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此次飞行也让纳粹德国军看到了喷气式动力在航空面的巨大价值,纳粹空军积极支持、鼓励各研发机构研制喷气式飞机,大大推进了德国喷气式技术的发展。
当德国的喷气式飞机项目开展得如火如茶时,美国则更多地依赖于成熟且可靠的活塞式发动机,其喷气式战斗机的研制进程异常缓慢。
虽说美国各个公司都有喷气式飞机的研究项目,但进度只能说是按部就班,更多的只是进行一些试验飞行以获得数据,并没有任惊人之举。
不过,战场上德国第一架喷气式战斗机me-262于1942年7月18日登场却极大地震动了美军。
me-262由德国梅塞斯密特公司研制,是人类历史上第一种投入实战的喷气式战斗机。
它所使用的喷气式发动机和后掠式机翼均显示了战斗机发展的新向,同时也揭开了空战史上新的一页。
从技术角度看,me-262在整体作战性能上比第二次世界大战战场上的其他任飞机都整整领先一代,其速度在当时无可比拟,具有极大的空中优势。
在当时,空中优势的争夺成为战争胜负的关键所在,美国想要夺得第二次世界大战的战场制空权,就必须拥有一型能与me-262相抗衡的战斗机。
因此,研制新型战斗机已成为美国军当时首当其冲的重要任务。
20世纪30年代后期,美国国会开始批准拨款建立新的航空兵部队。
军对新战斗机的设计要求非常明确,规定要采用两台液冷式发动机,速度应达到587千米/时。
而当时洛克希德公司设计的飞机速度可达640千米/时以上。
因此,凭借这个在当时无可比拟的速度,洛克希德公司顺利拿到了新战斗机的研制合同。
新型战斗机被命名为xp-38(x代表试验,p代表驱逐机),并于1939年初成功实现首飞。
xp-38战斗机后来相继有18种演变型,它们对飞机设计的发展也做出了一些贡献。
p-38飞机采用活塞式发动机驱动的对转螺旋桨推进,这既消除了扭矩效应,又使飞机不再拉向一侧,这是当时战斗机设计的一个新的重要特征。
然而,这是一架时速最接近声速的飞机,设计师们担心会遇到从未遇到过的麻烦,即压缩性问题。
随着飞机性能的提升,当时压缩性的影响日益明显。
它不仅常常使飞行员的生命受到威胁,而且似乎已经成为一道不可逾越的障碍。
其负面作用已经开始影响各种高性能飞机的基本设计。
到1940年,压缩性已成为众多未知气动领域中最重要但人们最知之甚少的问题。
正如约翰?
贝克尔在他的著作《高速新领域》中所提到的那样,"
所谓'
跨声速障碍'
主要指一系列不确定的负面气动力影响,可导致阻力系数以数量级增加,产生重的甚至致命的振动,以及引起飞机稳定性和控制特性的突变。
"
p-38在俯冲时的飞行马赫数可达0.75。
尽管该机的翼型剖面并非专为超声速性能而设计,不过它的最大俯冲速度已经非常接近声速,并因此受到压缩性的影响,导致重的、有时甚至是不可恢复的振动、结构、控制和稳定性问题。
例如p-38高速飞行时,尤其是俯冲时,其尾部会开始剧烈振动并且机头下垂,随后进入可压缩性失速,从而导致舵面锁死,而飞行员只能跳伞逃生或是等飞机降到大气密度较高的低空时再试图挽救。
这一压缩性问题导致了多名飞行员的损失。
于是,作为p-38主要设计师的凯利?
约翰逊找到了当时世界上气动领域最好的两位专家――加利福尼亚州理工学院的?
卡门博士和米里肯博士,试图解决可能会出现的压缩性问题。
由于这是飞机设计领域达到新的速度后首次遇到的新问题,以前从未遇到过类似的情况,所以解决起来很困难,进展极其缓慢。
后来,设计师们发明了一种法来使飞机减速,以避免压缩性现象的产生,即在飞机外部装上减速板。
该法虽取得了一定效果,但却限制了飞机性能的进一步提升。
在第二次世界大战中,p-38战斗机的发动机功率提高了一倍,但由于压缩性效应,收到的效果只能使速度提高272千米/时。
压缩性效应最早是出现在螺旋桨上(比出现在机翼上早得多).因此,"
如果希望提高性能,很显然,我们首先应该抛弃螺旋桨。
也就是说,螺旋桨技术已无法满足航空技术发展的需求,"
战斗机动力装置的形式必须有一个重大的改变。
自洛克希德的设计师们在p-38战斗机研制中遇到压缩性效应以后,就开始对喷气式动力产生了极大兴趣,并敏锐地嗅到了航空技术悄然而至的一场巨大变革。
于是,他们自己做出一个接近声速的飞机初步设计案,并使用了由洛克希德公司顾问特?
普赖斯设计的喷气式发动机。
但是当他们向陆军航空兵建议研制一架喷气式原型机时,却遭到了拒绝。
殊不知,德国和英国早已进入喷气时代,德国当时已有自己的喷气式战斗机me-262,英国也有了喷气式战斗机格洛斯特"
流星"
号,而美国才刚刚开始起步。
很多事实证明,喷气式飞机相比活塞式飞机而言确实具有巨大的发展潜力,虽然在当时还不太明显,但从长远角度来看,喷气式发动机取代活塞式发动机乃是大势所趋。
喷气式飞机的先行者,英国皇家空军上尉弗兰克?
怀托说:
在未来,喷气式飞机将是天空的主宰。
因此,从航空技术发展的需求来看,美国空军也必将向喷气时代迈进。
实际上,早在1941年上半年,美国就开始从英国引进喷气式发动机和相关技术。
在得到英国的技术支援后,在喷气式发动机面已有雄厚技术积累的美国通用公司立即对其样品进行技术分析并开始仿制,而贝尔公司则对飞机机身进行研究,造出了编号为xp-59a的喷气试验机。
然而,美国陆军对此飞机评价并不高。
随后,又在xp-59a基础上了仿制了几种喷气式飞机,但由于技术原因,飞机试验一再失败。
在这种情况下,研制一种新型喷气式飞机的计划被提上议事日程。
1943年5月,洛克希德公司高层决定用英国德?
哈维兰公司的喷气发动机制造一种单发喷气式战斗机,并向美国国防部提交了一份名为l-140原型机的报告,这就是后来的xp-80。
臭鼬工厂的成立
1943年5月,美国陆军和各大飞机公司在华盛顿召开了一个有关未来飞机发展向的会议。
会上,洛克希德公司负责人霍尔?
希巴德公开表示支持活塞式飞机的进一步发展,认为喷气式飞机还处在萌芽阶段,无法与活塞式飞机一较高下。
回到洛克希德公司后,他马上开始部署新型活塞式飞机的研发计划,并宣布此项目在公司的所有研发项目中享有最高优先权,这就意味着原有的l-140喷气式飞机研发项目将被完全搁置。
然而,早已对喷气式飞机怀有浓厚兴趣的洛克希德公司年轻设计师凯利?
约翰逊毅然表示对l-140项目有信心,请求继续下去。
最后洛克希德负责人霍尔?
希巴德和罗伯特?
格罗斯同意了他的要求。
值得注意的是,xp-80的正式合同直到工作开始后4个月,即1943年的10月16日才到达洛克希德公司。
后来这种式成为臭鼬工厂的惯例。
多数情况下,客户会带着需求来到臭鼬工厂,双达成一致意见后项目立即上马,没有现场合同,没有官的审批程序。
凯利?
约翰逊一直想在公司的体制建立一个相对独立的机构,负责新式飞机的研发工作。
这将是一个完整的研发机构,在这里,设计师能够和技术人员畅通交流,对出现的问题进行商讨和解决,这既可以极大地提高整个团队的工作效率,又有助于设计师将其设计思路变成现实。
我希望能在设计师和制造者之间架起一座畅通无阻的交流桥梁,给他们一个尽情发挥的空间,让创意的种子在这个地盛开灿烂之花!
凯利?
约翰逊的这种愿望由来已久,于是他决定xp-80这个型号将采取这种研发模式。
不过,该部门的建立并不是那么容易。
虽然公司领导表示支持,但由于当时公司正在集中力量生产p-38、b-17等飞机,所以没有空闲的工程师,也没有多余的机床和工作场所。
公司领导罗伯特?
格罗斯指示:
按照你的想法去干吧,但是你要想办法组成自己的工程部,亲自去找生产人员,还要想办法找工作场所。
几经波折,凯利?
约翰逊终于亲手挑选了20名他了解的工程师和80名技术工人,组成一支工程队,他本人任总设计师。
洛克希德公司臭鼬工厂这支专门的研制队伍也就由此诞生。
后来在回忆那段日子的时候,约翰逊说:
我简直是从整个公司的各个部门把他们'
偷'
过来的。
1943年6月,臭鼬工厂在加利福尼亚州伯班克正式成立。
臭鼬工厂这支队伍组织好后,队员们便开始忙活起工作场地的事情。
他们在靠近洛克希德公司加利福尼亚州伯班克的风洞处搭建了一个小型的棚子,作为办公室和实验室之用。
墙体是用之前闲置的发动机包装箱堆起来的,屋顶则是用从马戏团租来的帐篷搭建而成。
这样不仅有利于保密,而且能够较快地进入风洞做试验:
但是噪声较大,而且由于是临时性建筑,没有安装空调,不通风、不散热,工作环境非常艰苦。
然而,这个临时的厂房就是臭鼬工厂的雏形。
几天后,洛克希德公司还出台了相关文件,规定了xp-80项目的开发细则:
1)从6月23日起,有150天的研发时间,其间对任一个问题都必须全力解决,不能说"
不行"
;
2)发动机将于7月15日运到;
3)对于所需的各种材料,不用统一集中购买,各单位可根据自己的需求灵活采购;
4)有20名工程师;
5)有80名技术工人;
6)该项目密级为绝密;
7)每天工作10小时,每工作6天,六不休息;
8)对不合理之处可提出质疑,但不得以此为由消极怠工:
9)工程师的个人意见由沃尔特?
琼斯记录。
此外,还颁布了以下臭鼬工厂管理细则:
1)权力责任集中制。
若无更高权力的人在,项目工程师对自己所管辖的项目拥有决定权,包括设计案、强度、重量、定型、成本、材料的选择和应用;
2)尽可能提高工作效率,节约时间。
项目工程师应该尽一切可能避免项目的延迟。
这就意味着负责人必须牢牢地将整个项目的进度掌握在自己可控制的围,因此要求项目负责人必须拥有很强的操控项目的能力;
3)一旦项目负责人做出决定,那么这就是最终决定,除有更高级别的负责人干涉外,其余任人不得质疑或抵制;
4)信息在臭鼬工厂部的传播式应当尽可能简洁、明了、迅速。
预定计划应该尽可能提前通知以保证原材料的采购、加工和其他准备工作的进行。
图样作业和模型加工应该在设计里尽可能推广运用:
任情况下,都应尽量画下草图以留下记录:
飞机在制造实物模型时,负责人应该到场监督,以便发现问题并及时解决
木质全尺寸模型应该尽可能做到逼真,包括飞行员座椅和起落架之类的东西都要做出来。
5)采购可以通过采购部门进行,在急需时也可以自行采购,不必通过红头文件或者一大堆繁文缛节的制度来批准;
6)各个部门的储藏库应该分隔开来,并列有详细的清单以备今后查找和取用;
7)制造、组件验收、组装、整机检查都应该由一个独立的小组(或者个人)来完成:
8)一些特殊的分管部门,如原材料、外形设计、焊接部门等,应该尽一切可能在减重面下功夫,如果为此造成少的拖延也是允的;
9)设计和制造中的所有信息都应记录在案。
因此各部门应安排专人负责此项工作,该人同时还应该担任文件和信息传送的工作。
特别是在飞机的制造和组装过程中,此项工作尤其重要;
所有的数据都应该白纸黑字地保留下来以供日后查询:
草图也应该用复写纸复写或复印多份,以保证各个部门拿到的草图一致:
每一个部件的制造数据也应该留底,除非这个部件简单到无需在今后变动。
10)每一个工程师在自己的部门都应当具有足够的主观能动性,不仅仅是当好工程师,还要做好担任联系人、组装人员甚至是维修工人的准备。
每一个工程师都应该对飞机研发负责:
每一个工程师都应该将按时、按质、按量地完成飞机研发工作作为一件绝对重要的事情来对待:
任延误都必须立即以书面形式向约翰逊汇报,并给出拖延的理由和预计完成的时间。
自颁布之日起,臭鼬工厂就格执行以上10条细则。
后来臭鼬工厂著名的14条管理原则也正是从这些细则中总结得出的。
最终,臭鼬工厂仅用143天就完成了xp-80原型战斗机的研制,比合同规定的时间提早了37天。
当f-80"
战斗机投入使用后,从其命名就可看出该型飞机是美国当时飞得最快的飞机,同时也是第一种实战型喷气式战斗机,无可争议地成为美国喷气式战斗机的鼻祖。
xp-80的成功研制,堪称美国战斗机设计史上的里程碑,预示着喷气时代的到来,同时也为臭鼬工厂日后的发展奠定了坚实的基础。
回顾f-80战斗机的研制历程,臭鼬工厂初建目的是要在180天为美国陆军航空兵研发一种实战型喷气式战斗机的原型机。
这在当时,甚至在今天看来都是一项非常艰巨的任务。
180天,可以说从来没有一家飞机研发单位有十足的信心在不到一年的时间设计和制造完成一架原型机,更不用说在半年完成。
而且喷气式战斗机在各面都与当时的活塞式战斗机大相径庭,美国当时也仅是处在起步阶段。
然而,臭鼬工厂最终仅用143天就完成了任务,创下了飞机研制史上的新纪录。
在追求快速研发的同时,臭鼬工厂同样也非常注重产品的质量,这一点可由f-80优良的性能来证明。
当然,若不是约翰逊和臭鼬工厂在1943年开创的小小奇迹,便不会有此卓越成绩。
臭鼬工厂之所以能如此高效、快捷地完成新式战斗机的开发,主要得益于其独特的组织管理模式――高度集中的飞机研制法。
该法鼓励创造和革新,能在较短时间,带领一群积极进取的专业工程师,以较低的成本设计出高度复杂飞机的原型机。
可以说,臭鼬工厂带来的不仅是技术上的创新,同时也是工作式的创新,它从真正意义上开创了新机研制的新模式。
对臭鼬工厂来说,f-80战斗机项目不只是一项任务,更是一个契机,一条创新之路的开始。
继f-80之后,臭鼬工厂的使命也从单纯的一项任务得以升华一利用洛克希德公司的所有力量,以迅速、不动声色和符合成本效益的式,在最短时间,满足在原型机和特殊科技上的一切需求。
"
臭鼬"
之名的由来
说到臭鼬工厂的建立,则必须要对"
这个名字的由来做个解释。
其实,就连工厂负责人凯利?
约翰逊自己也说不清其由来。
但是,人们普遍认为,是约翰逊xp-80飞机研发团队中的天才设计师艾威?
卡尔维尔想出了"
臭鼬工厂"
这个名字。
其实,凯利?
约翰逊一开始一点也不喜欢"
这个名字,事实上,他甚至想取消这个绰号。
但由于后来工厂承接了越来越多的机密任务,"
二字有很好的保密性,在行业,"
也逐渐成为一种形象,深入人心。
既然绰号已形成,凯利?
约翰逊也就接受了。
20世纪60年代,洛克希德公司为臭鼬工厂注册了商标。
臭鼬工厂的正式名称则为预先研究发展项目部(adp),相比"
这个名字,凯利?
约翰逊更偏爱adp的叫法。
臭鼬工厂的发展
当臭鼬工厂在f-80项目基础上建立并一举成名后,臭鼬工厂进入一段较为特殊的时期。
在所有回顾臭鼬工厂历史的描述中,面对1945-1954年这一时期时都显得有些心有余悸。
1945年后期,臭鼬工厂依然存在,也继续发挥着它自身的独特作用,但却不再是洛克希德公司下属的独立实体。
f-80项目取得成功之后,臭鼬工厂发现了这种不受约束的设计制造体系的优势,并决定将这种有效的工作式保持下来,希望能在将来取得更大的成绩。
然而,得以保留的更多只是臭鼬工厂这支队伍本身,而不包括它独有的不受约束的特点。
值得一提的是,在这期间,没有一架飞机是在臭鼬工厂这样的氛围中诞生的,但都采用了其原型机制造的各种法。
不管是设计、工程还是制造,都应用了原有xp-80的法。
在很多面,仍依赖于参与xp-80项目的那些工程师,而这些工程师除了为臭鼬工厂工作外,仍然要为加利福尼亚的洛克希德公司工作。
那时,唯独只有凯利?
约翰逊还保持着臭鼬工厂最初的风格。
因此,这段特殊的时期也被看做是臭鼬工厂发展历史上的灰暗时期。
虽然这段时间里臭鼬工厂未能完全按当初凯利?
约翰逊提倡的式继续下去,但工厂仍接手了多项飞机原型机的研发工作,并在此领域取得了一定成绩,所以这段特殊的时期也可看做是臭鼬工厂的成长期。
f-80项目对于臭鼬工厂和洛克希德公司而言无疑是一项完全的胜利。
然而,当飞机仍处于试制评估阶段时,改型飞机发生了多起事故,让工厂损失了多架飞机和多名飞行员。
1947年,在洛克希德公司的要求下,臭鼬工厂开始研制f-80双座型,用做喷气式飞机飞行员的教练机,以熟悉新型喷气式飞机的高速度以及在不同天气条件下飞行的特点,并最终提供给美国空军,以取代当时正在使用的t-6与snj活塞式教练机。
臭鼬工厂在f-80战斗机c型的基础上,仅用3个月时间就完成了双座型的设计案,即t-33教练机。
该型教练机既能用于训练也能用于作战,受到了美国空军、海军的热烈欢迎,甚至还远销到加拿大、日本等26个。
从产量来看,t-33甚至超过了其始祖f-80"
战斗机。
由此可见,臭鼬工厂的此次改型获得了很大成功。
但臭鼬工厂并不满足于此,在生产f-80和t-33的同时,又在t-33基础上发展了新型飞机-t2v-l(1962年重新编号为t-la)"
海星"
教练机,并最终获得了海军的采购合同。
虽然t-la教练机最终没有像f-80和t-33的产量那么大,但也为臭鼬工厂和洛克希德公司带来了较好的声誉与效益。
就在臭鼬工厂研发t-33教练机的1948年,联已开始装备图-4四发远程战略轰炸机(一种理想的核武器运载工具).美国开始意识到即将失去核优势,北美本土将面临前所未有的空中威胁。
于是,美国陆军航空兵需要马上寻求一种过渡型的有限全天候战斗机,以应对这种威胁。
1949年1月,美国空军与洛克希德公司正式签署合同,将两架tf-80c改型为全天候战斗机,且第一架原型机交付日期不得晚于1949年12月。
考虑到任务的紧迫性,洛克希德公司授权臭鼬工厂按空军要求研制一种全天候战斗机,编号为f-94。
接到任务后,臭鼬工厂的工程师们立即启动改进工作,仅用了两个月的时间,就完成了第一架原型机雷达操作系统、火控系统和航炮安装等所有改进工作。
由于臭鼬工厂的改进工作进展迅速,最后连艾莉森公司特制的喷气式发动机j33-a-33都未能赶上使用。
到1950年初,"
伯班克工厂已开始源源不断地向空军供应f-94a战斗机。
后来,在洛克希德公司的要求下,臭鼬工厂又开始设计一种f-94先进机型(即yf-94b),目的是为能在战斗机设计领域占据优势、掌握先机,具体地说就是为了在性能上与将问世的f-89d型全天候、全火箭装备拦截机相匹敌或更胜一筹。
在重新设计阶段,臭鼬工厂的专家又对飞机马赫数、飞行员和雷达操作员在座舱的操作性等面进行了改善,并取得了较好成效。
f-94战斗机于1949年12月29日交付美国空军,成为美国空军第一型参加实战的喷气式全天候战斗机。
到了1951年,臭鼬工厂又代表洛克希德公司参与了美国空军举行的新型战术运输机的竞标。
在经过一场短暂而激烈的竞争后,臭鼬工厂击败波音公司、道格拉斯公司和费尔柴尔德公司,为洛克希德公司赢得了项目。
后来的飞行试验结果显示,臭鼬工厂所设计的c-130运输机在最大速度、巡航速度、爬升率、航程等性能上都超过了美国空军提出的要求,让美国空军颇为满意。
为了满足各种不同的使用需求,臭鼬工厂又在已有的c-130基础上发展了多种改进型,如生产型c-130a、发展型c-1308、可用于南北极地的c-130d、航程增强型c-130e、功率增强型c-130h、军事巡逻和搜索救援型c-130h-mp、武装攻击型ac-130a、战术机载指挥和通信型ec-130等。
概括地讲,c-130可按需要运送或空降人员以及空投货物,返航时可从战场撤离伤员。
经过改型后,c-130还可用于高空测绘、气象探测、搜索救援、森林灭火、空中加油和无人驾驶飞机的发射与引导等多种任务。
c-130广泛的用途除了赢得美国空军的青睐外,还吸引了世界众多的目光,据统计,c-130战术运输机的各种改型出口到了世界50多个和地区。
时至今日,由臭鼬工厂所设计的c-130仍被视为当今最好的战术运输机之一,并至今仍有着源源不断的采购订单。
在臭鼬工厂这一阶段所研制的飞机中,尤其值得称道的就是f-104"
星"
单座战术战斗机。
在20世纪50年代初的朝鲜战争中,美国空军的主要战斗力量f-51活塞式战斗机和f-86喷气式战斗机均败给了联的新型喷气式战斗机米格-15,导致了美国空军的惨重损失。
米格-15在朝鲜战场上的表现给所有经历过朝鲜空战的美国空军飞行员都留下了深刻的印象,并且给予美国航空界极大的震撼,当然也包括以研制新式战斗机为己任的臭鼬工厂。
为了更准确地了解米格-15,臭鼬工厂的负责人凯利?
约翰逊于1951年亲临朝鲜战场,实地分析了米格-15的情况、飞行员与米格-15的实际作战经验,以及飞行员对未来战斗机的意见。
飞行员们一致认为――最理想的飞机应该是比现役战斗机更轻、更廉价、速度更快、升限更高、爬升率更大并具有良好机动性的飞机。
事实上,对米格-15和f-86的性能有些了解的人都会发现,米格-15恰恰是在速度和垂直机动性面超过了f-86。
这种新式战斗机的观点也正巧与臭鼬工厂20世纪50年代初期以来的想法不谋而合。
约翰逊回到美国后,臭鼬工厂在洛克希德公司的支持下,快速研发了一种新型战斗机:
简单、快速(最后达到了两倍声速)、灵活、轻型、廉价,但性能却远远优于当时在役的所有战斗机。
虽然当时美国空军还尚未提出正式的设计要求,但臭鼬工厂的案最终征服了美国空军领导层,臭鼬工厂再次为洛克希德公司赢得了合同――生产两架供验证评估用的原型机,编号为xf-104。
臭鼬工厂于1951开始研制,1954年2月原型机xf-104实现首飞,1958年1月第一架生产型f-104a交付使用。
为了使飞机最终能达到最快的速度,臭鼬工厂采用了j79-ge-lla涡喷发动机,所设计的飞
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