Глава 8. Испытание на прочность
1. Двигатели F100 фирмы Pratt установлены на истребителях F-15 и F-16. Вскоре самолеты F-22 будут комплектоваться двигателями F119.
2. Двигатели Pratt гражданской серии PW2000 устанавливаются на Boeing 757. Военная версия этой серии устанавливается на С-17. Серия двигателей PW4000 используется па Boeing 747,767 и 777, а также на Airbus АЗОО, А310 и АЗЗО и на самолетах McDonnell-Douglas DC-10 и MD-11.
3. Название данного раздела взято из книги Дэвида Хуншелла (David Hounshell) From the American System to Mass Production, 1800-1932 (Baltimore: Johns Hopkins University Press, 1984, revised, expanded, and reissued, 1995). История развития американского производства от ремесленного, когда изделия делались по одному на заказ, до массового, использующего стандартные детали, почти совпадала с путем, который прошла Pratt & Whitney между 1860 годом и Второй мировой войной, когда началось настоящее массовое производство двигателей.
4. Система Кольта не предусматривала полного избавления от ручного труда. Это было вызвано как несовершенством измерительных приборов, так и тем, что детали обрабатывались только тогда, когда они были «мягкими». После нагрева и закалки детали могло совершенно непредсказуемо «повести». Чтобы собрать из них готовое ружье, требовалась ручная подгонка. Поэтому детали даже одной серии не были взаимозаменяемы после того, как устанавливались в изделие. Про работу заводов Кольта см. Hounshell, pp. 46-50.
5. Отрывок из истории создания Pratt & Whitney взят из неопубликованных мемуаров Фредерика Рентшлера «The Saga of Pratt 8; Whitney Co.», напечатанных на пишущей машинке в мае 1950 года. Оригинал хранится в архивах United Technologies Corporation в Хартфорде, штат Коннектикут.
6. На одном из таких двигателей совершил свой легендарный перелет через Атлантику в 1927 году Чарльз Линдберг (Lindbergh). Хотя тем самым он доказал надежность двигателей с воздушным охлаждением, но удельная мощность на единицу массы двигателя была еще мала, чтобы серьезно начать производство больших гражданских самолетов и высокоскоростных военных самолетов.
7. «Saga of Pratt & Whitney», p. 11 и «Statement of Frederick B. Rentschler Before the Temporary National Economic Committee», Washington, D.C., May 18, 1939, p. 3.
8. Официальное название компании Pratt & Whitney Aircraft Company использовалось до 1970 года, после чего было сокращено до Pratt & Whitney. В данной главе для краткости мы используем названия «Pratt & Whitney» и «Pratt».
9. В двигателях Pratt применялся штампованный, а не литой алюминиевый коленчатый вал. Штампованный алюминиевый вал было намного легче обработать, чем литой, чтобы произвести гораздо более легкий вал, чем литой вал компании Wright Whirlwind. Развитие поршневых двигателей описано в труде Билла Ганстона (ВШ Gunston), The Development of Piston Aero Engines (Sparkford, Somerset: Patrick Stephens Limited, 1993). Стр. 130-131 посвящены Pratt & Whitney.
10. Инструментальная компания переместилась в West Hartford и продолжала служить в качестве традиционного производителя инструмента. Она постепенно становилась все более технологически отсталой и в 1991 году, после 131 года существования, была ликвидирована. Pratt & Whitney Aircraft Corporation вскоре была приобретена United Aircraft and Transport Corporation, в которую входили также Boeing, Sikorsky (гидросамолеты, потом вертолеты), Hamilton-Standard (пропеллеры), Chance Vought (военные самолеты), а также другие компании, вошедшие потом в United Airlines. В результате получился вертикально интегрированный производитель и пользователь авиационной техники. После того как в 1934 году американское правительство запретило такие сделки, из компаний Pratt & Whitney, Sikorsky, Hamilton-Standard, Chance Vougnt была образована компания United Aircraft Corporation, a Boeing и United Airlines стали независимыми компаниями. United Aircraft стала называться United Technologies в 1975 году. Рентшлер занимал пост председателя United Aircraft с 1934 года до своей кончины в 1956.
11. Данный раздел написан на основе письма из архивов United Technologies, озаглавленного «Инженер проекта», которое Леонард С. Хоббс (Leonard S. Hobbs), впоследствии ставший вице-президентом Р & W по проектированию, адресовал Эндрю Вилгусу (Andrew Willgoos), который в то время уже был вице-президентом по проектированию. Письмо датировано 6 декабря 1939 года.
12. Типология управления проектами в сфере разработки продукции описана у Кима Кларка (Kim Clark) и Такахиро Фудзимото (Takahiro Eujimoto), Product Development Performance (Boston: Harvard Business School Press, 1991), pp. 253-56 и у Дона Клозипга (Don Clausing) Total Quality Development (New York: American Society of Mechanical Engineers Press, 1994), pp. 39-44. Pratt & Whitney пошла намного дальше, сделав инженера проекта ответственным за весь жизненный цикл продуктов - от разработки концепции до производства и установки на самолете заказчика.
13. Данный раздел написан на основе доклада Дж. Карлтона Ворда-мл. (J. Carlton Ward, Jr.) «Typical Plant Layout, Facilities, and Methods for Production of Modern High-Powered Air-Cooled Radial Aircraft Engines», который был представлен на National Aircraft Production Meeting, организованный Society of Automotive Engineers, Лос-Анджелес, октябрь 1936. Ворд был помощником главного менеджера Pratt & Whitney, отвечавшего за производство,
14. Там же, стр. 3, 7.
15. Там же, стр. 5.
16. Там же, стр. 6. Процедура испытаний соответствовала требованиям Федеральной администрации по авиации (Federal Aviation Administration) и требованиям заказчиков, которые принимали двигатель только тогда, когда своими глазами видели, как он работает.
17. Перед тем как International Business Machines Company занялась электронными счетными машинами, ее основным продуктом были электрические машины Hollerith.
18. Ворд, стр. 5.
19. Письмо Хоббса, стр. 1.
20. Для военных целей Pratt, а также фирмами, которым она предоставила лицензию, было сделано всего 363 000 двигателей. Количество работников Pratt за время войны увеличилось с 3000 в 1938 году до примерно 40000 в 1943 году. К этому времени производственные площади компании занимали уже около 9 миллионов квадратных футов. (Эти данные взяты из буклета в честь празднования 65-летия Pratt & Whitney, подготовленного в 1990 году, Pratt & Whitney: In the Company of Eagles, стр. 19 и 22.)
21. В то же время профсоюз работников автомобилестроительной промышленности (United Automobile Workers) открыл отделение на Pratt. Это было организовано в 1970 году IAM. Теперь за всей деятельностью Pratt следил один профсоюз. Информация по поводу деятельности профсоюзов на Pratt взята из документа «History of Industrial Relations United Technologies Corporation», 13 июля 1990 года, архивы Pratt & Whitney.
22. Трудозатраты на проектирование подтверждают это. На конструирование оригинального двигателя Ward модели 1925 года требовалось не более 20000 человеко-часов. К разработке было привлечено всего 6 инженеров, которые трудились девять месяцев. Поскольку они вряд ли могли работать больше 12 часов в день, без выходных, получалось не более 19710 часов работы. Двигатель Wasp Major уже требовал 730 000 часов конструирования. (Последняя цифра взята из лекции президента United Aircraft Мэнсфилда Хорнера (Н, Mansfield Horner) - «Producing the let», которую он читал в Industrial College of the Armed Eorces, Production Branch, Washington, D.C., 1952, которая была напечатана и хранилась в архивах компании.)
23. На конструирование последнего поршневого двигателя компании Pratt - Wasp Major потребовалось 730 000 человеко-часов, а на первый реактивный двигатель |- 57 ушло уже 1 330 000 человеко-часов. Вдобавок, как отметил президент Pratt Мэпсфилд Хорнер в 1952 году, при этом требовались совершенно другие знания: «Поршневой двигатель, особенно с радиальным воздушным охлаждением (radial air-cooled type), который стал самым нашим успешным продуктом во время Второй мировой войны, имел свой собственный «характер». Для его создания гораздо большее значение имели опыт, практика и «чувство правильности» выполняемых действий, чем теория и научные знания. Таким образом, двигатель конструировали на основании опыта, пополняя его детальным изучением того, как сделаны и как ведут себя отдельные детали». См. Horner, стр. 1.
24. В соответствии с мнением двигателистов, проблемы начались в 1970 году, когда Douglas решила поставить на свой новый DC-10 двигатели GE. Pratt предложила возместить 100 миллионов долларов, требующихся для сертификации данного самолета с двигателями Pratt JT9D (как вариант комплектации). GE вышла с альтернативным предложением и сертифицировала свой CF6 как вариант комплектации для Boeing 747 (хотя изначально Boeing планировал ставить только двигатели Pratt). Rolls также сертифицировала RB211-535 для 747. Когда Airbus только готовилась к первому выпуску АЗОО, она сделала возможным применение «разных двигателей на крыльях». Индустрия изменилась. Цены поползли вниз. По ходу того, как двухдвигательные модели стали приходить на смену трех- и четырехдвигательным, а общее количество заказов начало снижаться (хотя строительство самолетов даже выросло), конкуренция стала более суровой. К 1995 году дело дошло до того, что, испытывая колоссальное давление конкурентов, производители продавали двигатели основным заказчикам практически даром, возмещая потерянные деньги через продажу запчастей.
25. Число заказов на двигатели, которые должны заменять старые, было таким маленьким потому, что современные турбореактивные двигатели могли работать в течение пяти лет до первого капремонта. Перед тем как их списывали, они проходили несколько капремонтов. Именно поэтому заказы на новые двигатели практически повторяли заказы на новые самолеты.
26. Более подробно см. воспоминания офицера ВВС США Роберта В. Дрюса (Robert W. Drewes), The Air Force and the Great Engine War (Washington, D.C.: National Defense University Press, 1987).
27. Pratt попыталась взять реванш и создала консорциум (International Aero Engines) совместно с Mitsubishi, Япония, Rolls-Royse, Великобритания, MTU, Германия, Alenia, Италия, который должен был создать двигатель IAE V2500. Однако его разработка затянулась, и он смог завоевать только небольшую часть рынка. Pratt вложила в этот двигатель только четверть ценности.
28. Эти категории назывались «Charter parts».
29. На жаргоне Pratt - «Charter Part Council».
30. Реверсы тяги, используемые в современных реактивных самолетах, используют набор тяжелых грейферных устройств или боковых шунтов в задней части двигателя, которые отводят газы по внешней части двигателя и далее - к передней части самолета, чтобы затормозить его. Однако механизм самого двигателя продолжает проталкивать воздух, перед тем как его отведут, в направлении задней части.
31. Если лопасть вентилятора того размера, который использовался в данном двигателе, по каким-то причинам вываливалась из его корпуса, повреждения крыла или фюзеляжа, которые она могла вызвать, могли привести к катастрофе.
32. Агентство передовых разработок (Advanced Research Projects Agency) министерства обороны США серьезно заинтересовалось технологиями композитных материалов. В настоящее время оно выделило 100 миллионов долларов на совместную с Pratt & Whitney и другими компаниями разработку корпуса, в которую помещаются лопасти вентилятора, из композитных материалов с волокнами.
33. Otis - это крупнейший в мире производитель лифтовых систем. Carrier - крупнейший в мире производитель систем кондиционирования воздуха. Sikorsky - лидер в производстве вертолетов. United Technologies Automotive производит детали для автомобильной промышленности на сумму 2 миллиарда долларов в год. Hamilton-Standard-лидер рынка пропеллеров и систем контроля климата на борту.
34. В реактивном двигателе сразу за камерой сгорания может находиться до восьми вращающихся лопаток турбины. Между каждым рядом лопаток находится ряд неподвижных направляющих лопастей, которые выпрямляют вихревой воздушный поток, исходящий из лопаток турбин, и направляют его дальше, в следующий отсек турбины. Температура газов, проходящих через лопатки и направляющие лопасти, расположенные совсем рядом с камерой сгорания, приближается к 3000 градусов по Фаренгейту. Поэтому сделать все это - одна из самых сложных задач для всех производителей в мире.
Лопатки и направляющие лопасти изготовляются Pratt при помощи самой сложной в мире технологии точного литья (оборудование закупается). Внутри каждой лопатки создаются специальные воздушные полости, которые нужны для пропускания воздуха через лопатку, чтобы охлаждать ее. В наиболее сложных случаях в каждой из лопаток, устанавливаемых в самой жаркой части двигателя, сразу за камерой сгорания, при помощи лазера проделываются около 1000 отверстий, чтобы холодный воздух под большим давлением проходил изнутри лопатки наружу, создавая на ее поверхности ламинарную границу. Благодаря этому горячие газы на несколько молекул не достигают обработанной керамикой поверхности лопатки - а ведь температура газов выше температуры плавления лопатки.
35. Под каждый станок устанавливалась передвижная тележка, а места подключения электропитания и воздушных линий размещались сверху через каждый фут таким образом, чтобы, куда бы ни был переставлен станок, он мог быть немедленно подключен ко всем коммуникациям.
36. Похожий пример мы приводили во введении, где описывалась машина, которая могла наполнять полторы тысячи бочек с содой в минуту, но ей требовалось несколько водосборных бассейнов, чтобы она могла работать непрерывно.
37. Мы просим читателя не смешивать понятия «простой» и «технологически отсталый». Новая шлифовальная машина использовала уникальную систему фиксирования лопаток. Каждый рабочий участка мог поместить деталь в машину с абсолютной точностью менее чем за две секунды. Более того, крепление лопаток было таково, что полностью исключалась возможность повредить поверхность лопаток при шлифовании. Хотя технология весьма «простая», она очень даже «технологически продвинутая».
38. По сравнению с выражением «склад Toyota» выражение «бережливыйиспытательный участок» кажется несовместимым с идеей бережливого производства, так как настоящее бережливое производство не нуждается в проверке изделий по окончании производственного процесса. Хотя теоретически это, безусловно, так, с двигателями все немного сложнее. Мало кто из нас согласится сесть в самолет, двигатели которого ни разу перед этим не запускали.
39. Pratt сильно изменила свою систему подготовки. Боб Вайнер говорит: «Мы сейчас спрашиваем наши команды: "Какие знания, вам нужны для того, чтобы выполнять вашу работу еще лучше?" Мы немедленно находим тех, кто готов предоставить такие знания, и обучаем людей прямо на рабочем месте». Подразделение, занимающееся централизованным обучением в отдельном здании, было ликвидировано. Профсоюз назначил для целей обучения специального директора.
40. Более подробно мы расскажем об этом в главе 10, посвященной Японии,