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晨枫小苑

来的都是客,相逢握握手

 
 
 

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晨枫  

西西河水浪打浪,一浪打到网易上。我本是喜欢纸上谈兵的一介草民,在西西河那边开了一个小铺子,这是海外华人的一个精神家园。我是一个一坐下来就不动窝的懒人,但架不住友人的邀请,到网易也开了一个茶摊。阿庆嫂是怎么说来着:来的都是客。希望您能喜欢我这小号。来来来,先握一个手! 当然,主有主规,客有客道。请勿随地吐痰,喧哗扰众,或者乱贴小广告。不欢迎指桑骂槐,更不准恶语伤人。

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谈谈工程技术之道   

2015-03-11 06:51:24|  分类: 科海泛舟 |  标签: |举报 |字号 订阅

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关于战争,有一句话已经为人们所熟知:外行打战术,内行打后勤。实际上,这后勤是广义的后勤,不仅仅是弹药粮草,也包括部队的运动组织和战场控制。不仅弹 药粮草要到位,部队要开得动,拉得上,攻必克,守必坚。只有这样,高明的战术意图才可能实现,否则都是纸上谈兵。对于工程技术,其实也是这样,不过这句话 要变成:外行谈创新,内行谈改进。

技术创新总是令人振奋的,尤其是打破传统、抹平差距的革命性技术创新。历史上,这样的技术创新成为划分时代的里程碑,也成为人们孜孜追求的桂冠。但是,工 程技术的发达之道常常在于持之以恒的不断改进,精益求精。这好比那个有名的龟兔赛跑的故事,持之以恒的乌龟看似步履蹒跚,但在跑跑停停的兔子不知不觉中, 就超到了前面。在厚积薄发中,革命性的技术创新才是插在沃土里的鲜花,茁壮成长。另一方面,片面追求创新而忽视不断改进,常常容易丢失先机。在这方面,波 音是一个很好的例子。

飞机不是波音发明的,威廉·波音原本是做木材生意的;喷气式发动机也不是波音发明的,连客机都不是波音发明的。波音史就是不断改进、精益求精的历史。现在 波音不仅是美国最大的飞机公司,也包揽了美国航空航天工业的半壁江山,历史上显赫的道格拉斯、麦克唐纳、北美、休斯、伏托尔现在都在波音名下。也就是说, 从P-51、F-86、F-4战斗机到DC-3客机到AH-64武直到航天飞机,现在都可以算波音产品了。但波音的成功与其说是建立在突破性的技术革命 上,不如说是建立在精明、稳健的不断改进上。

以有名的波音777为例,这是很成功的双发宽体远程客机。在研发初期,这是作为波音747的补充,四发的波音747不仅载客量更大,航程也更远,适合远程 航线;双发的777更加省油,适合中程航线。但随着ETOPS的发展,双发的777连美国-澳大利亚航线都能飞,载客量也直逼747,很快在各种航线上取 代了747。但波音没有止步不前,而是继续改进。不是大动干戈地改进,而是从细微处入手,集腋成裘,达到很好的效果,而又避免了昂贵的全新研发和认证过 程。而且波音不仅研制深度升级的777X,也在研发可以适用于现有777改装的先进技术。

民航客机的减重直接导致经济效益,要么可以增加载客载货,要么可以降低油耗。波音计划在现有777-300ER的基础上减重1200磅,这主要是生产线上 的改进。精密自动钻孔、精密自动铆接不仅降低容差、提高质量,也降低用料余量,带来减重效果,还降低总装时间。更轻的隔热材料也减轻重量。

很有意思的一个改进是机尾。为了防止起飞或者着陆时机尾触地,777的机尾加装特制的滑橇板,即使触地,也可以保护机尾结构不致损坏。但光有滑橇板还不 够,后机身筒体要加强,这样才能把力传递到整个机体,而不至于造成折断。波音的改进来自于先进飞控,在起飞和着陆状态下,飞行员的操纵输入会“触底”,制 止继续拉起。如果能做到尽量放松拉起的限制(有助于缩短起飞、着陆距离),而保证不会触地,那就可以免除滑橇板和机体加强,这是很显著的减重。当然,现有 777改装是无法得益于机体加强的取消的,但减重和降低气动阻力的好处还是很显著。

机翼是另一个改进的着手点。机翼的基本气动不能大变,但襟翼副翼的作动筒整流罩可以改。一般想法是改小,降低迎风阻力。但波音的研究结果表明,适当加宽加长,尽管表面积增大,摩擦阻力增加,但改变下翼面压力分布,使得升力分布尽量接近椭圆,最后结果是增升减阻。

另外的改进是使得机翼、机体表面尽量平滑。787的机翼表面明显比过去的客机机翼更加平滑,襟翼、扰流片的缝隙也非常细小,777改进也将采用类似技术。另外,777的机窗玻璃增厚,使得表面与金属机体形成完整平滑的表面,也达到减阻作用。

还有一个改进是平尾的“襟翼”,在巡航时,飞控系统自动把这个“襟翼”向上偏转,最多可达2度,这可以在降低平尾偏转的情况下增加配平力,降低巡航阻力。

这些改进很细小,但可以增加100海里(约180公里)航程,或者增加5000磅载重。这增加的载重量可以用来增加载客。波音在不改变座位宽度和间距的情 况下,通过优化厕所设计(不改变内部尺度,但减薄壁板厚度),达到增加14个座位的效果。两个相连的厕所也可以改用折叠壁板,可以拉开,把两个厕所打通, 供残疾人使用。机尾段逐渐变窄,常规座位的左右都有扶手,如果部分靠窗座位的扶手直接整合到机舱壁板里,那就又可以多出一个座位,而不牺牲现有座位宽度。 机舱照明改用全LED可以节电,这也反映到省油。

推广到更大范围,技术创新分门槛低和门槛高两大类。高门槛的有“阿波罗”宇宙飞船、舰船核动力等,特点是风险高、投资大、需要集国家的力量才能推动。低门 槛的好比智能手机、DVD/蓝光放像机、笔记本电脑等,特点是一层纸一捅就破,只要有一般工业基础的地方都能干,最极端的例子有乔布斯一伙人在车库里攒最 早的苹果电脑。高门槛的技术创新通常不是一蹴而就的,而是众多技术创新和不断改进累积的结果。一个“阿波罗”计划带动了巨量的创造发明和新产品、新技术, 阿波罗的成功正是这些成果累积起来的,没有灵机一动的事情。核动力也是一样。另一方面,低门槛的技术创新常有鲜明的灵机一动的特征,iPhone在技术上 没有高不可攀的地方,eBay和PayPal也是一样。问题也出在低门槛,只要有榜样,别人也很容易跨越。专利也保护不了,因为总是有足够的机动空间绕过 专利的限制。到后来,还是要靠不断改进,始终领先竞争对手一步,才能保持不败之地。

技术进步就是这样一点一点抠出来的。江山也是这样一点一点打出来的。
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