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路风 | 中国发展大飞机的历史教训(二):分歧的根本点是依赖外国设计还是自主设计
发布时间:2019.08.10 来源:察网 浏览次数: 所属栏目: 历史回眸

路风 察网
摘 要

围绕大飞机项目的争论虽然纷繁复杂,但始终离不开一个根本点,就是自主设计和依赖外国设计的两条技术路线之争。因此,国家决策人面对诸多争论做出战略决定时,应该以对这两条路线的选择作为决策的标杆,因为这项选择会使对所有问题的决策都有了依据。至于应该做出哪项选择,历史经验已经给了一个教训:中国民用航空工业走了20来年的失败之路的根本原因是在自主开发上三心二意,甚至否定自主设计。

【人民大学出版社按:任何业外人士一旦开始了解中国航空工业的历史,就会发现1970年上马、1980年试飞成功而又于1985年被迫下马的运-10项目是一个绕不过去的历史事件。运-10是堪比“两弹一星”的国家重大项目,分析其成败的前因后果可以为中国航空工业以及其他工业部门的未来发展提供镜鉴。本系列文章共3期,以运-10项目为线索,分析和概括出中国民用航空工业发展的三大历史教训,本文是第2期。

本系列文章节选自路风教授完成于2005年1月的《我国大型飞机发展战略研究报告》的第2部分,该报告发表后,路风教授参加了国务院批准的大型飞机方案论证委员会。该报告收入路风教授最近再版的《走向自主创新:寻求中国力量的源泉》一书(中国人民大学出版社2019年7月出版)。该书记录了汽车、大飞机、柴油发动机、通信标准、VCD/DVD这五个工业在一个特定发展阶段走向自主创新的轨迹,以及围绕着这个转变所发生的政策辩论。作者以有关创新的国际主流理论为框架并以中国的实践为经验证据,有力论证了在全球化条件下,中国工业为什么一定要自主创新以及如何自主创新。书中的报告发表后曾在国内研究界、业界、广大读者中引发强烈反响,并对相关政策的制定产生相当大的影响。】

围绕着要不要上大飞机以及如何上的问题,决策的相关各方已经争论多年了。目前有关的争论主要体现在四个方面:(1)有关飞机大小的“干支之争”(先上支线飞机还是先上干线飞机);(2)有关发展大飞机平台的“军民之争”(先从军用运输机开始还是直接上客机);(3)有关生产选址的“东西之争”(项目放在上海还是陕西);(4)有关航空工业发展道路的“自主开发与合作合资之争”。

这些争论如此纷繁,难免使决策者有点雾里看花的感觉。其实,混乱产生于这样一种情况:许多人虽然声称是在讨论大飞机的发展战略,但其实是在讨论战术问题。因此,澄清思路的关键是区分清楚哪些是战术问题、哪些是战略问题。

从运-10下马到今天为止的20年间,中国民用航空工业发展的根本性战略问题究竟是什么?事实给予的答案其实很简单,就是要不要走自主设计的道路。从这个战略基点出发,对上述各种争论进行梳理分析,就会发现:主张先上支线飞机的主要理由是中国目前还干不了大飞机,所以应该先易后难;主张先上军用飞机的主要理由,除了怕民用挤了军用的想法外,更重要的是可以仿制俄罗斯的伊尔-76;主张把项目放在西安的主要理由是那里已经拥有军机平台,仍然是想走仿制俄式飞机的路。

因此,持续了20多年的有关中国民用航空工业发展之路的种种争论,在本质上无非是依赖外国设计还是依靠自主设计的两条路线之争

一、有关飞机大小的“干支之争”(先上支线飞机还是先上干线飞机)

自从运-10下马后,历次讨论上民用飞机项目时,航空工业部门都会出现一种强烈的主张,说开发民用飞机应该从支线飞机做起,再过渡到干线大飞机。这种主张在这次有关大飞机项目的讨论中仍然存在。

航空界没有人否认干线飞机是民机产业的主导产品,但一直有人主张把支线飞机当作发展民机产业的切入点。表面上的理由会让外行人觉得有点道理:中国现在做不了大型民用飞机,即中国既没有开发大型民用客机的能力,也没有国产飞机的市场。但当国家决定必须发展大飞机时,这些人就稍微退点儿步说:那就先做小飞机再学做大飞机,先做支线飞机再学做干线飞机。其实本质未变。

这种表面理由经不住一个事实的拷问:中国不是曾经开发出能够一飞冲天的运-10了吗?即使从开发大飞机的技术学习角度来说,从运-10平台开始学不是也比从支线飞机开始学要更容易、更快、更有效吗?讲到市场,如果在飞机还没有开发之前就断定自主开发的大型客机没有市场,只能说是心存恐惧,却没有证据说不会找到市场。因此,这种理由是站不住脚的。那真正的原因是什么?

其实,力主先上支线飞机的真正原因不是自主开发干线飞机要比自主开发支线飞机难多少,而是相较于可能会与国际寡头正面相撞的大飞机,支线飞机的合作合资项目更容易谈,更容易取得国际适航证,更容易购买外国技术,更容易使某些领导在任期内取得“政绩”。

由此可见,认为“大飞机当然比小飞机难”,我们技术差、资金少做不了大飞机等说法都是借口,真实的原因是:做支线飞机可以更容易回避自主开发、更容易依赖外国技术。上ARJ21项目时,有人已经认识到自主掌握产品开发平台的重要性,但仍然将其主要意义看作有利于全球采购、全球配套(ARJ21飞机的动力、环控、航电、液压、燃油、空调等20大系统基本上采用国外产品)。理解这一点有助于解答一个往往让人不解的困惑:上干线飞机并不影响同时上支线飞机,但为什么国家每次开始酝酿上大飞机时,立刻就有人把项目往支线飞机上拉呢?其中的奥妙就在这里。

评判“干支之争”的意义还要明确一个问题:即使掌握了开发小飞机的技术能力,也不就会轻易地发展出开发大飞机的技术能力,因为两者之间的技术性质有很大的不同。从理论上讲,大飞机不是小飞机的简单放大,因为许多空气动力现象和结构力学特性要受相似率的制约。

当然,支线飞机中有的属于小飞机,有的属于大飞机。但大飞机具有特定的设计问题,构成了特定的技术领域,因此,开发干线飞机的技术能力不会从开发支线飞机的能力自然延伸而来,而必须通过开发大飞机的过程发展起来。

二、有关技术路线的“军民之争”(先上军用运输机还是直接开发大型民用客机)

“先军后民”的观点主张,开发大飞机应该先从军用运输机开始,这样可以避免市场风险,然后再在军用运输机的平台上改型出民用客机。需要指出的是,目前“干支之争”的重要程度已经让位于“军民之争”。原因不是不想坚持支线飞机路线,而是这个主张在国家表明要上大飞机项目的时候已经难有可为。但“军民之争”不过是变换了形式,除了某些方面担心民用挤了军用之外,其实质与“干支之争”是一样的。

与“先支后干”一样,“先军后民”的理由也是似乎表面上有些道理,却掩盖了一个关键问题:现代航空工业的发展趋势是军用运输机和民用客机之间在技术上的差别越来越大。下面分析一下两者之间有什么差异。

其一,产品设计的技术性能要求不一样。军用运输机强调适应战场作战要求的短距起降,所以发动机剩余功率大;关心飞机速度但不关心耗油量,不太关注经济性和舒适性,一切都为了战争的需要。与此相反,民用客机强调舒适性、经济性,低噪音、低耗油等。这些不同的性能要求导致了布局的结构性差异。

例如,大型军用运输机(包括伊尔-76)的机身离地面较近,并且都是采用上单翼(即机翼布置在机身上方)。为什么?因为机身离地面近,有利于装卸货物和部队登机、离机;但因为军用运输机必须能够使用条件恶劣或简易的机场,所以如果不把机翼布置在机身较高的位置,机翼下的发动机就会过于接近地面,容易在飞机起落时因吸入沙石而受损。与之相反,民用飞机一般都采用下单翼,这样机翼不会遮挡旅客的视野,而且由于机翼的遮盖,可以降低传入机舱的发动机噪音。如此大的结构差异必然导致一个悖论:如果不改变军用运输机的总体布局,它就永远不会成为在民用航空市场上有竞争力的民用客机;但如果按这个目标改,那从军机平台上改型的难度和工作量不会比从头开发民用飞机更小。

伊尔-76

其二,就设计标准而言,客机的安全标准比军用运输机要严格得多。客机强调“安全寿命”和“破损安全”(在国内,运-10首次采用了这个概念设计飞机结构),现在又有了“损伤容限”标准,其设计的首要原则就是保障生命安全,并且为了实现经济性而必须在材料技术等很多方面妥协。与此相反,军用运输机为了战争需要而牺牲其他性能,在战时一般没有达到飞机寿命和自然破损极限就会被报废,所以没有“安全寿命”的概念。对于军用运输机而言,安全起落6万次(客机的设计标准)没有意义。此外,大型化是民用客机的发展趋势(出于经济性考虑),而军机不一定要无限制的大型化,400座级以上的大型化对于军机没有更实质的意义。

其三,两种产品的经营机制完全不同。第一,产品概念的形成机制不同。军用运输机的产品概念(设计任务)由其主要用户——军方提出或规定,不需要开发/生产企业自己去冥思苦想。但民用飞机的产品概念必须由开发/生产企业根据自己对市场的判断决定,所以面临的不确定性较大。

第二,赢利模式不一样。军品的研发和生产费用由国家全包,利润按实际成本加5%计算,按照计划生产而不用面对市场竞争。相反,民机必须面对市场竞争,研发和生产投资的风险极大。

第三,产品成功的衡量标准截然不同。军机需要解决的是有没有的问题,是产品问题;而民机需要解决的是能不能通过出售产品而自我持续的问题,是产业化的问题。因此,军机生产和民机生产对企业在竞争战略、管理行为、组织结构和价值取向方面的要求是完全不同的。

综上所述,由于军民两者之间的技术和经营差异及其不断扩大的趋势,“先军后民”的技术路线只能增加大飞机项目产业化的困难,而大飞机项目成功的最终标准恰恰就是实现产业化

具有讽刺意味的是,“先民后军”的技术路线反而比“先军后民”更有利于技术的军民分享。事实上,大型民用客机可以改装为预警机、指挥机、加油机等特种军用飞机(它们之间的布局差异不大),而军用运输机是不可能改装成在民用航空市场上具有竞争力的民用客机的。

KC-135为F-22空中加油

波音767加油机

以A-330客机为基础研制的A330空中加油机

运-10改装预警机方案(模型)

既然如此,那为什么还要争“先军后民”?其中的奥妙不在于技术,而在于部门利益。原因有二:

第一,“先军后民”的技术路线可以回避自主设计,因为中国航空工业已经购买了俄式军用运输机伊尔-76的平台,而且航空军工生产企业更熟悉苏联/俄罗斯的标准体系。但这是非常危险的。苏联第一款喷气客机是图-104,它是从中程轰炸机图-16(中国轰-6的原型)改型的(李成智等,2004:179),结果这种从军机改型的路线使苏联/俄罗斯的民用客机长期在国际市场上没有竞争力。

第二,“先军后民”可以保证航空工业传统管理体系的“一统江山”。这个体系一直以军工生产为主,从军用运输机开始上,大飞机项目自然就不会脱离现行的体制。但如果提到大型民用客机,就会唤起人们对运-10的记忆,而运-10是在航空工业管理体制之外开发出来的项目。因此,为了使大飞机项目的“肥水”只落在自留地里,就要千方百计让这个项目从军用运输机做起。

三、项目选址的“东西之争”

项目选址主要是指总设计单位与总装厂的选址。大飞机项目放在什么地方,关系到由谁来承担项目,同时关系到当地的经济利益,所以存在着复杂的争论,它们可以分为三个层次。

第一个层次之争发生在两个航空工业集团之间。无论是一、二集团下面的哪个厂所获得了大飞机项目的立项,都会坐上中国大型运输机的头把交椅。由于项目研制会给设计单位和生产单位带来经济效益,帮助它们提高技术水平,并带动当地经济和科技发展,所以各个单位及当地政府均全力以赴争取大飞机项目。中国航空工业有过研制或生产较大的客机/运输机经验的企业有上飞(上海)、西飞(西安)和陕飞(汉中),前两个属于一集团,后一个属于二集团。

第二个层次是陕西与上海之间的地区之争。一集团的西飞和二集团的陕飞都位于陕西省境内,所以只要大飞机项目放在本省,陕西省并不在乎项目属于哪个集团。上海则希望大飞机项目落在上海,以便有利于上海产业结构的升级,并实现其成为中国航空航天制造基地的梦想。

第三个层次之争是潜在的,但更具有颠覆性,即让大飞机项目突破两个航空集团的体制,在上海成立独立的企业或集团来实施。值得注意的是,如果国家采纳这个提议,大飞机项目就不会走“先军后民”的路线,而且由于在大飞机项目上走合资合作的道路不太可能,所以这个选择是最有可能走上自主设计之路的。

总之,围绕大飞机项目的争论虽然纷繁复杂,但始终离不开一个根本点,就是自主设计和依赖外国设计的两条技术路线之争。因此,国家决策人面对诸多争论做出战略决定时,应该以对这两条路线的选择作为决策的标杆,因为这项选择会使对所有问题的决策都有了依据。至于应该做出哪项选择,历史经验已经给了一个教训:中国民用航空工业走了20来年的失败之路的根本原因是在自主开发上三心二意,甚至否定自主设计。

【路风,北京大学政府管理学院教授。本文节选自《走向自主创新——寻求中国力量的源泉》,中国人民大学出版社出版,授权察网发布。】

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