编辑/日京川
1933年，凯利·约翰逊加入洛克希德公司。他通过72次风洞试验改善了“伊莱克特拉”的稳定性问题，后来又相继设计了“哈德逊”轰炸机、P-38“闪电”截击机和“星座”运输机。1943年，第二次世界大战进入决定胜负的关键时刻，洛克希德公司秘密承担为美国空军设计第一种喷气式战斗机P-80的任务。为此，凯利·约翰逊召集23名工程师，成立了第一个“臭鼬工厂”。
“臭鼬工厂”推崇“14条凯利原则”，打破大体制管理上的束缚，灵活独立，凝聚精英人才，不断进行技术创新，设计了许多惊人的飞机。U-2和SR-71便是其中的两个传奇。
凯利·约翰逊在洛克希德公司的四十多年中，为四十多种飞机的设计做出了杰出贡献。凯利·约翰逊主导设计的各种飞机对美国的航空发展和国防具有不可磨灭的重要意义。他独创的“臭鼬工厂”管理方法，高效实用灵活，至今仍被许多科技企业采用。
该书叙述的节奏快，可读性强，介绍的技术也很有趣。它涵盖了美国航空的50年历史，却又不是一本历史书……这本书之所以如此有价值，是因为约翰逊先生传递了一种思想：用最简单、最经济的方法解决每一个技术问题。推荐给所有苦恼的技术人员和国防规划者，凯利的思想会激励他们找到更好的方法。
凯利·约翰逊
我在洛克希德公司当众指出，公司重组后设计并寄予厚望的第一架新飞机在设计方面存在不足，飞机的稳定性不好。査普利特和希巴德对我的话有些震惊。因为这对刚刚入职的年轻工程师来说，不合常理。事实上，我批评我的教授和经验丰富的设计师，确实有些自以为是。
第一天，希巴德并没有对我的观点发表任何评论，但是他确实思考了我说的话。
他刨根问底地询问了我的知识功底，包括我是否会绘图，我对数学理论掌握到何种程度。我说自己了解量子论并且做过微积分课程助教，学习成绩一直优秀，教授们也为我写过工作推荐信，我还有风洞方面的工作经验。
希巴德本身是一位出色的工程师，毕业于麻省理工学院航空系。那是一所非常了不起的学院。他想雇用一些“新的年轻人......那些大学刚毕业、怀揣新思想的年轻人”到他的工程部门，这是他许多年后在一次接受采访中解释当时雇用我的原因:
他看上去很年轻，我都担心他不会读或写呢!......他告诉我，我们刚送到密歇根大学进行风洞试验的新飞机存在问题，而且方向操纵不稳定。听了他的话，我确实有点儿吃惊。不过，这件事使我获得了一些新思路。那时，我还真不能确定是否要雇用这个毛头小伙子，但是往好处想，他毕竟毕业于一所优秀的大学，看上去也蛮机灵的，所以我想给他一次机会......
刚开始，我被分配到工艺装备制造部，与比尔·迈兰(Bill Mylan)一同工作，为飞机“伊莱克特拉”设计装备工具。直到后来工程部有了空缺的岗位，我才被派到那里工作。迈兰是个内行，十分熟悉他的工作内容。
“我先把它们制造出来，孩子，然后你就能把它们画出来了。”他对我交代说。
在这期间，我学会了很多有用的本领，比如学会阅读不显眼的细则。在迈兰那里，我得到的第一个任务是设计热处理熔炉，用于加工生产所需的新硬膜铝材料。由于之前对这种熔炉一点都不了解，我去了市区调研，因为那里有几台正在运转的熔炉。回到公司后，我画出了自己认为我们需要的热处理熔炉。几天后，我去加工车间看熔炉的制作进展，然后看到工人们正站在齐脚踝深的碎砖屑里用一把强力带锯锯砖块。
“你们在做什么?只需要把砖砌在那儿就行，为什么要切割?”我特别疑惑地问。
“约翰逊先生，我们正是按照您的要求做的呀。”在车间订单的一角，有一行非常小的印刷字:“除非另外规定，所有公差都不得超过1/32英寸。”我给出的砖的尺寸是
2.5×4×9英寸，所以他们必须锯砖。
凯利·约翰逊的早期工作照
在工艺装备制造方面，我发现自己有很多东西需要学习。装配型架是装配飞机及部件时所需的一种样块或框架。我第一次设计的装配型架，只能供工人们在型架一侧工作，不然的话，工人就要钻到型架底下，或爬到顶上干活。
几个月后的一天，希巴德把我叫到了他的办公室。
凯利，既然你质疑两位德高望重的教授出具的“伊莱克特拉”风洞试验报告，为什么不回去再做一次风洞试验，然后看看是否能提出一些改善意见?
希巴德把我送回密歇根大学的风洞，我的汽车后面放着“伊莱克特拉”模型。我一共进行了72次风洞试验，才找到解决这个问题的答案。
这是一个演化过程。进行第72次试验时，我想出了一个主意，在水平尾翼处安装可控制翼板的板片，以增进水平尾翼的作用和获得更好的方向稳定性。事实证明我的想法挺有效果，尤其是当我们把机翼整流罩(整流包皮)移到机身上后，效果更为明显。因为这种做法在当时比较流行，且已被成功地应用在道格拉斯公司制造的DC-1飞机上。我们还避免了别人采用这种方案时由于应用不当而带来的麻烦。
然后，我们还增加了双垂直尾翼，因为一旦一台发动机出故障，单个方向舵不能提供足够的控制力，但移掉中枢尾翼后，效果非常好。这就是“伊莱克特拉”的最终设计。这种与众不同的双垂直尾翼设计已经应用到洛克希德公司早期的所有金属飞机上。类似的三垂直尾翼设计也广泛应用在20世纪40年代中期和50年代的“星座”(Constellation)客机上，它们都是这些风洞试验的成果。
至今我还保存着希巴德写给我的一封信，那时我还在密歇根大学进行风洞试验。为了匹配泛美航空公司(Pan American Airline)飞机更大功率的发动机(550马力a)，他给我快递空运了几个整流罩。这家航空公司对我做的风洞试验“非常、非常感兴趣”。他写道:“......事实上，泛美航空公司太想把这种整流罩应用到他们的飞机上，所以他们打算支付你在大学里进行的后几次风洞试验的费用。”
这封信是这样开头的:
亲爱的约翰逊，请原谅我打出来的这种字体，因为今晚我是在工厂里给你写这封信，你是知道的，打字机不太好使。
你肯定可以想象，当我们收到你的电报，说你有了新发现并且找到了简单的解决方法之后，我们有多么喜悦。我们在飞机部件周围举行了热烈的庆祝会。很明显，这是一项非常重要的发现，而你是发现这一秘密的第一人。真为你骄傲......不用多说，在水平翼面上加装这些部件是非常容易的。我想等你回来后再做这件事，也可能我们先在小范围进行操作。
然后他还特别交代了我为泛美航空公司的那批整流罩进行风洞试验。
信的结尾说:
嗯，好吧，我猜我要结尾了。我想你回来后，再次看见“伊莱克特拉”，肯定会大吃一惊的。其他一切都好。
希巴德谨上
他晚上留在公司亲自给我写这封信，赞扬一个年轻工程师的工作，这充分体现了他的友爱和对年轻工程师的尊重，我感到非常开心。
约翰逊在不到30岁的时候设计的闪电战斗机，除了击落山本五十六的座机之外，这种飞机的各个改型在二战中发挥了非常重要的作用。图文©️瑞鹤
我回到公司后就成了工程部的一名正式成员。我是第六位工程师，其他工程师分别是詹姆斯·盖希勒(James Gerschler)、乔治·普鲁登(George Prudden)、卡尔·比德(Carl Beed)、杜鲁门·A.帕克(Truman A. Parker)。办公室不大，而且屋顶还漏雨，但我作为一位老实干活的飞机工程师，不会在乎这些。我不仅研究飞机的航空动力学，而且还会干些应力解析、计算重力和平衡方面的工作。总之，做他们交代给我的任何工作，当然更多的是风洞试验。因此当飞机制造完成准备试飞时，我就成了试飞工程师的最合适人选了。
由于我曾接受过最新的高等数学教育，我被安排分析吉米·杜立特(Jimmy Doolittle)驾驶的洛克希德“猎户座”(Orion)9-D的收放式起落架。“猎户座”9-D飞机是原来的“猎户座”飞机基本型的改型。这是我第一次接触经常光顾洛克希德工厂的早期知名飞行员。除了杜立特，我还接触过其他著名的飞行员，包括阿米莉亚·埃尔哈特(Amelia Earhart)、威利·波斯特(Wiley Post)、查尔斯·金斯福德–史密斯(CharlesKingsford-Smith)和罗斯科·特纳(Roscoe Turner)。当然，杜立特是早期飞行纪录的保持者，擅长驾驶军用飞机和民用飞机，曾在麻省理工学院获得硕士学位和科学博士学位。那时他正在为壳牌石油公司执行飞行任务，常在偏僻的旷野、牧场和其他未铺筑路面的简陋机场着陆。
收放式起落架是“猎户座”飞机的标准部件，首次成功应用到民用飞机上，使飞机的外形得到很大程度的流线化，并使飞机的最高时速达到227英里。“猎户座”飞机是那个时期飞行速度最快的在役飞机，在洛杉矶和旧金山之间的瓦尼高速航线上，仅用65分钟就可以完成这段飞行。
为了达到杜立特的要求，起落架的性能需要强化。这是一项非常艰巨的任务，我需要运用我所知的最好的数学知识。为了保证起落架不会脱落，我把起落架的所有管壁和筒壁的厚度都增加了一倍。尽管飞机总重量增加了约15磅，但是起落架变得稳定多了。
杜立特每6个月就会把他的飞机开到工厂，让我们对飞机进行全面紧固处理。他是一名非常优秀的飞行员，也是那种典型的好人。至今，我和他仍是好朋友。
随着那架“伊莱克特拉”首飞的时间到来，格罗斯雇用了当时最优秀且最有经验的民用飞机试飞员埃德蒙·T.“埃迪”·艾伦(Edmund T. "Eddie" Allen)，因为当时洛克希德公司的飞行员还没有驾驶双发动机飞机的经验。艾伦于1934年2月23日单独驾驶这种飞机进行首飞。
当地一家报纸热情洋溢地报道了那次首飞:
首飞时，这架时髦的全金属大型客机轻松优雅地在云间翱翔。这标志着，在航空运输方面，营运航速的研究又一次取得了长足进步。
“伊莱克特拉”（Electra）运输机设计图，1934年
那时，“伊莱克特拉”是世界上飞得最快的多发动机运输机，也是第一架可以以超过200英里时速巡航的飞机。首飞后不久，艾伦参加了一场飞行速度比赛，它的平均时速可以达到221英里。后来，在10500英尺的高空，校准的空速表显示，“伊莱克特拉”巡航时的飞行速度可以达到每小时203英里。这种飞机不仅在美国很受欢迎，甚至在其他国家的航空公司编队里也很常见。
从埃迪·艾伦那里，我学到很多知识。首飞之后，作为飞行测试工程师，我同他一起飞完初始阶段的全部测试项目——俯冲测试、失速测试、螺旋测试等。飞行测试涉及很多方面的内容，是一堂教授飞行技巧、飞行科学以及如何应对可能遇到的惊险情况等内容的生动课程。艾伦教会了我测试应该包括的内容、重点和需要记录的内容，他做事总是十分从容。
有一次，为了证明飞机没有颤振和控制问题，我们提速“伊莱克特拉”，使其达到设计俯冲速度——时速320英里。我们在飞机内装满铅块，目的是模拟飞机满载重量。然后我们从伯班克工厂后面的旧跑道起飞，到达大约12000英尺高空时，埃迪猛加油，飞机呼啸着笔直地往下俯冲。
在距离地面6000英尺时，我希望埃迪能将飞机重新拉起，可飞机发出了“砰”的一声巨响，驾驶舱周围的东西四处乱飞。我紧盯埃迪，看他怎么做——我们是否需要跳伞。只见他一只手紧握驾驶杆向后拉，将飞机从俯冲状态拉回，另一只手平静自如地掸掉飞到他脸上的一块绝缘材料碎片。
“我的眼睛进东西了。”他镇静地说。原来是驾驶舱内驾驶员一侧的挡风玻璃被气流吹了进来，上面的一些绝缘材料被撕开，盖到了艾伦的脸上。很显然，经过这件事后，我们要重新设计风挡。
完成初始飞行测试阶段的12次飞行后，艾伦将任务交给了马歇尔·黑德尔(MarshallHeadle)，由黑德尔接替洛克希德“伊莱克特拉”测试飞行员的工作。我和他一起试飞“伊莱克特拉”和其他飞机，共同飞行了很多年。当我结束飞行测试工程师的生涯时，已经累计飞行了2300个小时。
Legendary aircraft designer Clarence L. “Kelly” Johnson shakes hands with test pilot Tony LeVier after the first flight of the XF-104 at Edwards Air Force Base. (Lockheed via Mühlböck collection)
我一直奉行这样一种观点:飞机设计师应该学会驾驶自己设计的飞机，以便正确深入了解飞机的性能。只有这样，他才会知道:那些英寸的螺栓放在哪里很重要，放在哪可能无关紧要，襟翼会出现什么问题。我们要关心飞行员关心的问题，所以为了在设计新飞机时能够做出恰当的权衡和正确的决定，每年我都要接受这类惊吓。
毫无疑问，那些早期的经验对于我形成自己的工作方式非常重要。很多工程师都不喜欢飞行员，而喜欢工程师的飞行员更是少之又少。飞行员经常不会满足工程师的要求，工程师也不会在意飞行员的诉求，问题主要出在沟通上。
在我早期的职业生涯里，我就下决心做两件事情，以便从根本上避免这种分歧。我要和飞行员一起试飞，只要飞机能坐下两个人，我就会陪他们进行危险的测试，包括首飞。我曾参加过9次首飞。后来，随着工作越来越繁忙，我无法再和飞行员一起试飞，获得第一手数据了，但是我随时愿意倾听他们的心声。他们可以告诉我他们认为应该怎样去做。尽管我也有自己的想法，但是通常我发现他们的建议非常有用。我和绝大多数飞行员都建立了良好的关系，大家相互尊重，我认为这是一种友爱关系。
“伊莱克特拉”的飞行试验一直进行得非常顺利，直到有一次出现了灾难性事故，差点使飞机停飞。这次事故的经过是这样的:为了获得美国政府的合格认证，飞机必须通过一系列的艰苦试验。当时民用航空管理局(Civil Aeronautics Authority)的代表也在测试的飞机上。当飞机结束飞行时，测试飞行员黑德尔放下起落架准备着陆，可是只有右侧的机轮放了下来，左侧机轮没有任何反应，飞机无法降落。
那天，我和希巴德正好在回公司的路上。我们刚刚从位于曼斯基地(Mines Field，现在的洛杉矶国际机场)的民用航空管理局领取了“伊莱克特拉”飞机的生产许可证。我们坐在希巴德那辆宽敞的红色拉塞尔敞篷车里，抽着雪茄，庆祝这一喜事。
我和希巴德平日里是不吸烟的，但是那时需要一种特别的庆祝方式，而且雪茄是民用航空管理局人员送给我们的祝贺礼物。当我们到达伯班克，正好赶上了飞机着陆事件。
“凯利”·约翰逊的飞机设计图纸
那时飞机上还没有无线电通信设备，完全靠地面上人群的狂乱挥手示意以及靠驾驶员自己检查飞机上的仪表来发现故障。詹姆斯·杜立特也在观望的人群里，他自愿申请驾机上天告诉黑德尔有关情况。格罗斯、希巴德让杜立特在“猎户座”的黑色机身一侧用粉笔写上“争取在联合机场着陆——祝你们好运”。那时的联合机场就是现在的伯班克机场。那里的跑道长于工厂的着陆跑道，而且配备有灭火设备。黑德尔在空中扔掉飞机中为模拟最大起飞重量所用的铅块，放掉多余的汽油，最后只用右侧机轮完成了漂亮的着陆。唯一的损坏是飞机在地面拖行时，翼尖受了点磨损。事故原因很简单，修理费用也不高。起落架的轴受剪应力发生断裂，所以我们把起落架的轴换掉了，换成一个比原来大一倍的轴。
但是当时我们并没有马上找到故障所在。作为一家刚刚起步的飞机公司，我们不能承受交货延期、付款推迟这样的风险，所以除了我们工程部的6个人和车间里负责这架飞机的人员以外，公司里的其他人都停工了。大家的工资也停发了几周，包括我每月83美元的工资。我们必须修好飞机，并且还要重新获得批准，才能交货。
终于到了1934年7月，公司向西北航空公司(Northwest Airlines)交付了第一架“伊莱克特拉”，工资又重新发放了。
在早期那段岁月里，我太过于认真，希望获得成功，以至于经常不考虑其他人的反应和感受。希巴德为此把我叫到了仓库后面，苦口婆心地和我谈了好几次。在“伊莱克特拉”的一次飞行测试中，我没有带临时随机机械师，而是自己搬铅块来变换飞机的载重。铅块每块重55磅，我和多尔西·卡默勒(Dorsey Kammerer)一起装完所有铅块。卡默勒对这件事特别不满意，告到了工会。我认为自己没有做错，既节省时间又节省钱，但是我没有考虑到，这会剥夺一个人的工作权利以及他的飞行津贴。
“凯利，”希巴德说，“你必须要学会与这世界上的其他人相处，你越早学会，你就会越快受益。”
希巴德说得对，引导别人比强迫别人工作更有效率，必要时可以强迫自己，但是不能强迫别人。
后来我和卡默勒成了非常要好的朋友，他担任我的地勤组长好几年，在试验飞机时表现非常优秀。
当我融入公司这个群体中时，发现同事之间的友情非常深厚，可能是因为我们人比较少，在“伊莱克特拉”首飞时，整个公司大约只有200人。罗伯特·格罗斯后来在公司组织的晚会上还秀了一下钢琴弹奏。我第一次饮酒是在工厂对面的尼尔药店，为了庆祝“伊莱克特拉”的首飞成功，那家药店是我们聚会的社交中心。我喝了一种名叫“斯纳格·哈伯”(Snug Harbor)的威士忌，它尝起来有点像月桂沉淀物。
午饭期间，我们会打垒球当作消遣。后来工程部的人越来越多，打球时我们就把人员分成两组——工程组和车间组。我主攻左侧外围，特别喜欢击球，希巴德喜欢投球。我们有时也爱玩触身式橄榄球(touch football)。
我们是一个非常优秀的团队。在洛克希德期间，我曾效劳过的人包括查普利特、希巴德、罗伯特·格罗斯，后来还有罗伯特的弟弟考特兰特(Courtlandt Gross)。我很庆幸自己在这些绅士领导的公司开始职业生涯。他们不仅知识渊博，而且体贴周到。这是一个好的开始，在那些年里，我从他们身上学到了许多东西。
本文由出版社授权转载，节选自《我是怎样设计飞机的》第四章
《我是怎样设计飞机的》（英文版首发于1985年）
（美）克拉伦斯·伦纳德·凯利·约翰逊、玛吉·史密斯 / 著
杨松 / 译
后浪·浙江教育出版社
2019年5月
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