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雕盼青云睡眼开,望着黑鹰高高飞 2013-08-13 10:44:54

 

                                雕盼青云睡眼开,望着黑鹰高高飞


上世纪七十年代初,正当全中国还在轰轰烈烈文革“斗批改”的时候,一种代号为“UTTAS”的直升机开始在美国康州一个破破烂烂的小城孕育,一九七六年第一架黑鹰出世,它乳臭未干就摇摇晃晃地飞起来了。黑鹰成长几乎没有婴儿期,接着大量装备美国陆军,一九八三年,我见到它的时候,已经开始向四十多个国家全球性推销。那年,它飞过了高高的青藏高原。


  黑鹰成功的发展创造了航空工业史上的奇迹,但这些奇迹的细节一直鲜为人知,直到“黑鹰发展之父”雷奥尼先生(Ray D. Leoni)二零零七年出版了《黑鹰――一个世界级直升机发展的故事》(Black Hawk  The Story of  a World Class Helicopter),这些细节才真像大白。雷奥尼先生在布朗大学获理学士,一九五一年在耶鲁大学获工程管理硕士,之后在西科斯基公司工作了四十一年,一九九四年退休。他开始在公司担任直升机变速器旋转器的设计工作,后来参与了V/STOL新概念和直升机整体设计。雷奥尼先生从公司向美国军方投标开始到黑鹰大批生产,一直是黑鹰项目总负责人,随着黑鹰走向辉煌,他在公司里的职务也步步高,早早地坐上资深付总裁的宝座,西科斯基家族曾自豪地说,讲黑鹰传奇,非他莫属。


  西科斯基全体员工永远怀念黑鹰发展时期的总裁库尔特先生(Wesley A.Kuhrt,库尔特先生一九六九年受命于公司危难之时,他执掌西科斯基的时候,已经是个快要散伙的烂摊子。他及时主持开发了高性能钛合金旋翼,低维修主旋转器和无轴承复合尾旋转器,这些关键技术后来被证明对黑鹰的成功起到决定性作用。在黑鹰的早期开发阶段,他巧妙地引导工程技术人员满足了美国军方对新型直升机性能,续航和生存方面的技术要求。一九八八年,在黑鹰直升机销售走向颠峰的时候,库尔特先生因病去世。


  中国人长期受“人的因素第一”传统思维的影响,认为在突然降临的特大自然灾害面前也是一样。实际上现代人的观念,要使处于灾难中绝望的人幸免遇难,最有效快捷安全的方法是使用直升机。二零零八年的四川汶川大地震终于使中国人明白了这一点,但整整比西方思维晚了半个世纪。可以假设,如果有此观念,在大地震发生的当天,最高决策人或身边专家决定当天就派大量直升机猛扑过去,那么,抢险救灾可能会出现另外一个奇迹。


  有文字记载的世界上第一次直升机抢救处于绝望中的海员是在一九四五年十一月长岛附近。那次海浪把遇险的两个海员吹到一堆礁石上,所有原先使用过的抢救方法都宣布无效,这时西科斯基公司创始人老西科的侄儿勇敢地驾驶R-5直升机出现在巨浪滔天的海面上,用缆绳救起了海员。从此,直升机救人由神话变成了壮丽的现实。据历史学家统计,直升机在后来的岁月,在其它救生手段无法使用的情况下,一共使三百万处于绝境的灾民生还。后来成为美国陆军主要运输装备的黑鹰直升机在二零零五年路易安那州大海啸期间共运输35000灾民到安全地带。


  那么,在飞行器发展的历史长河中,为什么直升机单单受到美国陆军的青睐呢?这实际上是美国陆军对朝鲜战争和越南战争的实战总结。在朝鲜战场上,美国陆军曾使用西科斯基S-55直升机用送战备物资,使陆军的野战机动能力增强许多。越战初期美国陆军使用了西科斯基S-58直升机,这两种机型都是使用活塞发动机技术,体积过重过大,机动能力差,不适合在越南雨林沼泽地区起降。后来陆军改用UH-1 Hueys型,发动机用的是涡轮新技术,但明显动力不足,一次无法完成一个十一人的建制班运兵。我个人研究还有另外一个发现,朝战和越战都出现山地地形,很多地区汽车装甲车都无法到达,出现望山跑死马的情况,美国兵是不会像中国军队一样听命令靠步行也会按时到达指定地点。在别无选择的情况下,仗还要打,国际警察还要当,只有选择大量发展直升机运兵了。


  上世纪六十年代末,美国陆军制定了新的运兵直升机规范,准备研发一种新型直升机取代UH-1 Hueys运兵机。同时陆军研发新型T700-GE-700涡轮发动机,该发动机后来一直由GE公司生产,这种大动力发动机和新的规范都对原有机型在性能生存力和可靠性方面做出重大改进。在早期概念形成阶段,美国陆军称这种直升机为“UTTAS”(utility tactical transport aircraft system)。“UTTAS”名称在新机的设计开发军方验收阶段一直使用,到了最后的生产阶段才改称为黑鹰,美国陆军喜欢用美国印地安部落名字给直升机取名。


  根据美国军方的“UTTAS”计划,美国三家直升机制造公司开始准备投标,他们是贝尔公司,波音公司和西科斯基公司。这三家公司都有深厚的军方背景,贝尔的UH-1 Hueys六十年代是美国陆军的主要运兵机,波音公司的CH-47是美陆军的主要供给直升机。那时的西科斯基公司早已危在旦夕,已经十五年没有拿到军方整机的生产合同了,唯有的一点点项目是为早年供给军方的直升机生产备件。在背水一战的情况下,公司的决策人认为,贝尔自认为自己早已是美陆军的主力机种,估计在机型改进上不会有大动作,波音对双桨前后构型非常在行,这次规范要求虽同样是双发,但对加载后的高爬升可能有点心有余而力不足。他坚持技术先导,利用投标图纸设计阶段及时开发了前面提到的重要的直升机先进技术,并要求团队做到随时为军方演示。


  西科斯基公司挑选了几乎公司里所有设计方面的精兵强将,如今这些功臣都在公司的英雄榜上,地点选在离总部不远的一块老旧的基地。一九七一年中期,团队进入总体图纸设计,可以想像遇到了数不清的拦路虎。这里仅举一例,新规范要求一次运载十一名全副武装士兵,另加机组三人,但又要求整机不能过大,能够不需拆卸整机装进C-130运输机里,C-141一次装两架,C-5A一次装进六架,这些要求都在图纸设计时达到了,外形也就是我们现在实际看到的形状。


  一九七二年一月,美国军方开始图纸论证三家公司提供的设计计划,同年八月公布论证结果。人们惊奇地发现,贝尔公司率先落榜,没有机会再继续开发新机型,西科斯基公司和波音公司获得了实际研制样机的合同,美国军方把西科三架样机定为YUH-60A,波音三架样机定为YUH-61A。西科斯基公司之所以能顺利进入被军方成为“基本工程发展阶段”(BED),主要原因有二,一是军方只检查出五个小的方面偏离新规范要求,其余全部被军方认可;二是在军方图纸论证期间,西科斯基公司尽可能大尺度为军方演示前面提到的三项直升机发展新技术,这些都是新一代直升机所必须拥有的。


  对于研制样机的报价该书做了一些记载,按一九七二年的美元值,西科斯基报价最低,为六千一百万,波音为九千一百万,贝尔最高,接近一亿五千万。签约后,西科斯基公司和当地小城居民一片欢腾,公司终于走出连续十五年不景气的低谷,员工有活做,有饭吃了。那个小城一直是美国治安最差,最近我再次旧地重游,仍然是满目萧条,不过地上没有看到死人,只是在枪战死过人原址上摆满了纪念蜡烛。


  这里需要提一笔美军当年的那部新规范,这部规范就是现在看来也不过时,八十年代我曾花过好几年时间钻研思考里面的新概念。美国军方首先提出了“面向军队使用的航空发展”新的理念,并贯穿在整个规范的内容中。提出了可靠性维修性设计,一些新的指标像“平均故障间隔时间”(MTBF,“平均维修间隔时间”,“全寿命费用”,“人机工程要求”,“飞行准备时间”,都由概念变成量化。由于历史原因我只有统计数学概念,无法亲自计算建立模型,只能写出一些定性文章供高层管理干部参考。


  美国军方这次使用流程图式的项目管理,每个发展阶段都有严格的时间限制。一九七二年八月美国军方分别与西科和波音公司签订各生产三架样机合同,合同总页数为2307页,要求52个月后也就是一九七六年十二月由军方完成验收,最后从中选定一家产品装备陆军。这套管理模式扩展了管理界的眼界,引进了新的思维,之后无数行业开始效仿。雷奥尼先生深知,在这么短的时间内,让新一代直升机飞起来可不是一件容易的事,必须跟进一套相应的科研生产管理模式。可以想像,在当时没有计算机的情况下,所有设备技术图纸都需要手工绘制,既容不得设计差错,也没有时间改设计,发展期间不仅要产品质量控制而且还要价格费用控制,因为军方已经开始使用全寿命费用评估模式。


  西科斯基公司向军方演示的三项直升机发展新技术必须安全有效地应用到西科样机上,公司严格遵守合同要求,在极短地时间内完成了高性能太合金旋翼,低维修旋转器头和无轴承符合尾旋转器地面可靠性性能模拟实验。同时,整机的每一个部件都要在地面完成五十小时的模拟飞行风洞加载测试,这些地面试验包括抗坠毁设计都在军方严格监控下进行。一九七四年十月,也就是签约22个月以后,第一架样机终于在康州基地飞起来了,比合同要求提前六个星期,比波音样机第一次试飞提前四个星期。


  试飞中出现了一个预想不到的问题,飞行中西科样机产生了巨大振动,这种振动无法达到美军规范要求。有时候也是天无绝人之路,这时有专家提出升高样机主旋转器的高度,对于这样一个建议开始觉得不可思议,但高层经理们还是听从了专家意见。大家现在看到的黑鹰,可以发现黑鹰的主旋转器要比机身高出一大截。


  在两家公司自己试飞样机的同时,美国军方开始挑选军方试飞员,准备评估样机,最后决定由哪一家公司生产。需要说明一句,这些样机的研发全部是政府投资,即使没有最后获得生产权,企业也不会因此而亏损。美国军方把这一阶段称之为“政府级比较性能测试”阶段(GCT)。一九七五年十一月,美国军方分别在两家公司的生产基地完成六架样机的地面验收(APE)。新机研制难免发生意外,波音公司一架样机在在长岛基地附近坠毁,由于按规范要求带有抗坠毁设计,试飞员打开舱门就走了出来。


  虽然是政府资金,每个公司都允许生产一架属于公司所有的样机,波音公司提出用自己的样机来替代坠毁机,军方最后还是同意了,时间也由原定一九七六年一月开始改为三月开始,这样给研制方多了三个月的最后修改时间。西科斯基公司利用这宝贵的三个月最后调整了样机的振动和补救一些军方在地面验收时发现的问题。


  一九七六年三月,军方政府级验收正式开始,每家公司把两架样机空运运到乔治亚州的空军基地,把第三架运到加州的爱德华空军基地。先由公司自己的试飞员开始各种飞行指标性能演示,然后由公司技术培训组培训军方的空地勤人员,最后将样机交给军方飞行使用。本人谙熟飞机地面维修,发现军方可靠性维修性评估的时候,对每一个地勤的动作细节都进行了完整的记录,具体量化到分钟,通过这些采样数据最后建立全寿命费用(LCC)模型。因为从现代科学理念看,购买产品不光要考虑购买价,而且还要考虑今后要投入的维修费用。最后全寿命计算结果,西科斯基公司的黑鹰样机费用要比波音公司的样机低得多,仅在研制成熟期就少一千万美金。


  都用一样的发动机,西科样机的机体要比波音样机大,自重也大,但加载后爬升功率要明显大于波音样机,有一个故事可以说明。美军试用的时候,一天飞行遇到大雾,需要紧急迫降,飞行员把一片松林当成了玉米地,结果直升机落下去,浆翼把碰到的树干全部打断,地面人员援救时,发现三片浆翼完好,一片浆翼表面的漆皮被撕开,地面人员简单处理了一下,西科样机又再次飞了起来。


  一九七六年八月,军方正式从技术,飞行适应性,费用,后勤保障和管理五个方面开始评估,其中费用占权衡量的百分之五十,看样子谁也不愿意当大头。同时军方另外派出代表参观两公司的生产基地,确定是否有每年生产168架直升机的能力。那时西科斯基厂房早已空空荡荡,员工已降到不足六千人。


  在正式宣布军方决定之前,美国军方分别同两家公司签订的生产协议书,我想这样做的目地是安抚民心,不要太激动也不要太悲伤。一九七六年圣诞节前夜,军方最高层宣布西科斯基公司获美国陆军新机生产权,同时名称定为“黑鹰”。第一年固定优惠价以八千三百万美金为军方生产15架黑鹰,之后三年以固定买卖价,第一年56架,第二年129架,第三年168架,共生产353架。那天夜里,西科斯基公司前面的广场上张灯结彩,人们忘记回家过圣诞。


  看到这里,和我同时代的航空技术管理人员,还有众多负责军方装备的朋友,一定会感慨万千。大家都开始老了,人老了容易犯迷糊,不过那壮志未酬的心可能还在。



                                                                                                                                                09/11/2008

后记:照片是美方提供的。空军黑鹰专家组组长温清澄在中间,我不在里面。

 

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