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第27章 战斗机发动机与大型双发飞机发动机大赛(3)

现在,工程师们还要解决非常大的风扇叶片的问题。如何制造?工程师们记得罗·罗公司用复合材料为L-1011制造大风扇叶片所遇到的问题和度过的艰难时刻。如果实心金属与复合材料不能使用,还有什么能用?制造人员经过不懈努力采取一种工艺制造空心钛风扇叶片,既轻又坚固。实际上,他们把空心叶片的两半分别加工,然后在高温高压下黏合在一起。关键不仅在于能一次完成,而在于创造出可以重复而且价格不贵的工艺。制造小组度过了很多漫长的日日夜夜,最终他们成功了。在首台发动机进行试验后,项目开始时业内人们对大的空心无冠风扇叶片的议论已不是问题了。

波音777的PW4084还有另一点令人皱眉头的地方。“开箱” 就具有180min ETOPS能力。世界上最大的发动机装在世界上最大的双发客机上在大洋上空飞行3h才能到达机场。该计划受到很多人的关注。正当波音公司和空客公司向前推进双发大飞机之际,航空公司又一次陷入低谷,分析家们比较客气地称之为经济下滑周期,这对该计划有害无益。第一次海湾战争的影响、燃油价格的飙升、全面不振的世界经济以及收益非常低下的被解除管制的美国航空公司,这些全都背着骂名。当联合航空公司用PW4084发起波音777飞机时,波音777的大突破1990年秋天到来。英国航空公司通常是罗·罗公司的客户,当通用电气公司用它的新GE90赢得英国航空公司下一个订单时,行业为之震惊。普惠公司进行反击,赢得全日空航空公司订单,而全日空航空公司是传统的通用电气公司客户。仅在几年前,日本航空公司曾拒绝普惠公司为其波音747-400提供PW4000。罗·罗公司为“湍达”赢得新加坡航空公司波音777大单而获得意外成功,而在此前,新加坡航空公司没有别家的发动机,只有普惠公司的发动机。人们可以想象到这个竞争世界的激烈与艰难。而这些销售的利润还远在天边,三大公司的利润都在不断减少。

毫不夸张地说,普惠公司在全球航空业关注之下,为PW4084执行着一个严谨的研制计划。从初步设计到生产发动机,研制团队为每一步程序都制定了“过滤器”系统。所谓过滤器系统就是“研制计划及其关联的所有问题都从一端进入,依次通过8个过滤器进行审查过滤,直到生产发动机准备就绪投入运营。”PW4000计划经理汤姆·达文波特1994年在《航空周刊》访谈时说道。

在过滤系统中关键步骤之一是按照180min ETOPS要求回头检查发生在JT9D、PW2000和94in的PW4000上的每一次空中停车。“关于我们的发动机,我们有巨大的数据库,”达文波特说:“在这一过程中,我们要确定需要落实哪些工作以避免问题再次发生,以及需要进行哪些新的试验来核查新的设计。”

最艰苦的试验大概是3000个循环过程,从1994年6月到10月。我们让发动机尽可能以接近ETOPS条件运行,包括以全功率模拟3次到备降机场降落的飞行。作为试验计划的组成部分,故意使发动机在不平衡状态下运转,以检查发动机在大的振动应力下的工作情况。在试验中,航空公司客户的机械人员像他们在正常飞行运作时那样进行日常维护。实际上,大部分发动机设计,特别是外围部件,得到了机械人员的指导和认可。在计划早期,航空公司人员还被邀请到东哈特福德来看他们如何在PW4084实际模型上处理问题。每当他们发现不喜欢的事情,就在那里贴一个红标签。经过第一轮后,普惠的工程师们说他们的发动机看起来像挂满了彩带的圣诞树。

由此他们获得许多经验教训和有益建议,包括对尽可能多的部件做彩色标记以便查找管路和线束,使用系留紧固件避免丢失遗漏,甚至在风扇机匣上加个脚踏和把手,这样机械人员就不需要抓着线束爬上机匣顶部。

就是这些细节使PW4084一开箱就具有180min ETOPS能力。例如,工程师们对所有空中停车分析表明,发现有些问题是滑油箱盖没有盖好而漏油造成的。因此对滑油箱盖和舱门盖板重新设计,而如果油箱盖没有正常固定好,舱门无法关闭上锁。

计划的严格程度使人精疲力尽,有时在进度方面也令人焦虑不安。联合航空公司1995年6月在华盛顿到伦敦之间180min ETOPS航线上将该飞机投入运营,各种工作正常。头两台发动机是用俄罗斯的大型安东诺夫运输机从康涅狄格州运到西雅图。经过飞行,机械人员完成最后的修改。

过滤器管理系统起到了很好的作用,1994年6月12日波音777首飞。在试飞中完成了1000个循环,包括8次180min ETOPS转飞备降机场。发动机表现完美无缺。计划初期,遇到一次有点令人尴尬的时刻。第一台试飞发动机装在RA001上,即原来的波音747,现在用作试飞平台。一天在飞机从波音机场起飞过程中,发动机出现喘振,发出三声巨响,接着冒出黑烟。但发动机在几秒钟内恢复正常,经过微小调整就解决了问题。巧合的是,当时网络电视拍摄小组碰巧在波音机场为亚太经济高峰会议拍摄花絮故事。整个事件的全过程都被记录在录像带上,一段时间成了人们热议的话题。

普惠公司、波音公司和航空公司客户的努力工作在1995年5月30日有了回报。FAA授予波音777飞机180min ETOPS,这是历史上第一架在投入运营的第一天就获得这种资格的飞机。[5]

20世纪末若干年,普惠公司和它的两大竞争对手以及大部分航空工业企业一样都面临一些非常艰难的问题。这些公司的结构设计起初是为打赢二战,然后是为应对冷战。随后,航空业转产喷气机,支援全世界的航空运输体系。后来,又把人送入太空,完成登月之旅。这样就造成公司机构庞大,人员臃肿。整个基础设施及其所制造产品的成本控制没有被当成头等大事。政府对研发拨款出手大方,军民项目计划不计其数,当然这样做有助于提高产量,保持工厂运转,避免人员闲置。

但是到20世纪80年代初,对于普惠和其他公司来说,事情在发生着变化。普惠公司总裁罗伯

注 释

[1].普惠在佛罗里达开业时周围什么都没有。那时唯一能运转的就是一个小小的加油站。在这里有一个传统,就是下班后走到这里停下来给车加满油,再从这个小地方的大冰柜里抄起一罐啤酒,因此人们叫这里是“高量酒吧”。深入研究确凿的证据表明这里销售的啤酒和汽油一样多。

[2].在使用中,还有第三种型号的发动机,海军舰载机的发动机。但是,这种发动机与传统起飞和降落型仅有细节上的差别。

[3].业内言语幽默之人用令人毛骨悚然的幽默说ETOPS代表“发动机转不停,否则乘客水里游”(engines turn or passengers swim)。

[4].罗·罗公司后来赢得为空客A340提供发动机。

[5].在运营中该飞机/发动机组合展示了杰出的可靠性之后,波音777/PW4084组合获得某些太平洋航线上的207min ETOPS资格。

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