路風(fēng) · 2019-10-13 · 來源:觀察者網(wǎng)
運(yùn)-10的下馬標(biāo)志著中國(guó)大型客機(jī)開發(fā)平臺(tái)的喪失,而事實(shí)也證明中國(guó)民用航空工業(yè)的技術(shù)能力由此而陷入萎縮狀態(tài)。單純從產(chǎn)品的優(yōu)缺點(diǎn)角度來討論這個(gè)問題,只能是推脫責(zé)任的做法。拋棄運(yùn)-10是自毀長(zhǎng)城的行為,是一個(gè)永遠(yuǎn)不能忘卻的歷史教訓(xùn)。
原編者按:
任何業(yè)外人士一旦開始了解中國(guó)航空工業(yè)的歷史,就會(huì)發(fā)現(xiàn)1970年上馬、1980年試飛成功而又于1985年被迫下馬的運(yùn)-10項(xiàng)目是一個(gè)繞不過去的歷史事件。運(yùn)-10是堪比“兩彈一星”的國(guó)家重大項(xiàng)目,分析其成敗的前因后果可以為中國(guó)航空工業(yè)以及其他工業(yè)部門的未來發(fā)展提供鏡鑒。本系列文章共3期,以運(yùn)-10項(xiàng)目為線索,分析和概括出中國(guó)民用航空工業(yè)發(fā)展的三大歷史教訓(xùn),本文是第1期。
本系列文章節(jié)選自路風(fēng)教授完成于2005年1月的《我國(guó)大型飛機(jī)發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告》的第2部分,該報(bào)告收入路風(fēng)教授最近再版的《走向自主創(chuàng)新:尋求中國(guó)力量的源泉》一書(中國(guó)人民大學(xué)出版社2019年7月出版)。
一、 運(yùn)-10是中國(guó)第一個(gè)大型民用飛機(jī)的產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)
丟掉運(yùn)-10的教訓(xùn)是什么?
中國(guó)航空工業(yè)歷史上的一塊傷疤是運(yùn)-10。關(guān)于運(yùn)-10,過去有許多恩恩怨怨,現(xiàn)在也有許多爭(zhēng)論。但是,幾乎所有的爭(zhēng)論都只是圍繞著產(chǎn)品的優(yōu)缺點(diǎn)說來說去,卻掩蓋了更為重要的技術(shù)能力問題。
例如,對(duì)運(yùn)-10的下馬的一種官方解釋是:“1981年初,民航總局對(duì)運(yùn)-10型飛機(jī)研制提出意見,認(rèn)為該機(jī)還有不少重大技術(shù)問題有待解決,其中如影響安全和經(jīng)濟(jì)性能的全機(jī)疲勞試驗(yàn)尚未進(jìn)行,飛機(jī)性能還要通過大量試飛才能驗(yàn)收,機(jī)上4大系統(tǒng)還缺乏試驗(yàn)數(shù)據(jù),有些機(jī)載設(shè)備還存在問題,等等,繼續(xù)研制類似波音707型水平的飛機(jī)是否可取,需要斟酌。因此,1985年2月國(guó)家決定運(yùn)-10型飛機(jī)停止研制”(姚峻,1998:405)。但從技術(shù)能力發(fā)展的角度看,這樣的解釋豈止是非常勉強(qiáng),其實(shí)是不通的,就好像是說:一個(gè)剛開始學(xué)步的嬰兒,因?yàn)檫沒有最后證明其今后是否能夠步履矯健,所以不許生存!
從技術(shù)能力發(fā)展的角度看,運(yùn)-10不僅是一個(gè)機(jī)型(產(chǎn)品),而且是中國(guó)第一個(gè)大型民用飛機(jī)的產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)。也就是說,運(yùn)-10既是當(dāng)時(shí)中國(guó)航空技術(shù)能力的體現(xiàn),也是進(jìn)一步提高技術(shù)能力的基礎(chǔ)。
為拋棄運(yùn)-10辯解的人總說運(yùn)-10是模仿波音707開發(fā)出來的機(jī)型,到80年代已經(jīng)落后。事實(shí)上,運(yùn)-10不是波音707。即使運(yùn)-10就是波音707,那問題的關(guān)鍵也不在于它是否比波音727、737“落后”,而在于運(yùn)-10下馬后中國(guó)至今都沒有逾越甚至能夠勉強(qiáng)達(dá)到的產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)。
如果中國(guó)保留了這個(gè)平臺(tái),就可以在這個(gè)平臺(tái)上不斷改進(jìn),其結(jié)果必然是:一方面,使產(chǎn)品的技術(shù)水平不斷提高;另一方面,使開發(fā)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)能力不斷增長(zhǎng)。相反,放棄運(yùn)-10平臺(tái)的結(jié)果是中斷了中國(guó)民用航空工業(yè)進(jìn)行技術(shù)學(xué)習(xí)的過程。
二、運(yùn)-10沒有照抄,而是在過去積累的技術(shù)能力基礎(chǔ)上創(chuàng)造出來的
運(yùn)-10是傾全國(guó)之力而一舉建立起來的大型客機(jī)開發(fā)平臺(tái),代表了中國(guó)航空工業(yè)技術(shù)能力的一次飛躍。
在那之前,中國(guó)只自主設(shè)計(jì)制造過10噸級(jí)的飛機(jī),而運(yùn)-10是百噸級(jí)的飛機(jī)。與10噸級(jí)的飛機(jī)相比,運(yùn)-10平尾的面積就達(dá)到其機(jī)翼面積的5倍;前者的機(jī)翼上一般有4片輔助翼面,而后者機(jī)翼上的輔助翼面卻需要多達(dá)50片。以前中國(guó)自主設(shè)計(jì)的飛機(jī)上的整體油箱載油量只有40公斤,還獲了獎(jiǎng);而運(yùn)-10的整體油箱卻可裝載50多噸燃油。之所以稱運(yùn)-10是中國(guó)工業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái),就是因?yàn),即使是這樣的數(shù)量級(jí)跨越,運(yùn)-10也沒有照抄,而是創(chuàng)造出來的。
工程創(chuàng)造不可能憑空而來,必須建立在經(jīng)受過驗(yàn)證的技術(shù)基礎(chǔ)上。因此,先行者的經(jīng)驗(yàn)可以而且應(yīng)該為后進(jìn)者所借鑒。但是,利用前人經(jīng)驗(yàn)的最優(yōu)方式不是照抄,而是根據(jù)自己的產(chǎn)品概念進(jìn)行綜合。運(yùn)-10項(xiàng)目上馬時(shí),大型噴氣式客機(jī)已經(jīng)出現(xiàn)15年了,當(dāng)時(shí)所有的相關(guān)技術(shù)都落入運(yùn)-10設(shè)計(jì)者的視野,但他們沒有照抄,而是創(chuàng)造性地利用這些技術(shù)。
例如發(fā)動(dòng)機(jī)的布局,蘇聯(lián)圖-104采用的是翼根式,英國(guó)“三叉戟”采用的是尾吊式,而美國(guó)波音707采用的是翼吊式。通過技術(shù)分析,運(yùn)-10的設(shè)計(jì)者首先否定了蘇式翼根式布局,然后制作出1∶1全尺寸木質(zhì)樣機(jī)對(duì)尾吊式和翼吊式兩種布局進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn),最后選擇了翼吊布局。這個(gè)布局后來成為世界的主流布局。不僅歐洲和蘇聯(lián)/俄羅斯的飛機(jī)都改為翼吊式布局,而且進(jìn)入21世紀(jì)后新開發(fā)的飛機(jī)也仍然采用這種布局。
又如,飛機(jī)最重要的空氣動(dòng)力部件——機(jī)翼,運(yùn)-10設(shè)計(jì)者對(duì)當(dāng)時(shí)所能得到的蘇聯(lián)、英國(guó)和美國(guó)翼型都進(jìn)行了風(fēng)洞試驗(yàn),最后選擇了英國(guó)翼型,致使運(yùn)-10的翼型在空氣動(dòng)力性能上優(yōu)于波音707。
最可貴的是,運(yùn)-10的設(shè)計(jì)者本來都是在蘇聯(lián)技術(shù)體系下成長(zhǎng)起來的,但他們?cè)陂_發(fā)運(yùn)-10的過程中卻一舉突破了傳統(tǒng)技術(shù)軌道的限制,使運(yùn)-10成為中國(guó)第一種按英美適航條例(CAM4b和后來的FAR25部)設(shè)計(jì)的國(guó)產(chǎn)飛機(jī)[關(guān)于運(yùn)-10的創(chuàng)新,參見程不時(shí)(2004:第十一章]。
通過開發(fā)運(yùn)-10而獲得的技術(shù)能力上的飛躍仍然是建立在過去經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上的。例如,副總設(shè)計(jì)師程不時(shí)回憶說:“雖然運(yùn)-10飛機(jī)比我以前設(shè)計(jì)的飛機(jī)大了許多,但仍然有許多相通的東西。一般地說,當(dāng)出現(xiàn)眾多矛盾時(shí),如何保證優(yōu)先級(jí)的問題重點(diǎn)得到解決的思維方法,對(duì)小飛機(jī)和大飛機(jī)都是類似的。我在過去一些機(jī)型設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)和思考方法,為在運(yùn)-10的設(shè)計(jì)中處理問題帶來了很大的方便。我自己同時(shí)在運(yùn)-10設(shè)計(jì)中一面學(xué)習(xí),一面運(yùn)用自己的所學(xué),使原有的知識(shí)得到前所未有的擴(kuò)大和充實(shí)。”(程不時(shí),2004:180181)設(shè)計(jì)師的這段話非常生動(dòng)地解釋了過去積累的能力如何幫助了新產(chǎn)品的開發(fā),而新產(chǎn)品的開發(fā)又如何推動(dòng)了新能力的生成。
運(yùn)-10的開發(fā)會(huì)聚了當(dāng)時(shí)中國(guó)航空工業(yè)的各路精英,代表了當(dāng)時(shí)中國(guó)航空工業(yè)所積累起來的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和技能。這種積累起來的技術(shù)能力是開發(fā)運(yùn)-10的基礎(chǔ);同時(shí),通過開發(fā)運(yùn)-10這樣一個(gè)需要在技術(shù)復(fù)雜程度上產(chǎn)生數(shù)量級(jí)躍升的產(chǎn)品,又導(dǎo)致中國(guó)航空工業(yè)技術(shù)能力實(shí)現(xiàn)了一次大規(guī)模膨脹。
運(yùn)-10是我國(guó)第一款國(guó)產(chǎn)噴氣式干線大飛機(jī),它的最大起飛重量達(dá)110噸、最遠(yuǎn)航程達(dá)8300公里、最大時(shí)速達(dá)974公里、實(shí)用升限高達(dá)12000米,是截至成文時(shí)為止我國(guó)起飛重量最大、飛得最遠(yuǎn)、飛得最快、飛得最高的國(guó)產(chǎn)客/運(yùn)輸機(jī)。
在運(yùn)-10項(xiàng)目上,采用新設(shè)計(jì)方法、新規(guī)范、新技術(shù)、新工藝、新材料,新成品附件的范圍和程度都是空前的。例子不勝枚舉,這里僅舉一例:在設(shè)計(jì)運(yùn)-10的過程中,中國(guó)技術(shù)人員開發(fā)出138個(gè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序,使運(yùn)-10不僅成為中國(guó)航空工業(yè)大面積使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的第一款機(jī)型,而且也成為整個(gè)中國(guó)工業(yè)使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的先驅(qū)產(chǎn)品。因此,運(yùn)-10項(xiàng)目典型地說明了什么叫作產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái),以及為什么這種平臺(tái)對(duì)于技術(shù)能力的發(fā)展是不可或缺的。
毋庸諱言,運(yùn)-10的主要設(shè)計(jì)任務(wù)是設(shè)計(jì)給國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人乘坐的專機(jī),8000多公里的航程是按照北京到地拉那(中國(guó)當(dāng)時(shí)最遠(yuǎn)的盟國(guó)阿爾巴尼亞的首都)的距離確定的。但即使因此而帶有任何“缺點(diǎn)”,那也絕不應(yīng)該是拋棄運(yùn)-10的理由,因?yàn)樗侵袊?guó)曾經(jīng)有過的唯一大型飛機(jī)開發(fā)平臺(tái)。
運(yùn)-10試飛成功后,同年11月28日英國(guó)路透社電訊評(píng)價(jià)說:“在得到這種高度復(fù)雜的技術(shù)后,再也不能把中國(guó)視為一個(gè)落后的國(guó)家了。”
擁有駕駛波音707飛行2000小時(shí)經(jīng)驗(yàn)的美國(guó)駐華使館武官參觀了飛機(jī),他對(duì)中國(guó)設(shè)計(jì)師說:“凡是熟悉波音飛機(jī)的人,站在運(yùn)-10飛機(jī)艙門前看一眼就可以明白,運(yùn)-10不是波音飛機(jī)的復(fù)制品,機(jī)翼構(gòu)型明顯是不同的!
當(dāng)時(shí),波音公司的總裁對(duì)中國(guó)設(shè)計(jì)人員說:“你們畢業(yè)了,我們只不過比你們?cè)绠厴I(yè)幾年!該公司一位副總裁在美國(guó)《航空周刊》撰文說:“運(yùn)-10不是波音707的翻版,更確切地說,她是該國(guó)發(fā)展其設(shè)計(jì)制造運(yùn)輸機(jī)能力十年之久的鍛煉成果!(程不時(shí),2004:195196)
奇怪的是,說運(yùn)-10抄襲波音707的人不是外國(guó)人,甚至不是波音公司的人,而是某些中國(guó)人。
三、 運(yùn)-10下馬使得中國(guó)民用航空技術(shù)能力陷入萎縮狀態(tài)
扼殺了運(yùn)-10,中國(guó)就喪失了民用客機(jī)的產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái),其結(jié)果就是中國(guó)民用航空技術(shù)能力的長(zhǎng)期停滯和倒退。但在同時(shí),波音和空客在各自的產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)上持續(xù)改進(jìn)和創(chuàng)新,技術(shù)能力隨著產(chǎn)品更新升級(jí)而不斷提高。于是,中國(guó)的技術(shù)能力與美國(guó)、歐洲的技術(shù)能力差距在過去20來年間呈現(xiàn)出剪刀差的趨勢(shì),越拉越大。
這種不斷拉大的差距實(shí)際上就是中國(guó)再進(jìn)入民機(jī)領(lǐng)域時(shí)所遇到的不斷抬高的門檻,它是可以用錢來衡量的:投資約5.4億元人民幣開發(fā)出來的運(yùn)-10因缺3000萬元的經(jīng)費(fèi)不得不下馬,而今天在討論上大飛機(jī)項(xiàng)目時(shí),多數(shù)人的估計(jì)都是要花300億元和10~15年的時(shí)間(即使考慮通貨膨脹率,差距也是驚人的)。如果運(yùn)-10不下馬,即使迄今為止1架也賣不掉,這筆錢也足以在過去20來年間保住運(yùn)-10平臺(tái),使其不斷改進(jìn)。
如果歷史是這樣走的,我們今天還用得著為缺乏可改為預(yù)警機(jī)和加油機(jī)的機(jī)型發(fā)愁嗎?現(xiàn)在用這筆錢從頭干,即使干出來了,也無非是像運(yùn)-10那樣一個(gè)原型機(jī),也無非是重建一個(gè)中國(guó)曾經(jīng)擁有過的產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái),但要至少再多花上10年。依此類推,中國(guó)的干線客機(jī)再拖上10到20年以后上馬,那時(shí)的項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)可能就要突破1000億元了。運(yùn)-10項(xiàng)目上馬時(shí),中國(guó)在航空工業(yè)技術(shù)上與國(guó)際先進(jìn)水平有15年的差距,今天再上大飛機(jī),則有50多年的差距——這就是中斷技術(shù)學(xué)習(xí)和能力發(fā)展過程的代價(jià)!
能力萎縮的代價(jià)特別體現(xiàn)在運(yùn)-10的發(fā)動(dòng)機(jī)上。在運(yùn)-10研制過程中,為了配套,上海一家工廠(上海航空發(fā)動(dòng)機(jī)廠前身)在測(cè)繪美國(guó)普惠JT3D型渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上,最終制造成功用在運(yùn)-10上的發(fā)動(dòng)機(jī)。在運(yùn)-10試飛期間,為安全起見,由運(yùn)-10裝載波音707使用的普惠發(fā)動(dòng)機(jī),而把仿制的發(fā)動(dòng)機(jī)裝在波音707上試飛,效果很好。
北京航空航天大學(xué)一位70多歲的航空發(fā)動(dòng)機(jī)專家在回答中國(guó)需要多長(zhǎng)時(shí)間才能生產(chǎn)出大飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)問題時(shí)說,不用50年,但需要30年。說罷,他話鋒一轉(zhuǎn)說:“當(dāng)年上海居然把普惠發(fā)動(dòng)機(jī)給造出來了,真是太不容易了!”據(jù)他說,當(dāng)年上海造出來鈦合金帶尖的渦扇葉片,30來年后的今天整個(gè)中國(guó)航空工業(yè)都是無法做到的。
但令人痛心疾首的是,上海造發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)能力已經(jīng)徹底消失(廠房和設(shè)備早已拆除,人員流散)。如果能夠在那款發(fā)動(dòng)機(jī)的產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)上不斷改進(jìn)提高,我們今天還用得著再爭(zhēng)論中國(guó)造出發(fā)動(dòng)機(jī)是要花30年還是50年嗎?
有人嘲笑那款發(fā)動(dòng)機(jī)是仿制的,好像他們今天有本事能造出來似的。那我們看看仿制噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的國(guó)際范例。
(渦輪)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)是由英國(guó)和德國(guó)分別在第二次世界大戰(zhàn)前夕發(fā)明的,并在戰(zhàn)爭(zhēng)后期裝上飛機(jī)投入實(shí)戰(zhàn)。美國(guó)只是在1941年才與英國(guó)簽訂協(xié)定,仿制英國(guó)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。同年10月,英國(guó)把一臺(tái)未裝配的發(fā)動(dòng)機(jī)和一系列圖紙資料提供給美方指定的通用電氣公司,并派了一個(gè)技術(shù)小組協(xié)助美方仿制。即使有了這樣的幫助,美國(guó)通用電氣公司仿制的發(fā)動(dòng)機(jī)及其改進(jìn)型也是直到1944年初才趕上英國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能水平。
蘇聯(lián)在二戰(zhàn)前也開始研制噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),但直到戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束也沒有研制出來。二戰(zhàn)后,蘇聯(lián)利用繳獲的德國(guó)資料和設(shè)備,在德國(guó)技術(shù)人員的幫助下很快仿制出了噴氣發(fā)動(dòng)機(jī);1947年又通過貿(mào)易談判從英國(guó)購(gòu)買了幾十臺(tái)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)并開始仿制。1949年,由克里莫夫設(shè)計(jì)局仿制的尼恩發(fā)動(dòng)機(jī)投入批量生產(chǎn),裝備在米格15戰(zhàn)斗機(jī)上。了解一下噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的擴(kuò)散過程,某些中國(guó)人還有什么可說的?
關(guān)鍵不在于是否仿制,而在于是否進(jìn)行技術(shù)學(xué)習(xí)。當(dāng)通用電氣仿制英國(guó)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),美國(guó)政府讓威斯汀豪斯公司也研制噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),但卻沒有告訴該公司關(guān)于通用電氣仿制的事,目的是希望該公司在沒有任何借鑒的條件下產(chǎn)生新思想。1940年,美國(guó)政府決定成立“飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)研究試驗(yàn)室”,1943年建成兩座地面試驗(yàn)臺(tái),1944年又建立高空模擬試驗(yàn)臺(tái)。各種設(shè)計(jì)方案都在這里進(jìn)行基礎(chǔ)試驗(yàn),它對(duì)美國(guó)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)從仿制到自主設(shè)計(jì)起到重要作用。
蘇聯(lián)人在仿制噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的過程中,下功夫?qū)W習(xí)外國(guó)技術(shù)。他們把德國(guó)工廠連人帶設(shè)備搬到烏拉爾和古比雪夫等發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)基地,把俘虜?shù)牡聡?guó)技術(shù)人員集中起來,命令他們提供技術(shù)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和管理方法。由于定了型的產(chǎn)品往往是設(shè)計(jì)中對(duì)各種技術(shù)制約因素進(jìn)行妥協(xié)的結(jié)果,所以簡(jiǎn)單復(fù)制已有的產(chǎn)品不容易理解原來設(shè)計(jì)的方法和原則。為此,蘇聯(lián)人甚至要求德國(guó)設(shè)計(jì)人員把產(chǎn)品重新從頭設(shè)計(jì)一遍,以幫助蘇聯(lián)人從復(fù)原過程中掌握技術(shù)訣竅。
同時(shí),蘇聯(lián)堅(jiān)持邊試邊仿的原則,不管是德國(guó)的還是英國(guó)的發(fā)動(dòng)機(jī),在仿制前總要由中央空氣流體動(dòng)力學(xué)研究院和中央發(fā)動(dòng)機(jī)研究院以及各設(shè)計(jì)局進(jìn)行大量的試驗(yàn)研究,力求學(xué)到更多的知識(shí)。通過這種高強(qiáng)度的技術(shù)學(xué)習(xí),蘇聯(lián)花了5年多的時(shí)間完成了從仿制到自主設(shè)計(jì)的過渡。
美國(guó)人仿制英國(guó)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),有英國(guó)技術(shù)人員帶著圖紙和技術(shù)資料來手把手地教;蘇聯(lián)人仿制德國(guó)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),則有德國(guó)俘虜復(fù)原設(shè)計(jì)過程來手把手地教。相比之下,上海當(dāng)年只憑著自己對(duì)原產(chǎn)品的逆向工程就造出能夠使用的發(fā)動(dòng)機(jī),其中的技術(shù)學(xué)習(xí)能少嗎?
通過上述分析可以清楚地看出,運(yùn)-10的下馬標(biāo)志著中國(guó)大型客機(jī)開發(fā)平臺(tái)的喪失,而事實(shí)也證明中國(guó)民用航空工業(yè)的技術(shù)能力由此而陷入萎縮狀態(tài)。單純從產(chǎn)品的優(yōu)缺點(diǎn)角度來討論這個(gè)問題,只能是推脫責(zé)任的做法。拋棄運(yùn)-10是自毀長(zhǎng)城的行為,是一個(gè)永遠(yuǎn)不能忘卻的歷史教訓(xùn)。但是,為什么要這樣自毀長(zhǎng)城?問題就出在有人總是要反對(duì)自主設(shè)計(jì)和自主開發(fā)。
《走向自主創(chuàng)新:尋求中國(guó)力量的源泉》,路風(fēng)著,中國(guó)人民大學(xué)出版社