路風:運-10下馬丟掉的是技術能力賴以發展的開發平台
【編者按:任何業外人士一旦開始瞭解中國航空工業的歷史,就會發現1970年上馬、1980年試飛成功而又於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,分析其成敗的前因後果可以為中國航空工業以及其他工業部門的未來發展提供鏡鑑。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發展的三大歷史教訓,本文是第1期。
本系列文章節選自路風教授完成於2005年1月的《我國大型飛機發展戰略研究報告》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)。
文/觀察者網專欄作者 路風】
一、 運-10是中國第一個大型民用飛機的產品開發平台
丟掉運-10的教訓是什麼?
中國航空工業歷史上的一塊傷疤是運-10。關於運-10,過去有許多恩恩怨怨,現在也有許多爭論。但是,幾乎所有的爭論都只是圍繞着產品的優缺點説來説去,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型飛機研製提出意見,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大系統還缺乏試驗數據,有些機載設備還存在問題,等等,繼續研製類似波音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型飛機停止研製”(姚峻,1998:405)。但從技術能力發展的角度看,這樣的解釋豈止是非常勉強,其實是不通的,就好像是説:一個剛開始學步的嬰兒,因為還沒有最後證明其今後是否能夠步履矯健,所以不許生存!

從技術能力發展的角度看,**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平台。**也就是説,運-10既是當時中國航空技術能力的體現,也是進一步提高技術能力的基礎。
為拋棄運-10辯解的人總説運-10是模仿波音707開發出來的機型,到80年代已經落後。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於它是否比波音727、737“落後”,而在於運-10下馬後中國至今都沒有逾越甚至能夠勉強達到的產品開發平台。
如果中國保留了這個平台,就可以在這個平台上不斷改進,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,使開發團隊的技術能力不斷增長。相反,放棄運-10平台的結果是中斷了中國民用航空工業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平台,代表了中國航空工業技術能力的一次飛躍。
在那之前,中國只自主設計製造過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,而後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是中國工業的產品開發平台,就是因為,即使是這樣的數量級跨越,運-10也沒有照抄,而是創造出來的。
工程創造不可能憑空而來,必須建立在經受過驗證的技術基礎上。因此,先行者的經驗可以而且應該為後進者所借鑑。但是,**利用前人經驗的最優方式不是照抄,而是根據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出現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,而是創造性地利用這些技術。
例如發動機的佈局,蘇聯圖-104採用的是翼根式,英國“三叉戟”採用的是尾吊式,而美國波音707採用的是翼吊式。通過技術分析,運-10的設計者首先否定了蘇式翼根式佈局,然後製作出1∶1全尺寸木質樣機對尾吊式和翼吊式兩種佈局進行風洞試驗,最後選擇了翼吊佈局。這個佈局後來成為世界的主流佈局。不僅歐洲和蘇聯/俄羅斯的飛機都改為翼吊式佈局,而且進入21世紀後新開發的飛機也仍然採用這種佈局。
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、英國和美國翼型都進行了風洞試驗,最後選擇了英國翼型,致使運-10的翼型在空氣動力性能上優於波音707。
最可貴的是,運-10的設計者本來都是在蘇聯技術體系下成長起來的,但他們在開發運-10的過程中卻一舉突破了傳統技術軌道的限制,使運-10成為中國第一種按英美適航條例(CAM4b和後來的FAR25部)設計的國產飛機[關於運-10的創新,參見程不時(2004:第十一章]。
通過開發運-10而獲得的技術能力上的飛躍仍然是建立在過去經驗基礎上的。例如,副總設計師程不時回憶説:“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。一般地説,當出現眾多矛盾時,如何保證優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,而新產品的開發又如何推動了新能力的生成。
運-10的開發會聚了當時中國航空工業的各路精英,代表了當時中國航空工業所積累起來的知識、經驗和技能。這種積累起來的技術能力是開發運-10的基礎;同時,通過開發運-10這樣一個需要在技術複雜程度上產生數量級躍升的產品,又導致中國航空工業技術能力實現了一次大規模膨脹。
運-10是我國第一款國產噴氣式幹線大飛機,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,採用新設計方法、新規範、新技術、新工藝、新材料,新成品附件的範圍和程度都是空前的。**例子不勝枚舉,這裏僅舉一例:在設計運-10的過程中,中國技術人員開發出138個計算機應用程序,使運-10不僅成為中國航空工業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使用計算機輔助設計的先驅產品。因此,運-10項目典型地説明了什麼叫作產品開發平台,以及為什麼這種平台對於技術能力的發展是不可或缺的。
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,因為它是中國曾經有過的唯一大型飛機開發平台。
運-10試飛成功後,同年11月28日英國路透社電訊評價説:“在得到這種高度複雜的技術後,再也不能把中國視為一個落後的國家了。”
擁有駕駛波音707飛行2000小時經驗的美國駐華使館武官參觀了飛機,他對中國設計師説:“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不是波音飛機的複製品,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説:“你們畢業了,我們只不過比你們早畢業幾年。”該公司一位副總裁在美國《航空週刊》撰文説:“運-10不是波音707的翻版,更確切地説,她是該國發展其設計製造運輸機能力十年之久的鍛鍊成果。”(程不時,2004:195196)
奇怪的是,説運-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。

運-10雄姿
三、 運-10下馬使得中國民用航空技術能力陷入萎縮狀態
扼殺了運-10,中國就喪失了民用客機的產品開發平台,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平台上持續改進和創新,技術能力隨着產品更新升級而不斷提高。於是,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出來的運-10因缺3000萬元的經費不得不下馬,而今天在討論上大飛機項目時,多數人的估計都是要花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平台,使其不斷改進。
**如果歷史是這樣走的,我們今天還用得着為缺乏可改為預警機和加油機的機型發愁嗎?**現在用這筆錢從頭幹,即使幹出來了,也無非是像運-10那樣一個原型機,也無非是重建一箇中國曾經擁有過的產品開發平台,但要至少再多花上10年。依此類推,中國的幹線客機再拖上10到20年以後上馬,那時的項目經費可能就要突破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展過程的代價!
能力萎縮的代價特別體現在運-10的發動機上。在運-10研製過程中,為了配套,上海一家工廠(上海航空發動機廠前身)在測繪美國普惠JT3D型渦輪風扇發動機的基礎上,最終製造成功用在運-10上的發動機。在運-10試飛期間,為安全起見,由運-10裝載波音707使用的普惠發動機,而把仿製的發動機裝在波音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動機問題時説,不用50年,但需要30年。説罷,他話鋒一轉説:“當年上海居然把普惠發動機給造出來了,真是太不容易了!”據他説,當年上海造出來鈦合金帶尖的渦扇葉片,30來年後的今天整個中國航空工業都是無法做到的。
但令人痛心疾首的是,上海造發動機的技術能力已經徹底消失(廠房和設備早已拆除,人員流散)。如果能夠在那款發動機的產品開發平台上不斷改進提高,我們今天還用得着再爭論中國造出發動機是要花30年還是50年嗎?
有人嘲笑那款發動機是仿製的,好像他們今天有本事能造出來似的。那我們看看仿製噴氣發動機的國際範例。
(渦輪)噴氣發動機是由英國和德國分別在第二次世界大戰前夕發明的,並在戰爭後期裝上飛機投入實戰。美國只是在1941年才與英國簽訂協定,仿製英國噴氣發動機。同年10月,英國把一台未裝配的發動機和一系列圖紙資料提供給美方指定的通用電氣公司,並派了一個技術小組協助美方仿製。即使有了這樣的幫助,美國通用電氣公司仿製的發動機及其改進型也是直到1944年初才趕上英國發動機的性能水平。
蘇聯在二戰前也開始研製噴氣發動機,但直到戰爭結束也沒有研製出來。二戰後,蘇聯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製出了噴氣發動機;1947年又通過貿易談判從英國購買了幾十台噴氣發動機並開始仿製。1949年,由克里莫夫設計局仿製的尼恩發動機投入批量生產,裝備在米格15戰鬥機上。瞭解一下噴氣發動機技術的擴散過程,某些中國人還有什麼可説的?
**關鍵不在於是否仿製,而在於是否進行技術學習。**當通用電氣仿製英國噴氣發動機時,美國政府讓威斯汀豪斯公司也研製噴氣發動機,但卻沒有告訴該公司關於通用電氣仿製的事,目的是希望該公司在沒有任何借鑑的條件下產生新思想。1940年,美國政府決定成立“飛機發動機研究試驗室”,1943年建成兩座地面試驗枱,1944年又建立高空模擬試驗枱。各種設計方案都在這裏進行基礎試驗,它對美國噴氣發動機從仿製到自主設計起到重要作用。
蘇聯人在仿製噴氣發動機的過程中,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動機工業基地,把俘虜的德國技術人員集中起來,命令他們提供技術知識、經驗和管理方法。由於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的結果,所以簡單複製已有的產品不容易理解原來設計的方法和原則。為此,蘇聯人甚至要求德國設計人員把產品重新從頭設計一遍,以幫助蘇聯人從復原過程中掌握技術訣竅。
同時,蘇聯堅持邊試邊仿的原則,不管是德國的還是英國的發動機,在仿製前總要由中央空氣流體動力學研究院和中央發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,蘇聯花了5年多的時間完成了從仿製到自主設計的過渡。
美國人仿製英國噴氣發動機時,有英國技術人員帶着圖紙和技術資料來手把手地教;蘇聯人仿製德國噴氣發動機時,則有德國俘虜復原設計過程來手把手地教。相比之下,上海當年只憑着自己對原產品的逆向工程就造出能夠使用的發動機,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的下馬標誌着中國大型客機開發平台的喪失,而事實也證明中國民用航空工業的技術能力由此而陷入萎縮狀態。單純從產品的優缺點角度來討論這個問題,只能是推脱責任的做法。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,為什麼要這樣自毀長城?問題就出在有人總是要反對自主設計和自主開發。

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