起於夢，終於夢 關於運-10的若干問題-張仲麟
2013年1月26日，中國的大飛機運-20首飛成功。看着那塗着黃色底漆的龐然大物騰空而起的時候，筆者心潮澎湃，打電話給一位敬重的老師，告知他這個好消息。老師退休前是上海某大學航空院系院長，他在電話那頭輕嘆一聲：“如果我們的運-10堅持下來，現在都商業運營好多年了吧……”
運-10，是一箇中國航空人和航空愛好者永遠繞不開的話題。
1970年8月，國家向上海飛機製造廠下達運-10研製任務，1972年審查通過飛機總體設計方案，1975年6月完成全部設計圖紙，1980年9月26日運-10首次試飛成功。1982年起，運-10研製基本停頓。1986年，財政部否決3000萬元人民幣研製費用預算，運-10飛機研製計劃徹底終止。從那以後，直到2013年運-20飛機首飛，中國自行研製的大飛機才終於又一次飛翔在祖國上空。
幾年前，還在上學的筆者曾懷着朝聖般的心情，探訪了停在上海商飛浦東基地的運-10 B0002號原型機。歷經30年的風雨，這架曾經塗裝鮮亮的大飛機已經油漆斑駁，然而它身前 “永不放棄”的雕塑卻讓每個走近它的人都為它的豪情所感染。
但當筆者仔細參觀過這架凝結傳奇和歷史的飛機後，雖然心情依然沉重，卻再不為這架飛機的命運感到遺憾：它凝結了太多上世紀70年代的烙印，註定是無法飛入現實的夢幻。
運10是第一種中國人自己的大飛機，其最初的開發目的是為了老一輩領導人“坐我們自己的飛機出訪”的夢想
已經油漆斑駁落滿灰塵的運-10繼續向人們訴説着時代的故事，“永不放棄”是中國航空人的誓言
模糊定位帶來的困惑
運-10最早是作為國家領導人出訪的行政專機而研發的，因此在設計初期就強調了洲際飛行所需的大航程，奈何國內當時較低的設計能力和落後的技術水平，運-10不得不犧牲經濟性，通過降低載荷甚至減少載客來滿足航程8000公里的設計指標。結果運-10雖基本實現了航程指標，卻不得不付出載客大幅減少、平均油耗增加甚至維護性下降的代價。當然，作為政要專機，飛行成本大些、載客少些、養護麻煩些都不是問題。
為領袖出訪專門研製一種專機，這是70年代特殊政治背景下近乎荒謬的決策。80年代以後，這樣的環境不復存在，運-10不得不尋找投入民航運營這樣的新出路。只不過，設計時不顧使用成本的領袖專機，能適應強調經濟性的民航客機的要求嗎？
運-10下馬時是一種載客149座的遠程客機。但由於不可能獲得美國等主要國家的適航證，運-10將只能用於國內航線運行。中國民航執行的國內航線距離都不長，最長也只不過在3000公里左右。用設計航程達8000公里的運-10執行這樣的任務完全是浪費。
以筆者工作中接觸的美國波音737-300型飛機為例，它於1981年開始研製，1984年交付使用，基本與運-10試飛年代相近。該機載客141人，商業載荷（旅客重量+行李重量+貨郵重量）13噸，執行800公里的航班時耗油約3.3噸左右。平均每千公里每噸載荷耗油約為0.317噸。這樣的低耗油率才能保證航空公司的合理利潤，同時也帶來了今天相對廉價的航空票價。
根據運-10的試飛數據，商用載荷15噸，試飛航程3670公里時，飛行時間4小時49分，耗油約34噸。實際每千公里每噸載荷耗油約為0.62噸，其平均油耗幾乎為波音737-300的兩倍，這還只是用運-10最擅長的長程飛行來進行比較。若執行國內大量的800-1500公里航程的航線，其經濟性將進一步下滑。中國的航空公司是否能夠承受如此高昂的運營成本呢？中國的旅客是否願意“享受”比世界平均標準貴一倍的國內航線票價呢？
至於洲際飛行，且不去考慮運-10能否取得適航許可證的問題，作為20世紀80年代才初步研製出原型機的客機來説，其技術水準還沒有達到運營了20多年的波音707，不僅油耗更多，載客量還要減少，面對波音777、空客A330之類更大、更經濟的遠程客機的競爭，運-10就更不可能在任何航空公司的機型競標中勝出了，除非哪家航空公司完全不考慮從正常的航運業務中盈利。
更何況，運-10是一款四引擎客機，結構遠比波音737/空客A320這樣的雙引擎客機複雜，在日常維護勤務上也將帶來更多的麻煩。這將進一步惡化運-10本來就糟糕的經濟性。對民航來説，最重要的指標是安全性，其次便是維護性與經濟性。運-10在這三個方面無一勝出，其在民航市場上的競爭力也就可想而知了。
“創造條件也要上”造成的因陋就簡
如果説定位上的模糊不是當時的航空工業決策者自己所能決定的，那麼運-10的具體設計，讓瞭解其內情的航空人不得不為那個政治壓倒一切的年代流下時代的眼淚。
航空專業的人們考察一架飛機首先要考慮的肯定是飛機的操縱系統，因為它決定了飛行員如何控制飛機。一般而言，20世紀50年代以後的大型飛機都使用液壓控制系統，通過液壓裝置來控制飛機的舵面，飛行員挪動操縱桿的距離決定了舵面姿態變化的幅度。而更先進的線傳操縱系統使用電動裝置驅動舵面，並且飛控電腦會自動過濾飛行員的不當操作，保證飛行平穩安全。
運-10尾翼特寫，可見舵面上的調整片，飛行員就是利用這個小小的調整片來控制這架巨大的飛機
然而出人意料的是，研製於20世紀70年代的“中國第一種大飛機”運-10，選擇了一個令人有些不可思議的操縱系統方案：軟式機械操縱為主的飛行操縱系統，調整片助動控制方式。簡單説就是飛行員的操縱桿通過鋼索連接飛機各處的舵面，並通過小調整片減輕飛行員操作負擔。軟式機械操縱系統的歷史與飛機的歷史一樣古老，70年代以後只有結構簡單的輕型飛機仍在使用。
如果簡單的將其應用在大飛機上，飛行員靠體力拉動面積巨大、因為氣動載荷變得沉重無比的控制面的時候是非常吃力的。不利於飛機操作，四十年代末航空大國開始採用普遍使用液壓輔助操控系統，使飛行員不需要用自己的一身蠻力來與飛機的操縱面相搏鬥。
然而在708工程時代（運-10的項目代號，意指1970年8月立項），中國液壓操控技術還遠未成熟，為了趕上進度要求，運-10採用了這種原始的飛控系統。在那個政治掛帥、沒有條件創造條件也要上的年代，運-10創造了一個尷尬的世界紀錄：世界上最大的無液壓助力系統鋼絲繩飛機。
但對於如此大的飛機，用鋼索直接控制舵面的結果就是，飛行員得有超人或綠巨人般的蠻力才可能操縱飛機。
上飛參考了二戰中部分大型螺旋槳飛機和一些早期噴氣客機上運用的一種控制方式，以鋼索操縱舵面調整片，調整片帶動操作面。這種控制方式可以免去液壓助力系統，允許飛行員以常人的力量控制這架比二戰中最大的B-29飛機大了一倍的飛機。
這種取巧的操控方式説白了就是用小舵面產生的氣動力來帶動更大的操縱面，是一種間接控制操縱面的操控方法。換而言之，直接聽飛行員招呼的只有鋼索連接的小舵面調整片，而真正影響飛機飛行姿態的大操縱面的控制是操縱調整片進行的，飛行員並不能直接操縱主要的大操縱舵面。
聽起來這種方式很巧妙也很完美，然而在現實中這種方式有很大的問題，曾經運用過這種方式的噴氣式飛機基本都屬曇花一現的“短命飛機”。使用這種控制系統的代表機型就是早期噴氣式客機“彗星”，這是一種和它的名字一樣在航空史上一劃而過的飛機。由於初始設計不合理，出現了空中解體的嚴重事故。雖然後期修改設計後提高了安全性卻再也沒有航空公司願意購買。
首先，對於飛行員來説，這套操控系統無法給予飛行員以杆力和位移的反饋，因為在不同氣動情況下，大操縱面受力情況也不同，小舵面施加相同的力在不同氣動情況下主舵面面的響應程度會不同。
結果就是，飛行員移動操縱桿同樣的距離，舵面做出的響應幅度在不同的速度、高度、氣流條件下會有所不同。而飛行員也無法通過操縱桿傳回的回饋力來判斷舵面實際的狀態。
這還不是全部，這樣的舵面無法在空氣動力的作用下恢復到原來的平衡位置。也就是説，放開操縱桿的話，舵面不會自動回到中立位置。
或許這對於沒有飛行經驗的讀者來説不會感覺到什麼，但對於飛行員來説就會知道其中的恐怖之處。尤其如果遇到空中險情，遭遇強烈氣流，需要穩定操縱面控制住飛機時，由於操縱面受力變化劇烈，而又是通過調整面來影響操縱面，想要把操縱面調整到需要的位置，那得有極其豐富的經驗和理論基礎才行。對於一般的飛行員來説，駕駛這樣的飛機遇到特情的結果很可能是機毀人亡的悲劇。
嶄新的老飛機 據傳，時任運十副總設計師的程不時在進京力保運-10項目時，拍着胸脯做出了再給15年，20億投資就能將運-10弄好的保證。然而在首飛時便已落後於世界潮流，給了15年時間讓運-10修成正果的話，也不過在2000年才能得到一款與仿製對象（1954年首飛1982年便已停產）的水平近似的四發窄體149座級遠程客機。屆時它將面臨的對手是波音737-800，A321，波音777，A330等諸多領先其一代甚至兩代的強勁的對手。
我們願意相信，運-10並沒有抄波音707設計，美國人也表示運-10是中國人獨立自主研發的一款大型客機。然而當一台客機長得像波音707，用的發動機和波音707很像時，很難否認，波音707是運-10的主要借鑑對象。
從708項目（運-10的代號）的歷史來看，其初期目標就是基於我國引進的波音707開發一款四發遠程首長出訪專機，研發初期無疑大量了參考波音707飛機。
雖然針對我國實際需求進行了改動，並發現了波音707中多項缺陷進行了改進，但其總體佈局、結構設計均未脱離波音707 的基本設計。
在運-10首飛後沒多久的1982年，美國波音公司生產交付了最後一架波音707。而此時空中客車劃時代的A300遠程寬體客機已經交付進入商業化飛行多年，波音公司的B767客機也已開始投入使用。而作為波音並不成功的客機範例：波音757也於1982年初首飛。
波音757雖然是一個頗為失敗的客機，其載客量也有200人，多於運-10的124座。更何況其駕駛艙已經開始使用CRT顯示器，並且它只用了兩台發動機就實現了設計要求，而不是運-10的四台。
可以説，運-10是一個還沒上天就已經在技術指標上落後的飛機。
這裏要首先插入一段發生在我國西南方向鄰國的故事，1973年，俄製薩姆6導彈在第四次中東戰爭的戰場上名噪一時，該國正在醖釀開發本國自制的第一種防空導彈；1982年，以色列空軍貝卡谷地摧毀了薩姆-6導彈陣地，該國立項以薩姆6為藍本開發國產防空導彈，命名為天空導彈；步入了21世紀，到了2005年，天空導彈終於裝備了部隊。而此時第四次中東戰爭已經過去了三十多年。
這個故事的開頭和運-10的故事頗為相似，不過結局就全然不同了，“民主”制度無法斷然止損，給了他們一種剛服役就落後三十年的裝備。
運-10座艙，可見飛行員猶如置身“鐘錶鋪”
今天仍在使用的波音757飛機駕駛艙，該機1981年首飛，與運-10算是“同齡人”。圖中的這架757已經服役十餘年
20億的運-10，對於80年代的中國意味着什麼
運-10所處的時代，中國國內工業水平較弱，國家財政緊張，同時又有無數個項目需要往裏面投錢。當時受中國落後的工業基礎限制，運-10全機14個大系統共435項成品和附件中有305項需要重新研製。
而且運-10的首飛與試飛是在採用來自我國購買的波音707使用的JT3D發動機，更有多項部件是使用國外進口成品。而若要將這些配套部件完全用國內新開發產品所替代，那將是個遠比運-10項目更加浩大的工程。
與708項目同時期提出的701項目（衞星項目），728項目（核電站），718項目 （遠洋測量船）都是經過了系統的論證，在有目的、有需要、有用户和有步驟的前提下這些項目才獲得了最後的成功。
這些項目最後也證明了對國民經濟發展的巨大作用。以政要專機為目的運-10又能給國民經濟發展帶來什麼呢？
作為民航客機商業化飛行，運-10是完全不合格的。專為領袖出訪用途單獨研發一款新機型，就更不必説是嚴重的浪費了。這樣的決策也只有70年代文革中的中國可以做出。
何況八十年代那麼多項目，有很多關係到今天的國防建設與民生，例如著名的殲-10戰鬥機就是1986年立項，時至今日修成正果，在釣魚島上空捍衞着中國的主權。與今日空軍的主力戰鬥機殲-10比起來，區區一台領導人專機顯得是那麼的無足輕重。
或許今天聽起來二十億並不多，花個二十億搞定運十也不算什麼。那麼對八十年代的中國來説這二十億代表着什麼呢？
上海一年地方財政留用金額的70%，甚至達到廣東省86年上繳中央財政總額的300%。
對於當時的中國來説，花如此巨大的成本，得到的卻是一架只具有政治象徵意義的“大飛機”。如果放到當下的社會，會得到什麼樣的評價呢？
糾正項目目標設定的錯誤，需要多大代價？
在大型項目研製的過程中，初始項目目標的設定某種程度上可以説是一門藝術，它必須考慮項目可以達到的高度、考慮工業系統在項目研製期間提供配套的能力、考慮後續升級發展……這些需要綜合考慮的東西往往相互矛盾。總設計師確定項目目標的能力往往是需要多年的經驗。印度、韓國等國家的大型項目研製中往往因為項目目標設定不合理而導致項目或者延宕多年無法完成，或者完成後獲得一個嶄新的舊裝備。
而中國的70年代，也有大量類似的項目存在，例如055驅逐艦方案，這是一艘在不到4000噸的船體上獲得數萬噸的戰艦的火力的設計，再例如殲-13方案，要求在80年代用殲-8的技術造出一架與美國F-16類似的戰鬥機，還有載重能力和航程令今日的美國C-17都自愧不如的運-9……
為滿足洲際飛行需要，運-10座艙裏有專門的導航員，導航員面板上有大量的儀器設備
A320同一位置沒有導航設備，因為自動化導航設備已經整合到駕駛員面前的面板上，駕駛艙內一般只正副兩名飛行員
這些項目並非“大躍進”時代完全盲目提出的方案，它們都實實在在進行過前期項目研究，但其面對的基本問題就是項目目標設定過高，與當時中國實際的工業設計製造技術能力完全脱節。運-10也不例外，不過它的問題是性能指標要求設定不清晰，有的要求過低不能滿足使用要求，有的又過高，在配套項目一時無法完成的情況下嚴重拖延項目進程。
這樣一個從一出生就先天不足的項目，後續要付出多大的代價來讓它“起死回生”呢？
我們看看中國近二十年來的航空工業和技術發展歷程，我們放下運-10的結構材料等方面的問題不説，只談前面提到的動力裝置和操縱裝置。
正如我們前面提到的，運-10的操縱系統繼續使用原始設計的鋼索操縱+調整片助力是不可想象的。中國擁有成熟的大飛機液壓操縱系統是從運-8和轟-6在80年代中期進入實用階段開始的，運-10比這兩種飛機都要更巨大，樂觀估計其液壓控制系統大概需要5-6年時間，再加上試飛，要2000年前後才能進入實用狀態。
接着是動力系統，運十原始設計使用國外發動機，以80-90年代中國的實際情況來看，從國外大量採購發動機是不太現實的。國產渦扇發動機從渦扇-6開始一直都難以進入實用狀態，和運-10研製同一時間引進的英國“斯貝”發動機是為當時的殲轟-7飛機做配套的，然而這台發動機的仿製工作一直不順利，直到2008年“秦嶺”發動機才能穩定運用。以此為參考，運-10的動力問題要解決，我們也樂觀的估計一下，用10年時間解決。加上試飛，基本和液壓系統的問題解決的時間差不多。應該説程不時副總設計師當年所説的15年，20億所言不虛。
如果上述分析成真，我們在21世紀終於擁有了一架與1954年首飛的波音707狀態接近的運-10。這個過程無疑會佔用大量的發展主力作戰飛機的人力物力，而最後得到的飛機處於一個非常尷尬的地位，民航不願用，做首長專機或者軍用又要用多年時間來提高其可靠性、可用性。甚至我們可以想象，在運-20試飛的時候，運-10還在發展，這將是何等令人難堪的局面！
夢想照進現實
運-10的研製對於中國航空工業也並非毫無意義。中國在研製運-20，C919等新世紀的大飛機的時候，吸取了當年運-10研製中的經驗和教訓，從一開始就要求它們運用最新技術，向世界最先進的運輸機和客機看齊。
運-20採用了類似C-17的寬體設計、高置T型平尾、線傳操縱、超臨界翼型等最先進運輸機的技術，而C919則更加國際化，採用與波音、空客相同的全球招標採購零部件的模式，避免研製完成即落後的問題。而且在工程節點時間和研製進度方面，由於我國航空工業的長足進步，新世紀大飛機的配套項目可以及時到位並且能夠得到很好的保障。
可以説，直到今天，我們的大飛機才是水到渠成。
運-10項目，是在我國綜合國力、工業水平都達不到研製大飛機的時代，在特殊的時代背景下發展出來的一個拔苗助長的項目，試圖利用一個大飛機研製項目拉動所有相關的產業工業水平的提高，和當時許多項目一樣都屬於無源之水、無本之木。
幸而我們的國家有着令行禁止的執行力和壯士斷腕及時止損的決心，才沒有讓它如同我們西南鄰國的許多項目，譬如“阿瓊”坦克之類一樣延宕幾十年，無法拿出成品，也無法及時“砍”掉。
而今，在我們的運-20、C919項目進入試飛和試製階段，中國大飛機終於飛入現實的時候，回顧運-10的迷夢，恍如隔世。