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主题:202-Nickolas Means:协和超音速客机是否成功 -- 万年看客

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家园 202-Nickolas Means:协和超音速客机是否成功

https://www.youtube.com/watch?v=2sIzfGzf_50&list=PL4i9YSoIJiPfAq5TCk7xdVrJlxRAMbay-&index=14

我想问问有多少人曾经听我演讲。我略微算过一下,如果你们听过我演讲,那就大概有33%的可能性听我讲过关于飞机的话题。这并不是秘密,我真的非常喜欢飞机以及航空业。今天这个日子对我很特殊,因为今天可以讲一个关于我最喜欢的飞机的故事,也就是协和式客机的故事。

但是故事不能从飞机本身讲起。要想真正理解协和,我们要从飞机首飞几十年前开始。要想理解协和的成就,我们首先要理解超音速飞行。而任何关于超音速飞行的故事都要从贝尔X-1飞机讲起。这款由查克.耶格驾驶、四具火箭引擎推动的飞机是第一款飞行速度超过音速的飞行器,1.06马赫的相当于时速600英里,试飞时间是1947年10月14日。突破音障是极大的成就。在耶格平安落地之前,人们往往认为任何飞行器都挺不过超音速飞行。人们很有理由这么想,因为此前很多次接近音速的尝试都要了人命。超过0.7马赫的飞行员往往会遇到奇特的问题。例如三菱零式战斗机会因为机翼的空气动力负载而失去响应,在逼近音速时飞行员无法让飞机脱离俯冲状态。超级马林喷火战斗机的操作会在0.7马赫与0.9马赫之间逆转,因为机翼在接近音速时发生了变形,飞行员为了抬头而往回拉,飞机反而会一头往下加速俯冲。德.哈维兰DH108燕子试验机不断进行越来越快的俯冲,从而试图突破音速飞行。在0.9马赫的时候飞机遭受剧烈的机身振动以至于最终解体。接近音速被称为音障是很有道理的。

因此当接近音速时究竟发生了什么?要理解这一点,我们需要理解机翼的运作原理。机翼在音速以下飞行时,空气在机翼附近平稳运动,施加在机翼上的作用力很容易预测。我们尤其关心升力。根据伯努利原则,任何流体加速流动都会降低压力。机翼的设计利用了这一原则。机翼上部的弧线比下部更突出,意味着空气在上部流动得距离略微更长,因此流动速度必须更快。伯努利原则告诉我们流动更快的空气压力也更低,于是机翼上方与下方出现了一点压力差,使得机翼得到了升力,使得飞机向机翼上方的低压区移动,远离机翼下方的高压区,因此飞机才能飞起来。

当飞机接近音速时这一切都改变了。随着机翼穿过空气的速度越来越快,最终前方的空气无法及时离开。于是空气不再平稳流动,而是开始压缩;然后一旦空气越过机翼前沿又会迅速减压,导致冲击波,进一步扰乱气流。机翼前沿的空气气压会导致巨大的空气动力阻力,并且干扰了机翼产生升力的能力。所以飞机在逼近马赫1时才会撞上屏障,因为机翼突然变得极其低效。X1之所以能够打破马赫1,因为它是一颗会飞行的子弹。机身实际上仿照了点五零机枪的子弹,这是当时我们已知的极少数能够在超音速飞行时保持稳定的造型之一;机翼也非常薄,既小又薄的机翼尽量减少了火箭引擎向前推动的时候冲击空气的机翼前沿,从而最小化了冲击波,使得机翼能够在速度超过马赫1的情况下不断提供升力并且维持控制。这样的机翼也能提供升力,但是不很大。X1的有效载荷仅仅包括燃料与一名飞行员。

一旦打破音障之后,研究工作立刻紧锣密鼓起来。接下来的一大步是费尔雷三角洲2号验证机,于1954年首飞,成为了第一架在水平飞行当中达到时速1000英里的飞机。这款飞机引入了一个关键概念,就是三角翼。三角翼有很多明显的好处。根据传统设计,飞机的升降舵,也就是控制飞机爬升与俯冲的控制面位于机尾。但是由于三角翼将机翼纵向拉得很长,根本不需要尾翼,而是可以依靠三角翼后侧的襟翼来结合升降舵与副翼的功能,控制飞机的升降与横滚。于是阻碍迎面空气的障碍又少了一个。其次,三角翼向前方接触空气的表面积有很大优势。从上往下看。三角翼与水平翼飞机的表面积相差不大。但是由于三角翼显著后掠且没有尾翼,从前往后看的横截面积远远更小,由此累积的压缩空气阻力也更小,所以超音速飞行时的阻力也更小。但是三角翼设计也有一个很大的劣势:要想在低速飞行时获得足够的升力,它的起飞与飞行必须采用极大的攻角。换句话说,三角翼超音速飞机不能像普通飞机那样平着飞行,而必须以极大的角度仰着头飞行,这就需要极大的引擎推力才能防止飞机失速,而这样的引擎又需要消耗大量燃料,因此极其低效。但是费尔雷三角洲2号证明了三角翼飞机在高速飞行时的优势,只不过在低速飞行时低效而已。换句话说一架客机大小的三角翼需要携带大量燃料,以至于无法搭载乘客。因此仅仅向正确方向迈出一步还并不足够。

下一步很快就迈了出去。1955年初,英国皇家飞行协会的德米特里.库奇曼博士(Dietrich Kuchemann)与乔安娜.韦伯博士(Johanna Weber)共同发表了一系列论文,提出了所谓苗条三角翼的概念。众所周知,三角翼飞机以高攻角低速飞行时机身两侧会产生涡旋。通常情况下我们都会避免机翼上方产生涡旋或者其他湍流,因为它们会造成阻力并且降低机翼的效率。但是这篇论文却认为这些涡旋可以起到重要的作用,也就是加快机翼上方的空气流动速度。根据伯努利原理,空气流速越快则压力越低。换句话说这些涡旋其实也在提供升力。两人还发现三角翼越是后掠,机翼与机身的夹角越小,涡旋现象就越显著;机翼越长,涡旋作用于机翼的面积就越大。从而进一步提升升力。换句话说修长三角翼在低速环境能够产生显著高于传统三角翼的升力。

皇家飞行协会的主导设计师之一莫伦.摩根爵士(Morien Morgan)碰巧是这两人发表论文的会场听众之一。他几乎立刻意识到这就是他苦苦寻求的谜底:如何制造一款超音速客机。基于这一发现,英国物资供应部要求摩根成立一个委员会来研究超音速空中运输(SST),并且动员了整个英国航空业的力量来制造这款飞机。他们首先制造了一款样机来验证修长三角翼低速飞行时升力更大的理论。亨德里.佩奇HP115飞机完全为了验证修长三角翼这一概念而制造出来。这款飞机没有体现任何其他设计理念,而且他们也只造了一架这种飞机。在照片上我们可以看到这架飞机如何以高攻角低速飞行。机翼上留下的烟雾表明涡旋正在机翼表面生成。凭借着涡旋提供的额外升力,这架飞机在时速70英里的低速时依然能够保持完美控制,比之前三角翼设计的性能提升了百分之三百。于是委员会批准向英国的两家顶尖飞行器设计机构霍克.希德利航空与布里斯托航空提供政府拨款,要设计一款修长三角翼超音速客机。

但是英国并不是唯一一个正在研发超音速客机的国家。在海峡另一边,法国人刚刚成功试飞了他们的第一款超音速飞机,达索超神秘战斗轰炸机。法国人知道英国人开始了超音速客机项目,因此不甘落后的他们也开始全力研发超音速客机。法国政府向三家民航公司提供了资金,分别是诺德航空、南方航空以及达索航空,让他们展开超音速客机的概念设计竞赛。在大西洋的另一边,1956年下半年美国人也成功试飞了时速达到两马赫的B-58轰炸机,也是全世界第一款超音速轰炸机。这不是一款很出色的设计,飞行包线很窄,飞起来很难控制,一旦飞得太慢就一定会失控。但是飞机的载重量很大,而且可以达到两倍音速。《时代杂志》为此特别撰文憧憬了超音速飞行的辉煌未来,极大地激发了美国公众的想象。不久后苏联人成功发射了旅伴一号人造卫星,证明他们在太空竞赛当中走在了美国人前面。这一来国会议员们更加理直气壮地主张美国也应当着手研发自己的超音速客机,但是艾森豪威尔总统坚决反对这一设想。波音公司自行成立了一个超音速客机研发小组,但是得不到政府拨款支持。说到苏联,尽管他们此时着重致力于太空竞赛,但是也不肯放松超音速客机的研发。米格系列飞机已经推出了多种超音速战斗机,1958年他们又推出了一款超音速飞机,雅科夫列夫雅克-28。这并不是一款大飞机,但的确是超音速轰炸机。此前的米格机至多只是驾驶舱上面绑了一台引擎而已,这架飞机却有着不容小觑的载弹能力。苏联人还通过无远弗届的间谍网得知英国人正在研究超音速客机,他们不想落在后面。因此也展开了工作。

最早摊牌的是法国人。他们在1961年的巴黎航展上——无论当时与现在这场航展都是商务飞行行业的核心盛事——推出了南方航空超级快帆客机,南方航空以此赢得了法国航空设计行业的内部竞争。这款飞机能搭载75名乘客,具有马赫1.2的速度,主攻欧洲内部的中程航线。法国人在巴黎航展上的表现启动了若干超音速客机竞赛的关键进展。首先,不甘心被法国人比下去的苏联政府在1962年初的一份宣传杂志上宣布了他们的图波列夫图114超音速客机计划,这一宣传让英国、法国与美国肯定了苏联人确实在研发自己的超音速客机。其次,在波音公司的小规模研发团队之外,美国航太总署也打着通用航空研究的幌子开始研发超音速航空运输原型机,换句话说他们在尚未得到官方正式支持的时候就展开了研发工作。但是法国人的声明,苏联人的宣传,再加上肯尼迪总统新晋当选,几乎在一夜之间就改变了美国政府在超音速客机问题上的立场。美国政府与四家主要航空制造公司签约,要求设计一款超音速民航客机的原型机,截止日期预期于1964年。

最后,法国人的声明还解决了一个英国人非常希望解决的问题。布里斯托航空以布里斯托223型飞机赢得了设计竞赛,这款飞机采取双座布局,能够搭载90人,速度2.2马赫。问题在于英国海外航空公司——也就是英国航空的前身——表示假如该款飞机的运营有利可图,那么他们很乐意购买这款超音速客机,但是他们却不愿承担任何研发成本。换句话说,如果英国政府真想拥有超音速民航客机,就必须自己掏钱。考虑到预计的研发成本以及各种不可知因素,英国政府需要找一个伙伴来分担风险。法国的超级快帆与英国的布里斯托223在设计上如此相似,以至于双方的合作顺理成章。更何况法国政府也意识到他们面临着与英国政府一样的窘境:他们手里有一款优秀的设计,但是却承担不起研发风险。于是英国交通大臣与法国交通部长指示布里斯托航空——如今在并购之后改名BAC——与南方航空进行联合设计。不久后的1962年11月29日,英国交通大臣朱利安.艾默里与法国驻英大使乔佛里.德克赛尔签署了一份简短的协议,只有七条,规定了两国政府合作研发超音速客机的条款。协议规定两国要分摊研发成本与人工风险并且共享收益。但是最重要的条款却恰恰没有列举在协议上:这项协议没有退出机制,换句话说除非英法两国政府同时同意终止项目,否则法律就要求这一合作项目继续进行下去。英法两国都无法单方面退出合作。这一点将在研发过程当中不止一次拯救协和。协议还确定了这款新型客机的名称协和(Concorde)。这个词在英法两种语言当中都表示达成“共识”。

不久后的1963年6月5日,肯尼迪总统在向美国空军学院演讲时宣布美国也要研发自己的超音速客机。英法两国的合作协议强迫他做出此种表态,否则看上去美国就落后了。他没有公开承认美国的超音速客机依然处于设计阶段,远远落后于英法联盟以及苏联。接下来到了1964年,波音与洛克希德获选成为了美国超音速客机设计竞赛的最终胜出者。但是由于美国落后得太远,以至于政府也修改了他们的目标:现在他们要求超音速客机至少乘载250名乘客,速度要达到三马赫,换句话说就是协和式客机的一倍。如果美国的超音速客机注定要比英法两国的超音速客机更晚上市,那么我们的客机性能必须更好。在欧洲,英法两国正式展开合作。1965年2月,两国开始制造两架原型机,一架在法国图卢斯,另一架在英国费尔顿。两家工厂共同开工当然显著加大了项目的复杂性,他们必须拥有两套制造夹具,两套物流供应体系,飞机上的每一个系统都要对应两套专家班子,此外还要频繁在海峡两岸之间运送人员与零件。但是尽管要应对两个设计中心的官僚体制与两套工厂的重复劳动,这个项目的进度依然十分喜人。

第二年在美国,波音2707飞机成为了设计竞赛的赢家。画面上是这款飞机的早期全尺寸模型。这款飞机的经济舱能够以二三二座椅布局搭载247名乘客,此外在头等舱还有30张座椅,总共可以搭乘277名乘客,设计速度达到了2.7马赫。这架飞机如果能够顺利问世,将会成为史上最大的民航客机。这款设计的关键在于后掠翼。在低速飞行时机翼会向前伸从而提升效率,在超音速飞行时才会向后缩形成三角翼从而减少阻力。波音在1967年推出这款原型机,并且尝试在1970年进行首飞。他们根本不知道自己落后得多远,因为在这一年也就是1967年的12月11日,第一架协和式客机的原型机被推出了图卢斯的机库。两国的记者与政界要人都参加了这次仪式。

机翼固然是协和式飞机最大的创新,但是我们先来看看这架飞机的设计还有其他哪些特殊之处。首先,如果你对协和式飞机有所了解的话,肯定知道它的机头下垂的造型,但是你大概不知道为什么要设计成这个样子。这一切都与机翼的形状有关。尽管有了涡旋提供的额外升力,但是协和式飞机在低速飞行时依然需要很大的攻角,尤其是在降落的时候。换句话说,飞行员在降落时要仰面朝天看不见跑道,往下看的话视线会被机头遮蔽住。因此他们在着陆时干脆将机头向下折叠。一个非常简单的解决方案,应对了一个非常复杂的问题。

双层舷窗玻璃的设计有效地降低了机舱里的温度,隔绝了二马赫飞行时与空气摩擦生热。但是并非只有舷窗部分才会承受动能热量,飞机全身都要受到影响。何为动能热量?你在压缩空气时空气会升温,好比说你给汽车车胎打气时,打气嘴会明显升温,这就是空气被压缩时升温的现象。压缩空气同样也增加了机翼迎风面承受的摩擦力,换句话说当协和飞机的速度达到两马赫时,飞机机首的温度会达到240华氏度,甚至高于水的沸点,而飞机的其余部分的温度也低不到哪里去。于是协和的设计师们采用了多项措施来应对热量。首先他们非常仔细地选择了两马赫作为协和式客机的巡航速度,因为假如协和式飞机的速度达到2.2马赫以上,他们就不能再用铝来制作飞机了。铝非常适合用来制造飞机,因为它强度高且重量轻,但是一旦升温到266华氏度就会丧失结构完整性。铝制的飞机一旦以2.2马赫的速度飞行就会在空中融化。如果非要以2.2马赫以上的速度飞行,就意味着他们必须尝试用钛来制造飞机,而当时任何人都没有用钛制作飞机的经验,这将会严重延长飞机的研发时间,因此这一设计完全出于实际考虑。但是即便以两马赫的速度飞行,机身依然会产生大量热量,设计师必须保证乘客们的舒适,保证油料与液压液不会过热。他们想出了非常聪明的解决方法,将燃料本身当做排热手段。在主油箱里装有热交换片,将空调、液压系统与引擎产生的废热排入燃料油,使得燃料油升温,然后所有这些多余热量就随着燃料的燃烧通过飞机尾气排放了出去,这样确保了机舱内部温度凉爽,也确保了飞机的运行正常。

他们还用燃料解决了另一个问题,也就是简化飞机外形。超音速飞行的效应之一在于机翼受力的变化,进入两马赫速度时,机翼前方累积了大量压缩空气与冲击波,致使机翼的升力中线随着飞机的加速而逐渐后移,于是机尾将会上翘,机头将会下压。传统设计用襟翼来解决问题,在机尾施加一个向下的力。但是如果在超音速飞行的整个过程中都用襟翼来调整飞机姿态,将会产生极大的额外阻力,并且耗费大量的额外燃料。协和的解决方案是调整燃料的位置。随着飞机加速,燃料会逐渐从位于机首的油箱输送到位于机尾的油箱,改变了飞机重心的位置,从而抵消了升力中心的改变。这样不必添加任何额外阻力也能保持飞机水平飞行姿态。

协和式飞机最大的创新就是超音速巡航能力。截至此时,绝大多数超音速飞机只能保持几分钟的超音速飞行状态,原因在于它们必须采用补燃来提升到超音速飞行的速度。补燃就是火箭引擎喷射的橘黄色火焰。但是绝大多数喷射引擎都并非这样运作,除非你为军方工作,否则肯定见不到喷出橘黄火焰的飞机。所谓补燃就是向引擎排放的尾气当中添加一点燃料使其燃烧,这一燃烧发生在引擎做功的过程之后,极大提升了尾气的温度。气体升温就会膨胀,因此喷出喷气口时的速度也会极大提升,从而极大地加强推进力。唯一的问题在于这样做的效率极其低下,基本就是往飞机外面洒油。因此直到此时为止的超音速飞机一次只能维持几分钟的超音速飞行状态,否则的话很快就会耗尽燃油。协和式客机也具备补燃机制,但是只需要在飞行的某几个特定阶段进行补燃。在起飞阶段需要依靠补燃,让低速飞行时效率低的三角翼飞机获得额外的推力,从而离地而起;在突破音障时也需要借助补燃来克服达到一马赫速度时的初始阻力。但是一旦飞机速度达到1.5马赫,飞机引擎的进气道斜板就承担了全部推进任务。在图片上可以看到,引擎进气口处安装着一扇活门,上面用红字写着“危险”。在超音速飞行期间活门会略微下放,减小引擎进气口的尺寸。这一设计有以下几项功能。首先,这样做可以将超音速冲击波集中在特定位置从而最大化引擎效率,让空气先减速再被导入压气机从而发挥功效;其次,这一结构带来了极大的压缩效果。喷气式引擎依靠压缩空气来运作,从飞机前方吸收大量空气,压缩之后从引擎后部的狭窄气道喷射出去,速度也大大加快。你用手捏着水管喷水能喷得更远,原理也是一样。这些斜坡能在飞机以超音速飞行时极大增加空气的压缩程度,从而减少引擎本身的做功,从而减少消耗燃料。协和最省油的飞行状态就是以二马赫巡航的时候,此时每加仑燃油折换的飞行里程远远超过其他任何飞行阶段。正是这种超强巡航能力使得协和能够能只用三个半小时就飞越大西洋,从伦敦飞到纽约如果碰上顺风只需要三个小时十五分钟。相比之下传统的喷气式客机完成这趟旅程需要七个小时左右。

但是此时所有这些创新设计依然只是理论,协和飞机还没有正式首飞。飞机问世仪式仅仅是庆祝第一款原型机亮相,但是还需要进行整整一年的地面测试才能让协和客机正式起飞。首飞预定在了1969年。你们可能注意到直到目前为止我们都没怎么谈论苏联超音速客机的研发进度,因为苏联的铁幕非常有效地隔断了信息并且保守了秘密,直到他们准备好揭幕为止。苏联人在1968年12月31日震撼了全世界:苏联流传的新闻影像显示图114超音速客机实现了首飞。全世界都没有想到图114居然抢在了协和的前面,协和才一直是新闻界的关注重点。但是协和并没有落后太远,于1969年3月2日进行了首飞。这次航程很短,大约飞了三十分钟,升空一万英尺,时速700英里,中规中矩。为了简化操作,试飞员在全程当中甚至都没有收起起落架。事后试飞员表示飞机非常易于操控,甚至胜过了模拟器。

与此同时美国那边的进度则不甚顺利。在1968年,美国设计师们终于意识到波音2707的设计不可行。后掠式机翼的枢纽结构成为了无法克服的困难。有一位波音设计师开玩笑说,如果他们还想飞越大西洋,那么要么搭载乘客,要么搭载枢纽,两者不可兼得。他们只得转向了一款固定双三角翼超音速客机,看上去像是一架大号的协和客机,搭载的乘客数量几乎和原先一样多,速度也几乎和原先一样快。但是此时美国人已经落后得更远了,两位竞争者都已经完成了首飞,美国人却不得不重新开始从头设计。图114飞机将会在1969年6月5日首次进行超音速飞行,这一次抢在了协和式飞机之前,拿下了这一里程碑式成就。但是协和也不甘落后,于1969年10月1日完成了第一次超音速试飞。眼看两位竞争者都已经完成了超音速试飞,而自己就连原型机都拿不出来,美国的研发项目终于走上了死路。1971年标志着美国超音速客机研发项目的终结。美国国会宣布认输,叫停了政府对于这一项目的拨款。此时波音的花费已经超过了协和项目整个研发流程的全部费用,而他们搞出来的成果就只有一架木制的全尺寸模型。

五年之后协和式飞机完成了所有必须的测试,并且从欧洲监管部门那里得到了飞行资格许可,可以正式投入运营,终于抢在图114之前拿下了最重要的一块里程碑。1976年1月15日,第一架协和客机被交付给英国航空公司。一周之后,两架协和在伦敦与巴黎两地的机场协同起飞,起飞时间精确到秒,标志着协和式客机正式投入商业运营。英国航空的航线从伦敦飞到巴黎,法国航空的航线从巴黎飞到里约热内卢。为什么要选择这两个终点站?因为在很大程度上出于保护主义作祟,美国政府在接下来的六个月内拒绝协和客机飞进美国领空。六个月之后的1976年5月24日,国会废除了这一禁令。为了庆祝这一胜利,英国航空与法国航空安排了两架协和式客机相距十分钟先后落地,都降落在了华盛顿杜勒斯机场,并且留下了珍贵的宣传照片。那么为什么不直飞纽约呢?因为在国会的禁令过期之后,纽约州与新泽西州的港口当局依然禁止这款飞机进入州境,理由主要在于担心噪音。直到1977年10月22号——也就是过了整整十七个月之后——美国最高法院才裁定两州港口当局越权。协和飞机这才得以在肯尼迪机场降落,由此打通了标志性的伦敦—巴黎—纽约航线。

1977年11月1日,图114客机也正式投入运行,比协和式客机晚了整整两年。不过无论从任何角度来看,乘坐这款客机的体验都不算特别舒适。机舱内的噪音达到了95分贝,基本相当于你在推着除草机修剪草坪时听到的噪音。邻座的两位乘客必须扯着嗓子喊才能相互交谈。如果两人之间还隔着一个座位,那交谈就基本不可能。此外这款飞机的故障率也高得惊人,俄国国际航空根本不信任这款飞机。图114之所以投入民航航线只是因为苏联政府的强制命令。因此每当这款客机准备起飞时,你总能看到机场里停放着四五架备用的客机,以防万一出现故障。图114客机仅仅进行了55次客运飞行就退役了。

那么协和式飞机究竟为什么如此成功?为什么英法联合体做到了美国与苏联做不到的事情?——至少这是在我准备这次演讲时原本想要讨论的主题。但是这个问题的答案其实非常简单:与美国人相比,协和团队的决策更加侧重实效。波音的飞机不仅在设计上更加复杂,而且还需要使用更加复杂的制造原料,因为这款飞机的速度更快。美国人的失败根源就在于步子迈的太大,最终他们的项目遭到了取消。这项教训对于软件开发行业的意义显而易见。相比之下苏联人的问题要更有趣一些。图114的失败根源在于理解不充分。你们可能注意到图114的外形与协和非常类似,这其中很有理由,因为图114的一大部分设计素材实际上是由克格勃窃取而来的。但是他们并没有完全正确地运用这些设计理念。图114 的机翼形状看似与协和一致,但是却缺少了关键的3D塑形,以至于无法像协和机翼那样有效产生涡旋。换句话说,图114的起飞与降落速度都必须比协和更快,并且消耗更多燃料。苏联人还借用了不少推进系统的设计元素,但是却未能让图114实现超长巡航,换句话说图114无法跨越大洋。这款飞机确实可以做到超音速飞行,但是飞不了太远。这里的教训在于要小心你的团队从别人那里采用了怎样的经验。如果你不能透彻地理解自己采用的元素,那么往往达不到你希望达到的效果,货物崇拜要不得。

这都是非常重要的教训,但是当我为本次演讲撰写讲稿时,却逐渐意识到这些只是表面上的教训。我们还应当询问一个更加有趣的问题:协和究竟算不算成功?我们先来看看数字。原本预计的协和研发费用大约是7000万英镑,按照历史币值折合成美元相当于1亿6800万美元。但是协和的实际研发费用却达到了11亿3400万英镑,比起预计预算超额了1600%,折换成今天的美元相当于200亿。这笔钱是由英法两国政府共同支付的。那么销量怎么样?在最高峰时期协和的预约制造订单达到了上百份,英国海外航空、法国航空与泛美航空各自预定了六架飞机。但是到头来只有十四架协和飞机被卖了出去,英国航空买了七架,法国航空买了七架。

这其中的原因有很多。首先是油耗。协和式飞机的每加仑客运英里数是17,波音747飞机的每加仑客运英里数是33,换句话说协和飞机的效率相当于波音707的一半。但是考虑到协和飞机飞越大西洋的速度,这也是可以接受的权衡。而且波音707正是协和飞机在设计时的竞争对象。这原本挺好,但是后来波音公司又推出了747-400型客机,加装了全新的涡轮发动机,每加仑客运英里数达到了73。协和式客机引擎的效率如此之低,以至于仅仅在跑道上滑行就要消耗两吨燃油,相当于燃油总量的2%.协和还面临着音爆的问题。我们说过超音速飞行时空气会在机翼前方压缩,在后方解压;由此产生的冲击波会一路传导到地面,就像闪电导致雷声一样,只不过更加集中。而且飞机不仅会在跨越音障时发出一声巨响,而是会在整条飞行路线上响声不断。只要超音速客机从你头顶飞过,你就一定会听到音爆的巨响。1964年春天,美国民航局在俄克拉荷马州俄克拉荷马市进行了一项试验计划,代号邦哥计划。他们安排超音速飞机一天8次从克拉荷马市上空飞过,从早上七点开始,以此测试地面上的人们会做何反应。这项测试整整持续了六个月,地面上的人们整整承受了1253次音爆。在试验刚刚开始的最初四周,俄克拉荷马市两座最高建筑顶部的窗户玻璃整整被震碎了147块,美国空管局接到了将近一万起投诉。因此让超音速航线经过地面绝对不可行。实际上到了1973年,美国立法禁止了超音速客机飞过地面,很大程度上就是因为这些测试的结果。协和只能飞水面航线。考虑到协和飞机的航程,伦敦到纽约以及巴黎到纽约航线是唯二可行的两条航线。因此只有英国航空和法国航空按照承诺购买了协和客机。

那么协和是否成功呢?预算严重超支,燃油效率低下,销量几乎可以忽略,这样看来答案显而易见是否定的。但是如果说协和飞机真是一场失败,那我们为什么会有下面这些照片?这是英国航空的协和客机与英国皇家空军红箭特技飞行队一起飞行。红箭特技飞行队就相当于美国的蓝天使,他们于1985年组队飞过了英国皇家国际空展上空。接下来1986年,法国航空的协和客机也率领法国巡逻兵特技飞行队飞过了勒福尔空展的上空。接下来在2002年,英国航空的协和式客机率领红箭飞行队飞过威斯敏斯特大教堂上空,庆祝女王登基五十周年,此时再过一年整个协和机组都将退役,协和的寿命已经到了尽头。现在这张照片来自今年的皇家国际空展,红箭飞行队与法国特技飞行队排成了协和式客机的造型在空中飞过。此时距离协和式客机的最后一次商务飞行已经过去了整整十六年。如果协和真是一场失败,为什么英国和法国依然如此为它感到骄傲?实际上“协和是否成功”是一个非常微妙的问题。评论成功与否永远都是一个微妙的问题。

我的项目成功吗?我的老板认为我成功吗?我的团队成功吗?我成功吗?当你们看到屏幕上出现这些问题时,可能会有心如刀绞的感觉。所以我们来讨论一个略微舒服一点的话题,也就是我们的第一个问题:协和是否成功?事实上我们要怎么回答这个问题,也应该怎样回答其他几个问题。丹尼尔.卡纳曼写过一本了不起的关于理解大脑运作的书《思考:快与慢》。假如你还没有读过这本书,应该好好读一读。这本书引入了几个若干个对我们格外有用的概念,首先是努力最小原则。这一原则指出,当我们利用大脑完成任务时倾向于使用完成任务所需的最少的能量。换句话说我们的大脑很懒,始终都在寻求捷径。我们大脑最常使用的一条捷径就是所谓的可得性启发。这种认知偏见使得我们最倾向于依赖最容易回想起来的信息,而最容易回想的信息当中有一大部分又是我们最近听到的信息。正是因为存在这样的偏见,我刚刚花了三十分钟向大家介绍协和的设计多么伟大,之后仅仅用了六张幻灯片就颠覆了大家的认知,让大家认为协和是一场失败。我们每时每刻都在这么做。

那么假如我们放慢思绪,脱离捷径模式再来回顾一下协和又怎么样?首先我们要考虑一下当年协和的设计师与制造人员的视角。他们的任务是建造一款可以运送上百名乘客以超音速飞越大洋的飞机。他们设计出来的这款机器就是为了满足这一目标而存在。这款飞机之所以美丽不是因为他们希望它如此美丽,而是因为只有如此美丽的飞机才可能飞得这么快这么远。这款飞机如此创新,以至于现在看起来依然像是从未来一把抓过来的,尽管它距今已有25年之久而且还被迫提前退役。协和的设计师与建设者们肯定认为这款飞机非常成功。

那么承担了11亿英镑研发费用的英国与法国政府又怎么样?考虑到飞机的销量如此惨淡,他们应该肯定认为这款飞机是失败,是吧?我们来考虑一下英法两国政府花费这笔钱究竟换到了什么。肯定不是盈利能力,他们肯定希望协和飞机能够回本,不希望将钱冲进马桶,他们肯定想赚钱。这笔研发费用实际上换到的是国家的骄傲。许多评论家都认为协和是欧洲的登月项目,是欧洲最伟大的技术胜利。此外协和飞机也彰显了英法两国的航空技术能力。此前英法两国在民航市场的销路都不甚景气,原因有很多,例如全世界的天空都由美国波音707主导。两国政府都认为超音速客机是他们在商务航空市场重新占据一席之地的有效途径。最终花费的时间或许比他们的预期长了一点,但是他们的确得到了他们想要的东西。而且研发了协和式客机的英法合作体制后来又推出了空中客车。空中客车A320是历史上销量第二大的民航客机,仅次于波音737,在过去二十年这款飞机占据了全球客机销量榜首。

所以回到我们一开始的问题:协和客机究竟算不算成功?如果我们仅仅关注协和研发的二十世纪六七十年代,仅仅关注短期事实,我们可以理直气壮地认为协和客机并不成功。协和的研发进度严重滞后,还损失了大量金钱。如果当年就有目标与关键成果管理法,可以想见协和项目在很多方面都不及格。但是假如我们将视线转向协和客机的全面影响力,它对英法两国形象的提振,为欧洲民航工业打下的基础,以及这一款飞机催生的众多经济活动,我们恐怕很难不将协和飞机视为非凡的成功。

这么说来第一个问题算是解决了,那么剩下这些问题怎么办?我们其实可以如法办理。尽管我们不能像回顾协和历史那样回顾过去四十年的历史,但是我们实际掌握的信息往往比我们一开始想象的更多。我们往往习惯于在当下时刻询问这些问题,有时甚至会在危机期间询问。由于我们大脑惯于走捷径,我们全都戴上了近视镜片,只凭当下一时一地的得失来评论成败。所以“我是否成功”才会成为一个如此骇人的问题,所以我们听到这个问题时才会产生五内俱焚的反应。我们都会无意识地回答这些问题,甚至不用别人来问我们。这个项目太难了,完全超越了我的能力,我真是个失败。这次事故完全是我的责任,我真不敢相信我犯了这种错误,我真是个无能的工程师。我的进度落后的太远了,我让所有人都失望了,我真是个糟糕的经理。在我的职业生涯当中,以上三句话我都曾对自己说过,还有几句话最近不久前刚刚说过,我猜你们也是一样。但是当我们这么说的时候,我们进行了既不正确也不公平的评价,并且将其外推到我们的整个存在。我们恨不能将自己撕个粉碎,因为我们的大脑本性懒惰。

所以我恳请大家将眼界放宽,想想你这一辈子想要造成怎样的影响,想想你内心最深处究竟关心什么。你今天有没有及时回复邮件?你这个季度的进度有没有赶上?这些或许都很重要,不过它们的影响或许没有那么持久。但是你在职业道路上构建的很多人际关系却会持久影响你。如果你听之任之,你的大脑将会永远处于捷径模式,只会随着你身边的事态而随波逐流。所以你必须学会有意识地生活,必须意识到人生的内容远远超过你当前当下的感受。作为研发领头人,我们许多人都有幸能帮助团队成员做到这一点,帮助他们意识到今天的失败不等于永远的失败,帮助他们意识到他们享有怎样的长期成功,帮助他们为未来更大的项目做好计划。如果日后你的大脑——或者随便什么无聊的讲师——再用这个问题来怼你,首先深呼吸,然后拒绝接受你想到的第一个答案。只要你将眼界放宽,你对这个问题的回答就会像协和对于这个问题的回答一样不容否认。

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