Пять отличительных качеств великого инженера

Если вы не слышали о Лонни Джонсоне, то, скорее всего, слышали о его самом известном изобретении: водяном пистолете Super Soaker. Думается, каждому инженеру будет интересно узнать о его невероятной карьере в аэрокосмической отрасли (и не только в ней) и извлечь что-то полезное для себя из его опыта.

«Мы решили полететь на Луну в этом десятилетии и заняться другими делами не потому, что это легко, а потому, что это трудно…» — Президент Джон Ф. Кеннеди, 12 сентября 1962 г.

Двенадцатилетний Лонни Джонсон был очень впечатлен теперь уже легендарной речью Джона Кеннеди. Начинающему изобретателю не пришлось участвовать в гигантском скачке человечества на Луну, но слова президента вдохновляли его на протяжении всей его инженерной карьеры — и это сама по себе вдохновляющая карьера.

Джонсон, которому сейчас за семьдесят, достиг уровня успеха, о котором большинство инженеров могут только мечтать. Он помогал выбирать ядерные цели для ВВС США, проектировал критически важные системы для космических аппаратов в Лаборатории реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory) NASA и имеет более 100 патентов. Поколения детей обливались летом водой из Super Soaker —самого известного творения Джонсона, водяного пистолета с насосным приводом, который он изобрел случайно.

Лонни Джонсон. Фото: Ericsunphotography

Джонсон до сих пор вдохновляется теми словами, которые он услышал в детстве в Мобайле, штат Алабама, и он по-прежнему берется за решение сложных задач. Его собственная R&D компания уже долгое время работает над двумя изобретениями, которые могут оказаться решающими в решении энергетических проблем человечества. Джонсон прошел длинный путь, чтобы оказаться там, где он находится сегодня, и каждый инженер может чему-то научиться на его примере. Его невероятная карьера показывает, какими качествами должен обладать образцовый инженер и как правильный настрой может сыграть решающую роль в достижении целей.

Качество 1: Любопытство

В биографическом фильме 1940 года «Молодой Том Эдисон» мы видим изобретателя в начале его карьеры: это любопытный юноша, чьи амбициозные научные эксперименты не всегда идут по плану. Молодой Лонни Джонсон, поклонник этого фильма и самого Эдисона, вполне соответствовал этому образу.

Когда-то он пытался изготовить ракетное топливо на семейной кухне и чуть не сжег дом. Его мать дала ему электроплитку и сказала, чтобы он перенес свой эксперимент на улицу. В другой раз он нашел на свалке детали, собрал из них работающий двигатель и поставил его на карт, на котором радостно ездил, пока его не остановила полиция. Был также случай, когда его остановил полицейский и попросил объяснить, почему он везет на велосипеде листовой металл. Лонни привел полицейского домой, чтобы доказать, что это на самом деле для робота, которого он строит. Джонсон часто привлекал братьев, сестер и соседских детей, чтобы те помогали ему реализовать невероятные проекты, и за это получил прозвище «профессор».

Оглядываясь на свою карьеру, Джонсон говорит, что есть три изобретения, которыми он гордится больше всего (хотя и добавляет: «Это то же, что сказать, кто твой любимый ребенок»). Первое из трех — робот по имени Линекс, которого он создал в возрасте 18 лет, в последний год обучения в старшей школе. Линекс был метрового роста, передвигался на колесах, имел две руки с шарнирами, которые вращались, ящик, в котором находился баллон из-под пропана, наполненный сжатым воздухом, механический компьютер, катушечный магнитофон его брата, служащий памятью, и пульт дистанционного управления, сделанный из рации его сестры. Линекс и его изобретатель заняли первое место на научной ярмарке 1968 года, проведенной в Университете Алабамы Молодежным инженерно-техническим обществом.

Робот Линекс принес 18-летнему Джонсону первую премию на известной научной ярмарке. Фото: Лонни Джонсон

Университет Алабамы не проявил интереса к Лонни Джонсону. После окончания средней школы Джонсон получил стипендию от ВВС США для обучения в Университете Таскиги, штат Алабама, исторически «черном» университете, где преподавал и был похоронен один из кумиров Джонсона, Джордж Вашингтон Карвер.

В 1973 году Джонсон получил степень бакалавра наук в области машиностроения, а в 1975 году — степень магистра в области ядерной инженерии. В том же году его призвали на действительную службу в ВВС США, где он изучал запуски космических аппаратов с ядерной энергетической установкой в организации, которая сегодня известна как Исследовательская лаборатория ВВС (Air Force Research Laboratory). Эта работа подходила Джонсону, и он с ней хорошо справлялся — настолько хорошо, что его пригласили спроектировать ядерную энергетическую установку для космического зонда NASA Galileo, который взял курс на Юпитер 18 октября 1989 года.

Конечно, это не экспедиция на Луну, но Джонсон оставил свой след в исследовании космоса, прекрасно продемонстрировав, почему инженеры всегда должны мыслить самостоятельно.

Качество 2: Независимое мышление

Сегодня Лонни Джонсон руководит своей исследовательской лабораторией Johnson Research and Development и курирует две дочерние компании — Johnson Energy Storage и JTEC Energy. Когда Джонсона спрашивают, инженеры с какими качествами имеют преимущество при найме на работу, у него всегда один ответ: «Люди, которыми трудно управлять. Независимые мыслители».

Даже будучи молодым инженером, Джонсон никогда не позволял коллегам-скептикам отвлекать его от поиска решений, в которые он верил. И одно из них стало вторым из его любимых изобретений.

Проблема, о которой идет речь, возникла еще до его прибытия в Лабораторию реактивного движения NASA, где он работал над миссией космического зонда Galileo. Она была серьезной: если бы на Galileo случилось короткое замыкание и память компьютера лишилась питания, космический аппарат потерял бы возможность общаться с Землей. Джонсон разработал новую схему изоляции, сохранявшую память в случае потери питания, и он знал, что это была отличная идея, — даже если он был единственным, кто в это верил.

«Когда мне пришла в голову эта идея, многие мои коллеги-инженеры отнеслись к ней с пренебрежением и сказали, что она не сработает», — вспоминает Джонсон. Только после того, как Джонсон пригрозил пойти домой и собрать ее в своем гараже, команда неохотно дала идее шанс. Джонсон, как они вскоре поняли, был прав — система сохранения памяти работала.

«Ко мне буквально подходили люди и извинялись после того, как работа была сделана, — сказал Джонсон. — И это были, как вы понимаете, тщательно отобранные по всей стране инженеры, работавшие над передовыми космическими системами. И в этот момент я почувствовал, что достиг цели. Я действительно стал инженером».

Конечно, даже самый независимо мыслящий инженер может мыслить настолько свободно, насколько позволяет его работодатель. Джонсон усвоил этот урок во время своей второй службы в ВВС, когда он был направлен в штаб-квартиру Стратегического командования ВВС США в Омахе, штат Небраска, где находился в подчинении у генерала, ответственного за все три опоры ядерной триады. Джонсон вспоминает это как «напряженную обстановку».

«Я помню, что я высовывал голову из двери и смотрел в обе стороны, прежде чем выйти в холл, потому что люди ходили очень быстро», — вспоминал он.

Неудивительно, что военный командный центр не был местом для независимых мыслителей. Джонсон делал важную работу для своей страны, но нестандартно мыслящий человек чувствовал себя зажатым. Теперь, когда он командует собственными инженерами в Johnson R&D, он ищет тех, кто может бросить ему вызов своим мнением.

«У меня нет всех ответов, и я ценю подобное сопротивление, — говорит Джонсон. — Инженерия есть инженерия. Реальность — это то, что работает».

Любому инженеру — или техническому менеджеру — стоило бы принять такой же образ мышления. Но быть великим инженером — это нечто большее, чем просто думать самостоятельно. Главное — это мысль, и Джонсон, в мозгу которого запечатлелись слова Джона Кеннеди, всегда мыслил масштабно.

Качество 3: Амбиции

«Ищите сложные проблемы, — советует Джонсон как молодым, так и старым инженерам. — Именно они имеют значение».

Джонсон легко находил такие проблемы. В наши дни он посвятил себя решению одной из самых сложных проблем человечества: преодолению энергетического и экологического кризиса. Подробнее об этом позже. Но амбиции Джонсона выходят за рамки инженерии, и для человека, которого в детстве так вдохновлял фильм Молодой Том Эдисон, возможно, самой сложной проблемой из всех было то, как пойти по стопам Эдисона.

Сегодня, сидя в главном офисе исследовательской лаборатории со своим именем на двери, Джонсон живет своей мечтой. Но в ранние дни его карьеры идея стать независимым изобретателем тоже была всего лишь мечтой. И к ней относились с таким же скептицизмом, как и к другим его диким идеям.

«Я помню, как я служил в ВВС, разговаривал там с одним из ученых и сказал ему, что моя цель — стать независимым изобретателем, — сказал Джонсон. — А он посмотрел на меня, покачал головой и сказал: эти ребята как селебрити. Ты никогда не будешь независимым изобретателем».

Но Джонсону не нужно было одобрение коллег, чтобы заняться тем, что он считал хорошей идеей. Впервые он столкнулся с возможностью стать независимым изобретателем в период, когда он участвовал в проекте Galileo.

Как и многие великие изобретения, история Super Soaker началась как случайность. В 1982 году в Пасадене, Калифорния, Джонсон занимался проектированием энергосистем, направлявшихся на Юпитер. Но ночи он посвящал собственным проектам. Один из них был связан с разработкой системы охлаждения, которая в качестве рабочей жидкости использует воду, а не хлорфторуглероды, являющиеся причиной истощения озонового слоя Земли. Во время одного из своих экспериментов Джонсон прикрепил насадку, которую он спроектировал, к раковине в ванной. Всплеск — и струя воды выстрелила через всю комнату! Джонсон мгновенно увидел в этом идею мощного игрушечного водяного пистолета.

Конечно, это было далеко не то изобретение для спасения планеты, которому Джонсон посвятил себя в последующие годы, но он понял, что идея хорошая. Джонсон начал работать над прототипом пистолета вскоре после начала своей второй командировки в расположение ВВС в Омахе. В подвале своего дома он изготавливал детали с помощью небольшого токарного-фрезерного станка, и первый в истории Super Soaker он подарил своей семилетней дочери Анеке. Когда он наблюдал, как она играет с другими детьми на авиабазе, стало ясно, что его водяной пистолет имел успех. «Они даже не могли приблизиться к ней со своими маленькими водяными пистолетами, — написал Джонсон в статье 2016 года для BBC News о своем самом известном изобретении.

Лонни Джонсон показывает свой оригинальный прототип Super Soaker и его коммерческую версию, выступая на TEDx в 2014 году. Фото: TEDx Talks

Этот маленький ручеек успеха превратился в водопад. Сегодня поколения детей по всему миру по-прежнему в восторге от культового изобретения Джонсона. Продажи Super Soaker принесли более 1 миллиарда долларов, и в 2015 году он был включен в Национальный зал славы игрушек. Водяной пистолет — это третье любимое изобретение Джонсона, стоящее в одном ряду с роботом Линексом и системой сохранения памяти для Galileo.

Но в 1982 году путешествие Джонсона с его самодельным прототипом только начиналось. Он понял, что хорошая идея — это только первый шаг к успеху.

Качество 4: Упорство

Инженер, который решает работать над сложными проблемами, должен быть готов работать. И работать.

«Вы не можете просто плыть по течению — говорит Джонсон. — Вы должны проявить упорство, потому что некоторые решения оправдают себя только со временем».

Он утверждает, что, работая над любой сложной проблемой, вы неизбежно столкнетесь с неожиданными препятствиями. Ожидайте препятствий. Чтобы обойти их, инженеры должны досконально понимать ситуацию. Для самых сложных проблем нет дорожной карты.

Проект Кеннеди по высадке американцев на Луну был неизведанной территорией. Инженерное дело, стоящее за этим, было не просто сложным — этого никогда не делали раньше. Материалов не существовало. Методы еще не были разработаны. Неизвестное следовало за неизвестным. Многие талантливые инженеры упорно продолжали готовить этот полет на Луну не потому, что это было легко, а потому что это было сложно.

Джонсон упорно трудился почти десятилетие, чтобы вывести Super Soaker на рынок. Он потратил годы на усовершенствование своего прототипа и поиск партнера по производству, которого он в конечном итоге нашел в Larami Corporation. Игрушка впервые появилась в магазинах в 1990 году под названием Power Drencher, но она не пользовалась успехом. После смены названия и большой маркетинговой кампании только в 1991 году было продано 20 миллионов Super Soaker.

«Помню, с каким недоумением я смотрел на свой чек с гонорарами», — написал Джонсон в своей статье для BBC News.

Он немедленно пустил эти средства в дело. Он использовал деньги, чтобы основать собственную компанию Johnson Research and Development, и наконец осуществил свою мечту стать независимым изобретателем. Сначала Джонсон продолжал концентрироваться на Super Soaker, разработав множество моделей, и он также переделал дротики Nerf для Hasbro, которая купила Larami в 1995 году. Он даже заявлял: «Я решил, что хочу стать королем всех игрушечных пистолетов». Это была еще одна сложная задача, с которой он справился: Джонсон подсчитал, что в какой-то момент его изобретения составляли 80% всех проданных в мире игрушечных пистолетов.

Лонни Джонсон позирует с одной из многочисленных моделей своего самого известного изобретения, Super Soaker. Фото: Лонни Джонсон

Проблемы, над которыми Джонсон работает сегодня, более серьезны. Одна из них — новый тип устройства для преобразования тепла в электричество с использованием электрохимических процессов, а не механических деталей. Это называется Johnson Thermo-Electrochemical Converter, или JTEC, и он уже более двух десятилетий работает над тем, чтобы сделать его реальностью. Когда он начинал, это была просто идея на доске. В теории все было понятно. Проблема была в том, что материалов для изготовления такого преобразователя еще не существовало.

Джонсон говорит, что есть два типа инженерных проблем. Научно-исследовательская инженерия — это сложный вид деятельности, когда вам нужно решить проблему, которую еще никто не решал. («Превращение концепции в реальность», как говорит Джонсон.) Именно это пришлось сделать NASA, чтобы отправить человека на Луну, и с этим столкнулся Джонсон, когда у него появилась идея JTEC. Второй вид инженерии — это то, что Джонсон любит называть инженерией методом грубой силы, когда вы берете существующие системы и компоненты и пытаетесь соединить их по-новому.

JTEC начинался как проект научно-исследовательской инженерии, но после 20 лет упорной работы и основания в 2020 году специализированного филиала JTEC Energy, Джонсон и его команда нашли способ обойти основные препятствия. Теперь осталось применить метод грубой силы, чтобы создать жизнеспособный продукт. Джонсон говорит, что JTEC Energy должна выпустить 250-киловаттный блок к концу 2026 года.

Похожая история происходит и с твердотельным аккумулятором Джонсона, который разрабатывает другая дочерняя компания — Johnson Energy Storage. Твердотельные аккумуляторы являются более безопасными и энергоемкими, чем вездесущие литий-ионные батареи, используемые всюду, от бытовой электроники до электромобилей. Однако воплотить их в реальность оказалось непростой задачей. Многие компании и исследователи на протяжении многих лет занимались этой сложной технологией, но, возможно, никто не делал этого с такой самоотдачей, как Джонсон.

«Я начал работать над твердотельными аккумуляторами около 25 лет назад, понимая, что они действительно являются следующим шагом после литий-ионных, и надеясь, что автомобилестроители это тоже поймут, — говорит Джонсон. — И поэтому я решил разработать эту технологию, и это опять была ситуация, когда материалов, которые мне были нужны, не существовало».

После многих лет оценки «почти всех материалов, которые только можно себе представить», Джонсон и его команда наконец-то нашли стеклянный электролит для твердотельных батарей, который, по их мнению, станет отраслевым стандартом. Johnson Energy Storage уже делает первые продажи, и Джонсон уверен, что долгие годы труда окупятся: «Это изменит правила игры».

Джонсону потребовалось более двух десятилетий, чтобы разработать твердотельную батарею. Тем не менее он считает, что его упорство окупится. Фото: Johnson Energy Storage

Зачем нужно так долго заниматься одним проектом? У Джонсона нет недостатка в других идеях. Он также работает над технологией опреснения для борьбы с нехваткой пресной воды и намекает на планы по созданию генератора энергии из возобновляемых источников для удаленных датчиков. Оба проекта являются примерами инженерии грубой силы. Джонсон десятилетиями занимался такими большими проблемами, как JTEC и твердотельные батареи, потому что он верит в них — не ради прибыли, которую можно получить, а из-за их потенциала принести пользу планете и людям.

«Переход на возобновляемые источники энергии, по моему мнению, представляет собой одну из величайших задач, стоящих перед человечеством, и я работаю над двумя технологиями, которые, как я считаю, помогут внести вклад в их решение», — так сказал Джонсон о своих энергетических изобретениях в выступлении на TEDx в 2014 году.

Качество 5: Лидерство

«Он мог бы добавить богатства к славе, но, не заботясь ни о том, ни о другом, он нашел счастье и честь в том, чтобы быть полезным миру». — Эпитафия на надгробии Джорджа Вашингтона Карвера, похороненного в 1943 году в Университете Таскиги.

Будучи начинающим изобретателем, Джонсон вдохновлялся некоторыми из великих: Томасом Эдисоном, Леонардо да Винчи, Джорджем Вашингтоном Карвером. Когда его спросили, кто, по его мнению, является современным образцом для подражания для будущего поколения инженеров, он упомянул Илона Маска, хотя тут же вежливо намекнул на свое несогласие с ценностями и приоритетами генерального директора Tesla.

Более правильный ответ — это сам Джонсон, но он, конечно, не мог так ответить. Как и Маск, он занимается сложными энергетическими проектами, чтобы помочь человечеству избежать климатической катастрофы. В отличие от Маска, чьи начинания все больше затмеваются эго, Джонсон всегда ставит инженерию на первое место. Когда он выступает перед публикой или дает интервью, он делает это не ради влияния и славы. Он рассматривает это как важный шаг в передаче эстафеты.

«Долгое время я был доволен тем, что просто делал свое дело», — говорит он. Несмотря на дискомфорт от публичных выступлений, он проводил их часто, и на то была веская причина. «Нам нужно, чтобы наша молодежь была мотивирована. Нам нужно вдохновлять людей следовать за своими мечтами. И в этом смысле я стал образцом для подражания, и я чувствую себя ответственным за это».

Он сделал больше, чем говорил. В 2005 году Джонсон помог запустить программу робототехники для необеспеченной молодежи в Атланте, разместив ее в здании своей компании в центре города. Программа была хитом год за годом. В 2017 году она стала официальной некоммерческой организацией под названием Johnson STEM Activity Center, которая обучает тысячи молодых изобретателей робототехнике, кодированию, виртуальной реальности и многому другому.

Группа студентов в Johnson STEM Activity Center в Атланте, штат Джорджия. Фото: Johnson STEM Activity Center

Джонсон также научился быть эффективным лидером в своих собственных компаниях.

Хотя он ценит независимость мышления, он понимает, что решение самых сложных проблем требует совместной работы.

«У меня есть проекты, которые я никогда не смогу выполнить в одиночку. Поэтому я думаю, что одна из моих сильных сторон на данный момент — это способность делегировать полномочия. Мое представление об успехе как изобретателя заключается в том, чтобы увидеть, как идея обретает собственную жизнь и становится тем, чем она может быть», — говорит Джонсон.

Представление об инженере изменилось за десятилетия впечатляющей карьеры Джонсона и продолжает меняться. С одной стороны, Джонсон впечатлен результатами развития искусственного интеллекта, считая, что его влияние на человечество может быть феноменальным. Но он говорит, что даже без ИИ инженерия достигла «более высокого уровня сложности» благодаря развитию инженерных инструментов для проектирования и моделирования.

Однако некоторые аспекты инженерии остались прежними. Лучшие инженеры имеют несколько общих черт, независимо от того, используют ли они карандаш и логарифмическую линейку или суперкомпьютер с искусственным интеллектом. Они должны быть любопытны к окружающему миру и тому, как он работает. Они должны мыслить независимо, доверять своим знаниям и позволять реальности оценивать их работу. Они должны иметь амбиции, чтобы браться за сложные проблемы, и упорство, чтобы их решать. Наконец, и, возможно, самое главное — они должны брать на себя ответственность за свои изобретения и свою огромную роль в руководстве будущим.

Коротко говоря, чтобы быть лучшим инженером, старайтесь быть больше похожими на Лонни Джонсона. И, идя своей дорогой, не забывайте уделять время тому, чтобы немного развлечься.

Фото: BBC