的最大的140座级波音707及DC-8型飞机大2.5倍的飞机。而今天的空客A380比波音747-400大三分之一。

  萨特进入了一个全新的飞机设计领域。怎样设计如此大的飞机呢?这种大飞机的外形和部件应当是怎样的?萨特是无法找到进行设计研究的现成的基本规则的。于是,萨特和他的团队全凭自己的力量从零开始界定这种飞机。

  雪上加霜的是,胡安·特里普想马上要这架大飞机。这样,萨特及其团队的747设计时间之少,又创了历史之最。萨特同时还明白,自己的工程师队伍人员不足,因为在当时波音的727、737、SST和747四个项目中,747在使用公司资源方面的地位是第四,也就是最后。所有的因素似乎一起组成了一个灾难公式。

  更糟糕的是,747太大了,当时还没有让它升空的配套喷气发动机。当时最大的发动机是707和DC-8型飞机的发动机,每个发动机能产生大约15,000磅推力。而747的每个发动机要产生大于40,000磅的推力。

  幸运的是,当时正在进行的一个军用飞机项目愿意帮忙。这是二十世纪六十年代为美国空军开发的C-5大型军用运输机。C-5项目正在酝酿开发高函道比涡轮风扇发动机。它是一种新型的推进技术,很有希望成为燃油效率大幅提高的非常强大的大型发动机。如果一切顺利的话,这种发动机将正好在波音的新型大飞机需要时派上用场。

  环视了一下自己的747团队,萨特没有看到波音年轻的超级工程明星的影子。那些迅速成名的艺高胆大的明星们,早就被SST、727和737项目挖走了。即便如此,萨特仍然觉得自己的团队是最棒的,因为队员们都是拥有丰富的飞机项目经验的“老兵”。这些老练的专业人士知道怎样设计、认证和推出一款安全可靠的民用飞机。

  在萨特团队中,许多队员对比萨特本人年长10岁以上。他们充满怀疑的表情在说,他们对这位如此年轻的老板持保留态度。最初,给他们下命令简直就是一场艰苦的战斗。但这位44岁的领导很快获得了团队的信任。他的工程技能和领导能力很快说服了团队——他们能够共同创造一架了不起的飞机。

  二十世纪六十年代后期,成为美国工程界的一名工程师是一件令人振奋的事情。当时的工程师的感觉是“只要下功夫,天下无难事”。这种“能成功”的心态,将人类送上了月球,也激发了萨特的747项目组。

  发明巨无霸飞机

  萨特及他的团队收到的第一个命令是,界定747的一个基本布局构型。怎样设计一架能承载350名乘客的飞机呢?这位年轻的设计师疑惑着。不能把这些乘客放在传统的707式样的机身中,因为飞机会因太长而无法飞行。

  一种显而易见的解决方案是将747设计为双层飞机。将同样长的机身设计为上下两层相连的机舱,这样飞机乘客数量即可翻番。

  萨特团队中的工程师们都确信双层飞机就是他们的工作方向。波音的销售、营销和合同等部门也持同样的观点。显然,泛美世界航空的胡安·特里普也要双层飞机。 事实上,唯一没有被747双层飞机的理念说服的就是乔·萨特。

  喷气客机的开发耗资巨大。如果将一个考虑不周的蹩脚产品推向市场,就会给波音带来持久的可怕后果。萨特很清楚这一点。于是,萨特决定从一开始就需要确保选择了正确的747布局构型。心中有了这一基准之后,他对各种可选的设计,开始了一系列的优势与劣势对比。

  后来证明这种对比大有裨益,因为经过了比较,萨特有了更好的构型——非常宽的单层飞机。在对747的宽机体布局进行审查时,他们发现它具有多种优势,如乘客上下飞机、飞行中的机舱环境、飞行中飞机乘务员的服务和地面紧急疏散等。

  非常宽的机身的单层构型,也让747成为更好的货机。这一点很重要,因为在二十世纪六十年代,人们普遍期望超音速飞机承担洲际客运任务。一旦SST超音速飞机飞机投入客运,那么,诸如747一样的亚音速洲际喷气飞机只能作为货机使用。

  基于此,波音将747严格界定为一种过渡机型,即不具有重要意义的非长远项目。当时,波音的旗舰客机是SST超音速飞机,而不是747。事实上,波音的营销部门预测,波音只能售出大约50架747客机,之后,航空公司只会将747作为货机使用。 实际上,正是货机市场让747项目顺利地通过了波音公司的评审。

  当然,这种关于未来的设想后来证明是错误的。SST超音速飞机的高油耗,让它们在经济上和环保上都不可接受。然而,在二十世纪六十年代后期,没有人能预知后来发生的一切。结果,萨特设计的747,从最初就考虑了客运和货运用途。

  在放弃了双层飞机并赞同单层主机舱方案之后,萨特和他的团队需要计算747的机身到底需要多宽。机身宽度答案基于将747作为货机。海运、铁路运输和卡车运输业都依赖2.44×2.44米的集装箱。为何不按照这种理念设计747呢—— 让747的机身宽度能容纳两个并排的2.44×2.44米的轻型飞机专用集装箱?这样,航空公司就能沿飞机长度装载两行标准尺寸的集装箱了。

  围绕两个并排的集装箱绘制一个机身圆周,截面的直径超过了6米。这几乎是707宽度的两倍,而707已经是当时在役的飞机中最宽敞的了。萨特深吸了一口气。747的构型让它成为真正标新立异的飞机!

  出于货物运输的考虑,萨特为747货机设计了一个铰接前缘。这种前缘能升高,不会对从前面装卸货物造成妨碍。当然,这种通过前缘装货的想法,也就意味着驾驶舱不能像通常一样位于客舱的前面。

  萨特与他的团队将747的驾驶舱向上移到不妨碍装卸货物的位置。在这个高驾驶舱的后面,他们出于空气动力学的考虑增加了一个凸出的整流罩。这样就形成了747别具一格的特征:机身顶部的圆顶。

  当然,747客机就不必采用这种开放式前缘了。即便如此,提升驾驶舱也会对客运公司有利,他们几乎能利用整个机身长度来安排座位。对于航空公司而言,更多的乘客座位将直接转化为每次飞行的更多收益。

  在仔细推敲按照这种方式界定的机身图形之后,萨特认为,747客机的宽度足以容纳一行9-10个经济舱座位和两个通道。这对于整个航空界而言是全新的理念:世界上首架双通道飞机。

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