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加拿大航空工程师助力美国登月

了解“箭”式飞机项目取消对加拿大航空工程的影响,以及它如何促进了美国宇航局的太空计划。

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加拿大工程师约翰·霍奇(左)与宇航员艾伦·谢泼德和飞行主管克里斯·克拉夫特。图片来源:NASA

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1959年2月20日,对于安大略省马尔顿的A.V. Roe工厂的工人来说,与往常的星期五没什么不同,他们在寒冷的冬季周末前,正在研发尖端飞机。那天下午,工厂的公共广播系统突然响起。A.V. Roe公司的总裁克劳福德·戈登愤怒的声音传遍了整个工厂。

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“渥太华那个该死的混蛋,”戈登开始说道,然后投下了重磅炸弹:总理约翰·迪芬贝克和他的保守党政府刚刚取消了“箭”式项目。立即生效,所有图纸将被销毁,已经制造好的飞机精密的机身将被切割成废金属出售。在一瞬间,14,525人失业;算上供应商和分包商,受影响的总人数接近60,000人。1959年2月20日,在加拿大航空业被称为“黑色星期五”。

“箭”式飞机

Avro Arrow(“箭”式飞机)——正式名称为CF-105——不仅仅是加拿大航空工程的巅峰之作;它在国际上也堪称非凡。这款“箭”式飞机是一款实验性的三角翼超音速拦截机,其技术先进程度远超冷战初期苏联或美国的任何飞机。没有特制引擎时,它的飞行速度可达1.98马赫(接近音速的两倍,约每小时2,400公里);安装了设计中的引擎后,它可以轻松超过2马赫。

1957年Avro Arrow“箭”式飞机的首次亮相。(图片来源:加拿大图书馆和档案馆/PA-210520)

加拿大图书馆和档案馆/PA-210520

Avro公司在两年前,也就是1957年,开始研发“箭”式飞机,以应对苏联可能通过加拿大北极地区攻击北美的威胁。这是加拿大的防御战略,一种可以防止国家卷入冷战交火的拦截机。但从一开始,“箭”式飞机就被太空时代所掩盖。该飞机的首个生产型号于1957年10月4日在一场公开仪式上亮相,同一天苏联发射了斯普特尼克卫星。第二天早晨,加拿大和美国的报纸头条不再是Avro公司管理层预期的关于“箭”式飞机的报道,而是关于第一颗人造卫星的新闻。

尽管如此,该项目仍在继续。试飞员雅努什·祖拉科夫斯基于1958年3月25日完成了首次试飞,并在随后的几年里制造了五架“箭”式飞机。但随着项目的取消,一切戛然而止。

关于取消的原因,各种传言甚嚣尘上。成本是一个因素;整个项目的预算约为11亿加元(按通货膨胀调整后,相当于98亿加元或约75亿美元)。尽管技术先进,但Avro未能找到“箭”式飞机的买家。政治可能也起了一定作用,渥太华领导层刚刚从自由党转为保守党,更不用说迪芬贝克和戈登两人关系不睦。

试飞员雅努什·祖拉科夫斯基在1958年3月25日首次试飞Arrow“箭”式飞机后。(图片来源:加拿大图书馆和档案馆/C-61731)

加拿大图书馆和档案馆/C-61731

工程师

面对职业生涯的突然终结,吉姆·钱伯林感到迷茫。他从不列颠哥伦比亚省坎卢普斯来到马尔顿,在多伦多大学获得了工程学位,并在Avro公司工作了十三年,于1946年2月加入公司。在此期间,他曾担任C-102喷气式客机(北美第一架投入运营的喷气式运输机)和CF-100“罐头”式喷气式拦截机的总空气动力学家,对这些飞机的飞行特性负有主要责任。

当Avro开始“箭”式项目时,他成为了项目的技术设计主管。他整个职业生涯都实现了儿时的梦想,小时候他喜欢设计和制造自己的模型飞机。现在,Avro公司的技术设计主管成了一个失业的航空专家,而世界正迅速将目光转向太空。但这不仅仅是钱伯林一个人。他的整个专家团队都面临着不确定的未来。

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太空总署

Avro Arrow“箭”式飞机项目取消的消息传到了弗吉尼亚州的罗伯特·吉鲁斯。尽管他现在是美国宇航局(NASA)太空任务小组的负责人,该小组负责领导美国在苏联之前将人类送入太空的计划,但他自“箭”式飞机早期开发以来就一直在关注它。

在NASA成立之前,吉鲁斯曾担任该机构的前身——国家航空咨询委员会(NACA)的助理主任。在此期间,吉鲁斯的工作之一包括在兰利和NACA位于沃洛普斯岛的试验场对“箭”式飞机的早期模型进行风洞和自由飞行测试。他给加拿大人留下了深刻的印象,他认为他们是一群天赋异禀的工程师:聪明、成熟,并且才华横溢、专业素养高。得知“箭”式飞机项目被取消,吉鲁斯看到了一个机会,可以让这些人投入到美国太空飞行的问题中。太空任务小组在解决载人航天问题上承受着巨大的压力,而且太空的未来充满不确定性,他很难找到愿意冒职业风险加入太空计划的人。他认为,加拿大人或许可以填补这一空白。

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“箭”式飞机取消后不久*(Maynard,口述历史),罗伯特·吉鲁斯便联系了吉姆·钱伯林,提议让前“箭”式飞机工程师加入NASA,参与新兴的太空计划。钱伯林随即向吉鲁斯推荐了他的一些前团队成员,面试立即开始。

面试

欧文·梅纳德面临着罗伯特·吉鲁斯、保罗·普塞尔和查尔斯·唐兰的面试,他们都从NASA赶到马尔顿来面试他。吉鲁斯首先开口,直奔主题。

“你对载人太空计划感兴趣吗?”

梅纳德是安大略省萨尼亚人,二战期间曾在加拿大皇家空军服役(尽管从未参加战斗),之后在多伦多大学获得航空工程学位期间,在Avro公司找到了一份工作。在职业生涯中,他曾负责Avro Jetliner的布局设计以及CF-105 Avro Arrow“箭”式飞机的武器舱和起落架的设计与测试。飞机一直是他的生命,他几乎不知道有任何载人太空计划。他当然读过关于斯普特尼克卫星的报道,知道将人类送入太空在理论上是可能的,所以他对NASA面临的挑战有所了解,但不知道更具体的细节。他甚至不知道自己是如何获得NASA面试机会的,尽管他猜测是吉姆·钱伯林推荐了他。他也知道自己想参与其中。

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加拿大工程师欧文·梅纳德(中)与建造月球着陆器的Grumman公司的汤姆·凯利。(图片来源:NASA)

美国宇航局

“是的,我对飞行和工程的各个方面都感兴趣,”他告诉吉鲁斯。尽管他即兴申请宇航员候选人的申请被拒绝了,但他得到了NASA的一份工程工作,并且不到一天就接受了。

其他Avro工程师也有类似的经历,包括总工程师罗伯特·林德利、项目研究主管马里奥·佩桑多、“箭”式飞机项目经理卡尔·林多、约翰·霍奇、弗雷德·马修斯和特克·罗伯茨。他们在星期五接受了面试,并在星期六获得了全职公务员职位,没有任何试用期。(Hodge,口述历史)

32人接受了加入太空任务小组的邀请,共同致力于将美国人送入太空的挑战。作为外国人,要获得在美国政府项目工作所需的身份又是另一回事。Avro的工程师与加拿大政府密切合作,为自己和家人加快办理护照的流程,而NASA和美国政府则解决了引进这批新劳动力的后勤问题。一切都进行得相当迅速,并且以双方政府都满意的方式完成。

加拿大工程师

1959年4月9日**,也就是世界首次亮相水星计划宇航员的同一天,这些加拿大人加入了在弗吉尼亚州汉普顿兰利研究中心的太空任务小组。他们并非都认识彼此;许多人在指纹采集过程中第一次见面,以便前往NASA工作。

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最初的想法是将这些加拿大人作为一个独立的团队保留下来。这在一定程度上是出于美加合同的考虑;他们理论上是为期六个月的派遣。将他们留在同一个团队里,可以方便他们在Avro公司在“箭”式飞机项目结束后找到新的出路时返回加拿大。但Avro公司再未恢复,加拿大人对工程师的借调也变成了永久性的,这些加拿大人分布在NASA及其主要承包商中,为NASA承担了登陆月球的挑战。

罗伯特·林德利去了圣路易斯的麦克唐纳航空航天公司工作,领导承包商为双子座飞船(Gemini spacecraft)开展工作。阿波罗计划(Apollo)之后,他加入了NASA,担任航天飞机计划载人航天工程与运行总监,之后于1972年成为戈达德太空飞行中心的项目管理总监。马里奥·佩桑多去了马萨诸塞州的RCA公司,参与了土星五号(Saturn V)计划的部分工作。卡尔·林多去了波音公司,成为土星S-1和土星S-IB开发的型号工程师。

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约翰·霍奇在水星、双子座和阿波罗三个阿波罗时代的计划中都担任了飞行主管——蓝队的领导者。弗雷德·马修斯担任克里斯·克拉夫特的副飞行主管,负责监控世界各地跟踪站的飞行控制员。特克·罗伯茨领导了任务控制中心的轨道计算小组,并在规划休斯顿任务控制中心的设计方面发挥了重要作用。

Arrow“箭”式飞机设计团队:鲍勃·林德利、吉姆·弗洛伊德、盖斯特·哈克和吉姆·钱伯林。(图片来源:http://scaa.usask.ca)

http://scaa.usask.ca

欧文·梅纳德可能是最广为人知的加拿大人。尽管约翰·霍尔特(John Houbolt)开创了使用月球轨道交会(LOR)作为阿波罗任务模式,但欧文·梅纳德是太空任务小组最早认识到这种方法优势的成员之一。在了解到这种方法后,梅纳德开始绘制他自己的“着陆器”草图,这成为了月球舱(lunar module)的早期概念,他的工作有助于推广月球轨道交会(LOR)的想法在NASA的实施。这也促使梅纳德在休斯顿载人航天器中心(Manned Spacecraft Center)的阿波罗计划办公室担任月球舱工程办公室主任。就连负责Grumman公司月球舱开发的总工程师汤姆·凯利也承认,梅纳德是NASA在月球舱设计方面最负有责任感的人。

1964年,梅纳德被晋升为阿波罗航天器计划办公室系统工程部门主任,这使得他成为事实上的阿波罗计划总工程师。尽管他的上级——项目经理约瑟夫·谢亚(Joseph Shea)、乔治·洛(George Low)以及项目总监萨姆·菲利普斯(Sam Phillips)——与该计划的发展息息相关,但梅纳德负责确保阿波罗航天器的各个部件能够协同工作,并与运载火箭兼容。1967年1月27日阿波罗1号火灾事故后,梅纳德又回到了系统工程领域。他的团队开发了阿波罗测试任务从A到G的任务序列,为首次登月做准备。他于1970年离开了NASA。

加拿大工程师吉姆·钱伯林在双子座计划办公室。(图片来源:NASA)

美国宇航局

吉姆·钱伯林加入NASA后,迅速成为罗伯特·吉鲁斯的亲密顾问之一,他在“水星”(Mercury)航天器的最终设计中发挥了重要作用,并担任了水星计划的工程主管。他是另一位早期采用月球轨道交会(LOR)的人,并开始为月球着陆任务开发替代任务概念,使用双子座飞船作为母船,以及一个专门用于月球表面任务的月球着陆器。1961年,钱伯林成为双子座计划的第一位项目经理,他也是倡导使用罗格洛(Rogallo)翼来规避航天器溅落危险的坚定支持者之一。他因此获得了NASA金质奖章。1963年,钱伯林调入阿波罗计划办公室,成为一名全能的“问题解决者”。他解决了影响阿波罗航天器所有部件的问题——月球舱、指令和服务舱(CSM)以及土星火箭——以及宇航员在月球表面使用的设备。在他于1970年离开NASA之前,他甚至开始为航天飞机绘制图纸。

啊,加拿大!

迪芬贝克政府取消“箭”式飞机项目,无意中为美国太空计划带来了自二战后沃纳·冯·布劳恩(Wernher von Braun)投降以来最幸运的一次机会。本着加拿大人的谦逊精神,“箭”式飞机的工程师们从未要求过对自己工作的赞誉,但NASA的许多人认为他们的贡献是无价的。例如:在约翰·格伦(John Glenn)成功完成友谊7号(Friendship 7)任务后,在纽约市的盛大游行中,当他坐在领头车时,吉姆·钱伯林坐在第二辆车里挥手致意,这是一种典型的、安静的加拿大式举动。

同年,1962年,霍克·西德利集团(Hawker Siddeley Group)解散了A.V. Roe Canada公司,并将所有剩余资产并入一家子公司。Avro Aircraft正式关门。

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[*时间线是根据口述历史推断的。资料来源(Maynard、Hodge)称他们在“箭”式飞机项目取消后的失业期不到一天,尽管我(目前)还未能找到加拿大人面试的记录来验证日期。我们暂时以此为准,有一天我会深入研究NASA总部地下室的档案,因为我相信那里会有答案。]

[**同样,此日期也是根据口述历史推断的。一些说法是“在四月”,而另一些则给出了日期,所以(目前)尚不清楚他们是作为一个团队还是分组向NASA报到的。]

来源已链接在正文中。

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