中國急需建立一個類似蘇聯“中央空氣動力學研究院”的機構!_風聞
西方朔-2021-10-28 08:26
西方視點:
為了讓更多人瞭解這個問題的緊迫性,我重新編輯和轉發了觀察者網友“無敵小片刀”的這篇文章,並且更換了題目,希望編輯 能夠允許。先謝謝了!
華為任正非曾經疾呼加強基礎研究,而沒有這樣一個研究院,正是中國航空基礎研究缺少的鐵證!
急功近利,而不是從基礎抓起,就是中國航空步履蹣跚、進三步退兩步的根本原因!
無敵小片刀2020-03-04 20:30
近來,在中美戰略對抗的大背景下,美國國會發起針對中國航空工業的發動機禁運禁售動議。雖然事情隨後出現了轉機,但是國人無不心驚。
然而環顧國內,能夠滿足C919需求的民用大涵道比渦扇發動機卻是毫無蹤影!
作為軍迷,中國航空工業的心臟病是老生常談了。其實,中國航空工業的軟肋不止發動機一項,資深軍迷説起飛機項目,説的最多的就是“這個材料我們造不出來”,近幾年,隨着投入的增大,其實航空領域的材料缺失問題已經得到了相當程度的緩解。而關於材料特性的問題卻困擾着項目的開展。
舉些例子:
1,前幾年國內某主機設計所大膽在艦載機的機翼主承力結構上採用了複合材料。由於不掌握材料特性,不得不用鈦合金打補丁,結果造成時間節點2年以上的延誤,為了趕時間定型,項目總指揮不得不連續奮戰,最終犧牲在了工作崗位上…,
2,在國內某大型民用客機研發設計中,其團隊也是大膽在飛機的中央翼盒,機翼翼梁,後機身,尾翼等部件上採用複合材料。國內相關企業沒訂單購買國外的碳纖維這個先不説;滿懷希望設計製造的部件在鐵鳥台上直接趴窩,不得不從頭來過,採用傳統金屬材料設計,生產也不得不交給國內的老大哥,一來一去,直接導致首飛延遲兩年。然而實際上首飛延誤了3年不止!
如果説前邊的兩年是因為設計上的不足導致的,後邊的一年的是 生產上的不足導致的。後機身和尾翼由於不是主承力部件。對設計的考驗不是那麼嚴苛,而最終的產品也出現了在鐵鳥台趴窩的事情。
出來擦屁股的是航空系統外的航天老大哥和曾經在航天工業材料系統工作的老專家創辦的企業。不僅是材料特性,在發動機的燃燒室設計上(關鍵技術是掌握燃效,這需要對燃燒的物理化學過程做充分的研究),在壓氣機的設計上(關鍵在壓氣機的壓比,需要氣動彈性力學和材料特性的精確掌握,還有無數實驗和靈機一動),中國航空工業都有着巨大的缺口。
提起這些傷心事,常常讓人扼腕長嘆,唏噓不已。而在我看來,這其中的關鍵之一,就是中國的航空產業的機構設置的缺失!
據某個稱為教父的人物的説法,創業就是定戰略,搭班子,帶隊伍這幾部。若説拿中國航空工業的初創當做是創業,那麼中國航空的搭班子就出了很大的問題!
都知道,中國的航空工業是抗美援朝後,蘇聯還人情給的156個工業項目中的一部分。事後來看,很多人都説,世界上把一個幾乎完整的工業體系從一國轉移到另一國,是空前的,也很有可能是絕後的。無疑,這156個項目讓中國在短時間內具備了一個幾近完備的工業體系。但是凡事都有例外,我前邊也説了,是幾乎完整,而並不是真的完整的工業體系,在各個工業領域都是殘缺不全的。在航空工業領域更是如此!
有一個故事是老虎向貓拜師學藝,學到最後,貓還留着上樹一招防止老虎吃它,當然也有人説老虎會上樹,但是肯定不會和貓一樣靈活是肯定的,狸貓經常在樹上守株待兔捉鳥吃,而老虎更多在地面捕食也是常識。
若以此相比,蘇聯留的那一手上樹絕技是什麼那?熟悉航空的軍迷都知道中國的航空工業採取的是一廠一所的模式。一個整機生產廠和一個設計所搭班子。這無論是發動機606和黎明的例子還是611設計所和沈飛(112廠)的搭檔。這種設置在早期進口測繪仿製的過程中取得了巨大的成功,以至於在後來的工業劃分中,把航空工業規劃到和汽車化工一類的普通工業門類,而不算是高科技工業項目……
然而如果對比蘇聯的機構設置,你會發現,在蘇聯著名的航空城茹科夫斯基設置的絕大多數機構卻是在中國找不到對應的機構的。簡單的説就是,我們只有一廠一所,而蘇聯的機構卻是一廠一所加一院!!!研究院的院!不是設計院的院。
蘇聯的航空也是從仿製出發的,而蘇聯能在隨後的歲月建立起獨立自主的強大航空產業是和一廠一所一院的佈局分不開的。我們都知道蘇聯的圖160轟戰機是在洞悉了美國的B1B可變後掠翼轟戰機轟戰機後研發的。有人説是蘇聯通過間諜偷取了美國的資料,仿製出了B1B。可是B1B的最大速度不過1.2馬赫,而圖160的最大速度超過2馬赫。
我們也仿製不少機型,很多是設計資料成噸的運回設計所研究的,也沒有聽説那個型號是仿製的產品在同一時期性能大幅度領先能的。無論是發動機還是整機,都是在經過千難萬苦後獲得了差不多的性能。至於後期性能的提升純粹是因為時代變化,採用不同的技術,在同一時期,從來沒有過靠仿製出現反超的例子!
那為什麼模蘇聯能出現圖160這樣的奇蹟?前邊説過,中蘇之間的差別就在於我們沒有研究院的機構設置。以俄羅斯迄今為止僅存的碩果,中央空氣動力學研究院,為例,他們設置了彈性力學,材料特性,航空材料,應用物理等諸多專業。而且擁有全系統最多最強的風洞和理化實驗室羣。
而在中國呢,像彈性力學之類的問題只在北航一類的院校有所設計,由於沒有什麼項目支撐,很難展開深入的研究。材料特性呢,有心的研究所,比如611,就在殲7殲十梟龍殲20上,從機頭到腹鰭到進氣口到鴨翼到尾翼,從次要部件到承力構件,到次承力構件,未來會到主承力構件,這樣循序漸進。而拍腦門的設計所就會無視材料特性,甚至不考慮剛度,單單從強度入手,結果自然是頭破血流。
即便是611這樣的優等生,迄今為止也沒有在主承力結構上採用複合材料,而最近幾乎淪為軍迷笑柄的俄羅斯缺在民用飛機上在中央翼盒和翼樑上採用複合材料設計,並且輕鬆通過了強度台的考研。
與中國動輒百億的項目經費相比,今天的俄羅斯航空工業可謂捉襟見肘。比如説軍迷常常調侃蘇57的就是不敢看彈倉。其實就是因為沒錢去做相關的設計。當初傲慢的想拉中國,中國不上車;後來忽悠印度半天,印度半路跳車,可就是這個蘇57,她前緣可動小翼的設計仍舊是獨樹一幟!
資深的軍迷還知道,三代機不能超音速巡航的原因是因為配平阻力太大。在超音速狀態下,飛機的氣動中心會後移,導致飛機出現低頭,要尾翼上仰平衡解決,這樣一來,上仰的尾翼就成了巨大的減速板,巨大的配平阻力成了超音速巡航的攔路虎。美國的做法是通過發動機適量來配平,當然這會損失部分推力,本來克服音障就需要巨大的推力,為了配平,還需要一個分量損失,就對發動機的推重比提出了嚴苛的考研。而俄羅斯通過一個小翼的偏轉來影響主翼的渦場,進而推遲甚至改變氣動中心後移的狀況,使得蘇57即使發動機推重比不足的狀態下也能實現超音速巡航。
這其中自然離不開中央空氣動力學研究院的貢獻。而從氣動發麪看,即使我們的風洞幾乎媲美世界上主要的國家,而我們還是出現設計所坐漲飛機上看紅毛線的段子。即便是對雅翼研究最充分的611,一種和主機翼耦合偏轉對主機翼流場的影響要想摸頭也不是輕而易舉的事情,而這是俄羅斯已經實現的成果。

研究院缺失造成的後果事實上一直在深刻影響中國航空工業的發展。比如一直以來,中國航空採取的是以項目為中心的策略,一個項目立項,相應的發動機,航電,材料,才有資金投入。一旦沒有項目,什麼材料研發,什麼發動機試驗,通通熄火。這造成的結果就是項目立項了,材料沒有,發動機沒有,於是調低標準,用老發動機,服役好幾年甚至十幾年了,材料湊合了,發動機出來了,在B型號,C型號,才實現當初的目標性能,典型的就是最近採用太行發動機的殲十了。
中國缺乏獨立大型的研究院至今已經半個多世紀了,就是從改革開放後軍工項目大規模上馬的99年到今天也已經20年了,為什麼狀況一直如此呢?是沒人看得到這個缺陷?我當然有自知之明,實際上,雖然航空工業是一個相對封閉的工業環境,行業內的有識之士也是能看到這一點的,然而行業內的利益相關使得很多人三緘其口。其次,由於中國航空是從國家一窮二白的經濟中勒緊褲腰帶生出來的錢建設的。多塊好省自然成了初創者們的不二選擇。而世紀之初的軍工項目大爆發也是為了追趕世界的腳步,根本來不及詳細規劃產業格局。而今天在C919再次被發動機卡脖子的時刻,中國航空機構的缺陷再一次凸顯出來!
行文至此,有些朋友已經看出端倪,不就是缺錢嗎?給他錢,讓他幹!!!問題是這個他到底是誰???比如中國的發動機是航發的單位在設計,在製造,但是材料卻不是航空系統的單位,最大的供貨商對外稱鋼研高納,不知道的還以為一個野雞公司呢,其實 他是冶金自動化研究院和鋼鐵研究總院合併成的一架央企。儘管有各種民企在各種渠道吹噓自己的材料如何如何,發動機的主要材料供應商還是中國鋼研。
可以説中國的發動機還能顫顫巍峨走到今天,也全靠這些央企給力。不過正如前文所説,即便製造出材料,不掌握材料特性,你也設計不出來優秀的產品,而掌握材料特性沒有彈性力學的積累。沒有各種基礎方案的驗證,讓設計所去設計,也只能是盲人騎瞎馬。既然依靠外力不靠譜,那就給研究所一部分錢,自己設立一個研究室?且不説眾多的設計所,你給誰不給誰?即便單獨給一家,他兼顧研究和設計也不會兩開花,也會造成管理上的混亂

,還要看到,中國當今的航空機構已經從曾經的中國航空工業總公司一家劃分成了航空工業,中國航發,中國商飛3家!其中航空工業技術積累最豐富,中國商飛最為稚嫩,中國航發呢,只有606所有太行發動機從仿製核心機到實際使用的經驗,624有一些實驗設施。而中國商飛則是一個臨時搭班子湊起來的團隊。
在説到那個傳説中的長江1000,是從624的核心機起步,整機實驗搞不定轉給606,606一看,要重新設計!這樣一來而去的,小涵道比的渦扇15在五年內能成熟就不錯了,而5年後,一次為核心機的發動機研製大涵道比發動機的團隊呢?是一個由地方政府和中國商飛還有中國航發合資的團隊,此前他們沒有任何團隊項目的磨練,可以想象這個長江1000的交付時間會拖延到什麼時候是任何人都不敢確認的,沒有最晚,只有更晚!!!
綜上,中國的航空工業缺乏綜合性的研究院久已。設立刻不容緩。而今天,這樣的機構有不是一家説了算了。架空的設想一下,以中國航發的核心零部件供貨單位聯合中國鋼研加入航空工業的航材院併入624的設備還有商飛的北京研究院,從北航,西工大,南航調入一部分人才支持,或許能夠把架構搭建起來。如果能在高空台(現在的高空台已經不能滿足未來的研發需求了)和高超風洞(懷柔的風洞JF12,JF21是中科院的)給投點錢,那就更好了。當然這佈局需要的或許至少是國務院副總理級別的調停。在這個各自忙項目的時刻。每個人都是老大,誰能説動誰呢?不過是些痴人説夢罷了……
而中國要想領先世界航空,靠跟蹤仿製是不可能的,殲20的總是説從必然世界走向自由世界。這自由世界的規矩就是研究院定的,自由不是布朗嗎。而沒有研究院的機構設置,即便個別優秀的單位走入自由世界,而別的單位要嗎循規蹈矩,要嗎布朗運動!航空的未來仍舊是在項目等發動機,發動機等材料,材料研發沒錢,發動機被下馬的困境中龜速前進。而俄羅斯固然沒錢了,可是美國的NASA缺錢只是暫時的,一旦人家資金充足,到時候説什麼趕超就是痴人説夢了…………