路風 · 2019-10-13 · 來源:觀察者網(wǎng)
運-10的下馬標志著中國大型客機開發(fā)平臺的喪失,而事實也證明中國民用航空工業(yè)的技術能力由此而陷入萎縮狀態(tài)。單純從產品的優(yōu)缺點角度來討論這個問題,只能是推脫責任的做法。拋棄運-10是自毀長城的行為,是一個永遠不能忘卻的歷史教訓。
原編者按:
任何業(yè)外人士一旦開始了解中國航空工業(yè)的歷史,就會發(fā)現(xiàn)1970年上馬、1980年試飛成功而又于1985年被迫下馬的運-10項目是一個繞不過去的歷史事件。運-10是堪比“兩彈一星”的國家重大項目,分析其成敗的前因后果可以為中國航空工業(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-10項目為線索,分析和概括出中國民用航空工業(yè)發(fā)展的三大歷史教訓,本文是第1期。
本系列文章節(jié)選自路風教授完成于2005年1月的《我國大型飛機發(fā)展戰(zhàn)略研究報告》的第2部分,該報告收入路風教授最近再版的《走向自主創(chuàng)新:尋求中國力量的源泉》一書(中國人民大學出版社2019年7月出版)。
一、 運-10是中國第一個大型民用飛機的產品開發(fā)平臺
丟掉運-10的教訓是什么?
中國航空工業(yè)歷史上的一塊傷疤是運-10。關于運-10,過去有許多恩恩怨怨,現(xiàn)在也有許多爭論。但是,幾乎所有的爭論都只是圍繞著產品的優(yōu)缺點說來說去,卻掩蓋了更為重要的技術能力問題。
例如,對運-10的下馬的一種官方解釋是:“1981年初,民航總局對運-10型飛機研制提出意見,認為該機還有不少重大技術問題有待解決,其中如影響安全和經(jīng)濟性能的全機疲勞試驗尚未進行,飛機性能還要通過大量試飛才能驗收,機上4大系統(tǒng)還缺乏試驗數(shù)據(jù),有些機載設備還存在問題,等等,繼續(xù)研制類似波音707型水平的飛機是否可取,需要斟酌。因此,1985年2月國家決定運-10型飛機停止研制”(姚峻,1998:405)。但從技術能力發(fā)展的角度看,這樣的解釋豈止是非常勉強,其實是不通的,就好像是說:一個剛開始學步的嬰兒,因為還沒有最后證明其今后是否能夠步履矯健,所以不許生存!
從技術能力發(fā)展的角度看,運-10不僅是一個機型(產品),而且是中國第一個大型民用飛機的產品開發(fā)平臺。也就是說,運-10既是當時中國航空技術能力的體現(xiàn),也是進一步提高技術能力的基礎。
為拋棄運-10辯解的人總說運-10是模仿波音707開發(fā)出來的機型,到80年代已經(jīng)落后。事實上,運-10不是波音707。即使運-10就是波音707,那問題的關鍵也不在于它是否比波音727、737“落后”,而在于運-10下馬后中國至今都沒有逾越甚至能夠勉強達到的產品開發(fā)平臺。
如果中國保留了這個平臺,就可以在這個平臺上不斷改進,其結果必然是:一方面,使產品的技術水平不斷提高;另一方面,使開發(fā)團隊的技術能力不斷增長。相反,放棄運-10平臺的結果是中斷了中國民用航空工業(yè)進行技術學習的過程。
二、運-10沒有照抄,而是在過去積累的技術能力基礎上創(chuàng)造出來的
運-10是傾全國之力而一舉建立起來的大型客機開發(fā)平臺,代表了中國航空工業(yè)技術能力的一次飛躍。
在那之前,中國只自主設計制造過10噸級的飛機,而運-10是百噸級的飛機。與10噸級的飛機相比,運-10平尾的面積就達到其機翼面積的5倍;前者的機翼上一般有4片輔助翼面,而后者機翼上的輔助翼面卻需要多達50片。以前中國自主設計的飛機上的整體油箱載油量只有40公斤,還獲了獎;而運-10的整體油箱卻可裝載50多噸燃油。之所以稱運-10是中國工業(yè)的產品開發(fā)平臺,就是因為,即使是這樣的數(shù)量級跨越,運-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)受過驗證的技術基礎上。因此,先行者的經(jīng)驗可以而且應該為后進者所借鑒。但是,利用前人經(jīng)驗的最優(yōu)方式不是照抄,而是根據(jù)自己的產品概念進行綜合。運-10項目上馬時,大型噴氣式客機已經(jīng)出現(xiàn)15年了,當時所有的相關技術都落入運-10設計者的視野,但他們沒有照抄,而是創(chuàng)造性地利用這些技術。
例如發(fā)動機的布局,蘇聯(lián)圖-104采用的是翼根式,英國“三叉戟”采用的是尾吊式,而美國波音707采用的是翼吊式。通過技術分析,運-10的設計者首先否定了蘇式翼根式布局,然后制作出1∶1全尺寸木質樣機對尾吊式和翼吊式兩種布局進行風洞試驗,最后選擇了翼吊布局。這個布局后來成為世界的主流布局。不僅歐洲和蘇聯(lián)/俄羅斯的飛機都改為翼吊式布局,而且進入21世紀后新開發(fā)的飛機也仍然采用這種布局。
又如,飛機最重要的空氣動力部件——機翼,運-10設計者對當時所能得到的蘇聯(lián)、英國和美國翼型都進行了風洞試驗,最后選擇了英國翼型,致使運-10的翼型在空氣動力性能上優(yōu)于波音707。
最可貴的是,運-10的設計者本來都是在蘇聯(lián)技術體系下成長起來的,但他們在開發(fā)運-10的過程中卻一舉突破了傳統(tǒng)技術軌道的限制,使運-10成為中國第一種按英美適航條例(CAM4b和后來的FAR25部)設計的國產飛機[關于運-10的創(chuàng)新,參見程不時(2004:第十一章]。
通過開發(fā)運-10而獲得的技術能力上的飛躍仍然是建立在過去經(jīng)驗基礎上的。例如,副總設計師程不時回憶說:“雖然運-10飛機比我以前設計的飛機大了許多,但仍然有許多相通的東西。一般地說,當出現(xiàn)眾多矛盾時,如何保證優(yōu)先級的問題重點得到解決的思維方法,對小飛機和大飛機都是類似的。我在過去一些機型設計中的經(jīng)驗和思考方法,為在運-10的設計中處理問題帶來了很大的方便。我自己同時在運-10設計中一面學習,一面運用自己的所學,使原有的知識得到前所未有的擴大和充實!(程不時,2004:180181)設計師的這段話非常生動地解釋了過去積累的能力如何幫助了新產品的開發(fā),而新產品的開發(fā)又如何推動了新能力的生成。
運-10的開發(fā)會聚了當時中國航空工業(yè)的各路精英,代表了當時中國航空工業(yè)所積累起來的知識、經(jīng)驗和技能。這種積累起來的技術能力是開發(fā)運-10的基礎;同時,通過開發(fā)運-10這樣一個需要在技術復雜程度上產生數(shù)量級躍升的產品,又導致中國航空工業(yè)技術能力實現(xiàn)了一次大規(guī)模膨脹。
運-10是我國第一款國產噴氣式干線大飛機,它的最大起飛重量達110噸、最遠航程達8300公里、最大時速達974公里、實用升限高達12000米,是截至成文時為止我國起飛重量最大、飛得最遠、飛得最快、飛得最高的國產客/運輸機。
在運-10項目上,采用新設計方法、新規(guī)范、新技術、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:在設計運-10的過程中,中國技術人員開發(fā)出138個計算機應用程序,使運-10不僅成為中國航空工業(yè)大面積使用計算機輔助設計的第一款機型,而且也成為整個中國工業(yè)使用計算機輔助設計的先驅產品。因此,運-10項目典型地說明了什么叫作產品開發(fā)平臺,以及為什么這種平臺對于技術能力的發(fā)展是不可或缺的。
毋庸諱言,運-10的主要設計任務是設計給國家領導人乘坐的專機,8000多公里的航程是按照北京到地拉那(中國當時最遠的盟國阿爾巴尼亞的首都)的距離確定的。但即使因此而帶有任何“缺點”,那也絕不應該是拋棄運-10的理由,因為它是中國曾經(jīng)有過的唯一大型飛機開發(fā)平臺。
運-10試飛成功后,同年11月28日英國路透社電訊評價說:“在得到這種高度復雜的技術后,再也不能把中國視為一個落后的國家了!
擁有駕駛波音707飛行2000小時經(jīng)驗的美國駐華使館武官參觀了飛機,他對中國設計師說:“凡是熟悉波音飛機的人,站在運-10飛機艙門前看一眼就可以明白,運-10不是波音飛機的復制品,機翼構型明顯是不同的。”
當時,波音公司的總裁對中國設計人員說:“你們畢業(yè)了,我們只不過比你們早畢業(yè)幾年。”該公司一位副總裁在美國《航空周刊》撰文說:“運-10不是波音707的翻版,更確切地說,她是該國發(fā)展其設計制造運輸機能力十年之久的鍛煉成果!(程不時,2004:195196)
奇怪的是,說運-10抄襲波音707的人不是外國人,甚至不是波音公司的人,而是某些中國人。
三、 運-10下馬使得中國民用航空技術能力陷入萎縮狀態(tài)
扼殺了運-10,中國就喪失了民用客機的產品開發(fā)平臺,其結果就是中國民用航空技術能力的長期停滯和倒退。但在同時,波音和空客在各自的產品開發(fā)平臺上持續(xù)改進和創(chuàng)新,技術能力隨著產品更新升級而不斷提高。于是,中國的技術能力與美國、歐洲的技術能力差距在過去20來年間呈現(xiàn)出剪刀差的趨勢,越拉越大。
這種不斷拉大的差距實際上就是中國再進入民機領域時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-10因缺3000萬元的經(jīng)費不得不下馬,而今天在討論上大飛機項目時,多數(shù)人的估計都是要花300億元和10~15年的時間(即使考慮通貨膨脹率,差距也是驚人的)。如果運-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-10平臺,使其不斷改進。
如果歷史是這樣走的,我們今天還用得著為缺乏可改為預警機和加油機的機型發(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-10那樣一個原型機,也無非是重建一個中國曾經(jīng)擁有過的產品開發(fā)平臺,但要至少再多花上10年。依此類推,中國的干線客機再拖上10到20年以后上馬,那時的項目經(jīng)費可能就要突破1000億元了。運-10項目上馬時,中國在航空工業(yè)技術上與國際先進水平有15年的差距,今天再上大飛機,則有50多年的差距——這就是中斷技術學習和能力發(fā)展過程的代價!
能力萎縮的代價特別體現(xiàn)在運-10的發(fā)動機上。在運-10研制過程中,為了配套,上海一家工廠(上海航空發(fā)動機廠前身)在測繪美國普惠JT3D型渦輪風扇發(fā)動機的基礎上,最終制造成功用在運-10上的發(fā)動機。在運-10試飛期間,為安全起見,由運-10裝載波音707使用的普惠發(fā)動機,而把仿制的發(fā)動機裝在波音707上試飛,效果很好。
北京航空航天大學一位70多歲的航空發(fā)動機專家在回答中國需要多長時間才能生產出大飛機的發(fā)動機問題時說,不用50年,但需要30年。說罷,他話鋒一轉說:“當年上海居然把普惠發(fā)動機給造出來了,真是太不容易了!”據(jù)他說,當年上海造出來鈦合金帶尖的渦扇葉片,30來年后的今天整個中國航空工業(yè)都是無法做到的。
但令人痛心疾首的是,上海造發(fā)動機的技術能力已經(jīng)徹底消失(廠房和設備早已拆除,人員流散)。如果能夠在那款發(fā)動機的產品開發(fā)平臺上不斷改進提高,我們今天還用得著再爭論中國造出發(fā)動機是要花30年還是50年嗎?
有人嘲笑那款發(fā)動機是仿制的,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)動機的國際范例。
(渦輪)噴氣發(fā)動機是由英國和德國分別在第二次世界大戰(zhàn)前夕發(fā)明的,并在戰(zhàn)爭后期裝上飛機投入實戰(zhàn)。美國只是在1941年才與英國簽訂協(xié)定,仿制英國噴氣發(fā)動機。同年10月,英國把一臺未裝配的發(fā)動機和一系列圖紙資料提供給美方指定的通用電氣公司,并派了一個技術小組協(xié)助美方仿制。即使有了這樣的幫助,美國通用電氣公司仿制的發(fā)動機及其改進型也是直到1944年初才趕上英國發(fā)動機的性能水平。
蘇聯(lián)在二戰(zhàn)前也開始研制噴氣發(fā)動機,但直到戰(zhàn)爭結束也沒有研制出來。二戰(zhàn)后,蘇聯(lián)利用繳獲的德國資料和設備,在德國技術人員的幫助下很快仿制出了噴氣發(fā)動機;1947年又通過貿易談判從英國購買了幾十臺噴氣發(fā)動機并開始仿制。1949年,由克里莫夫設計局仿制的尼恩發(fā)動機投入批量生產,裝備在米格15戰(zhàn)斗機上。了解一下噴氣發(fā)動機技術的擴散過程,某些中國人還有什么可說的?
關鍵不在于是否仿制,而在于是否進行技術學習。當通用電氣仿制英國噴氣發(fā)動機時,美國政府讓威斯汀豪斯公司也研制噴氣發(fā)動機,但卻沒有告訴該公司關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生新思想。1940年,美國政府決定成立“飛機發(fā)動機研究試驗室”,1943年建成兩座地面試驗臺,1944年又建立高空模擬試驗臺。各種設計方案都在這里進行基礎試驗,它對美國噴氣發(fā)動機從仿制到自主設計起到重要作用。
蘇聯(lián)人在仿制噴氣發(fā)動機的過程中,下功夫學習外國技術。他們把德國工廠連人帶設備搬到烏拉爾和古比雪夫等發(fā)動機工業(yè)基地,把俘虜?shù)牡聡夹g人員集中起來,命令他們提供技術知識、經(jīng)驗和管理方法。由于定了型的產品往往是設計中對各種技術制約因素進行妥協(xié)的結果,所以簡單復制已有的產品不容易理解原來設計的方法和原則。為此,蘇聯(lián)人甚至要求德國設計人員把產品重新從頭設計一遍,以幫助蘇聯(lián)人從復原過程中掌握技術訣竅。
同時,蘇聯(lián)堅持邊試邊仿的原則,不管是德國的還是英國的發(fā)動機,在仿制前總要由中央空氣流體動力學研究院和中央發(fā)動機研究院以及各設計局進行大量的試驗研究,力求學到更多的知識。通過這種高強度的技術學習,蘇聯(lián)花了5年多的時間完成了從仿制到自主設計的過渡。
美國人仿制英國噴氣發(fā)動機時,有英國技術人員帶著圖紙和技術資料來手把手地教;蘇聯(lián)人仿制德國噴氣發(fā)動機時,則有德國俘虜復原設計過程來手把手地教。相比之下,上海當年只憑著自己對原產品的逆向工程就造出能夠使用的發(fā)動機,其中的技術學習能少嗎?
通過上述分析可以清楚地看出,運-10的下馬標志著中國大型客機開發(fā)平臺的喪失,而事實也證明中國民用航空工業(yè)的技術能力由此而陷入萎縮狀態(tài)。單純從產品的優(yōu)缺點角度來討論這個問題,只能是推脫責任的做法。拋棄運-10是自毀長城的行為,是一個永遠不能忘卻的歷史教訓。但是,為什么要這樣自毀長城?問題就出在有人總是要反對自主設計和自主開發(fā)。
《走向自主創(chuàng)新:尋求中國力量的源泉》,路風著,中國人民大學出版社