商務周刊:中國大型飛機發展戰略研究報告(2) | ||||||||
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http://whmsebhyy.com 2005年03月21日 14:19 《商務周刊》雜志 | ||||||||
運10是傾全國之力而一舉建立起來的大型客機開發平臺,代表了中國航空工業技術能力的一次飛躍。在那之前,中國只自主設計制造過十噸級的飛機,而運10是百噸級的飛機。與十噸級的飛機相比,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要多達50片。
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成為后進者的借鑒。但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。例如發動機的布局,前蘇聯圖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,不僅歐洲和前蘇聯/俄羅斯的飛機也都改為翼吊布局,而且進入21世紀后新開發的飛機也仍然采用這種布局。又例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式、英式和美式翼型都進行了風洞試驗,最后選擇了英式翼型,致使運10的翼型在空氣動力性能上優于波音707。最可貴的是,運10的設計者本來都是在前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成為中國第一架按英美適航條例(CAM4b和后來的FAR25部)設計的國產飛機。 技術能力的獲得是組織性的和經驗性的,是從一個有關知識的使用和創造過程中生成的。開發運10而在技術能力上獲得的飛躍也是建立在過去經驗基礎上的。副總設計師程不時曾回憶說:“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,使原有的知識得到空前未有的擴大和充實。”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這樣一個在技術復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是我國第一架也是惟一一架國產噴氣式干線大飛機,它的起飛重量達110噸、最遠航程達8300千米、最大時速達974千米、實用升限高達12000米,是迄今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:設計運10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個機型,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項目典型地說明了什么叫做產品開發平臺以及為什么這種平臺對于技術能力的發展是不可或缺的。 毋庸諱言,運10的主要設計任務是給國家領導人乘坐的專機,8000多千米的航程是按照北京到地拉那的距離確定的。但即使因此而帶有任何“缺點”,那也絕不是應該拋棄運10的理由,因為她至今仍然是中國曾經有過的惟一大型飛機開發平臺。運10試飛成功后,同年11月28日英國路透社評價說:“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小時經驗的美國駐華使館武官參觀飛機后對中國設計師說:“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《航空航天周刊》撰文說:“運10不是波音707的翻版,更確切地說,她是該國發展設計制造運輸機能力的十年之久的鍛煉成果。”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,而是中國人。 正如前圖所示,扼殺了運10,中國就喪失了民用客機的產品開發平臺,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平臺上連續改進和創新,技術能力隨著產品更新升級而不斷提高(前圖中兩者的能力曲線呈不斷上升趨勢)。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300億和10-15年的時間。如果運10不下馬,即使迄今為止一架也賣不掉,這筆錢也足以在過去20年間保住運10平臺,使其不斷改進。依此類推,中國的干線客機如果再拖上10-20年以后上馬,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研制過程中,為了配套,上海一家工廠在模仿美國普惠JT3D型渦輪風扇發動機基礎上,最終制造成功用在運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,而把仿制的發動機裝在波音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最近在回答中國需要多長時間才能生產出大飛機的發動機時說,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動機造出來了,真是太不容易了。”據他說,當年上海造出來的鈦合金帶尖的渦扇葉片,30年后的今天,整個中國航空工業都無法做到,而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。 有人嘲笑那款發動機是仿制的,但這并不能降低那個成就的意義。事實上,噴氣式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,其他國家都是從仿制開始。美國1941年與英國簽訂仿制英國噴氣發動機的協定,同年10月,英國把一臺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,并派了一個技術小組協助美方仿制。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。前蘇聯在二戰前也開始研制噴氣發動機,但直到戰爭結束也沒有研制出來。戰后,前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制出了噴氣發動機,1947年又通過貿易談判從英國購買了幾十臺噴氣發動機并開始仿制。 關鍵不在于是否仿制,而在于是否進行了技術學習。美國人仿制英國噴氣發動機時,有英國技術人員帶著圖紙和技術資料來手把手地教;前蘇聯在仿制噴氣發動機的過程中,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,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,前蘇聯花了5年多的時間完成了從仿制到自主設計的過渡。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動機,其中的技術學習肯定只多不少。 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平臺的喪失,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? 教訓二:分歧的根本點是依賴外國設計還是自主設計 二十年來的根本性戰略問題是什么? 圍繞著要不要上大飛機以及如何上的問題,相關各方已經爭論多年了。各種爭論主要體現在四個方面:①有關飛機大小的“干、支之爭”(先上支線飛機還是先上干線飛機);②有關發展大飛機平臺的“軍、民之爭”(先從軍用運輸機開始還是直接上客機);③有關生產的選址之爭;④有關航空工業發展道路的“自主開發與合作合資之爭”。這些爭論如此紛繁,難免使業外人士有點霧里看花的感覺。其實,混亂產生于這樣一種情況,雖然許多人聲稱是在討論大飛機的發展戰略,但其實是在討論戰術問題。因此,澄清思路的關鍵是區分清楚哪些是戰術問題,哪些是戰略問題。 從運10下馬到今天為止的20年間,中國民用航空工業發展的根本性戰略問題,就是要不要走自主設計的道路。從這個戰略基點出發,對上述各種爭論進行梳理分析就會發現:主張先上支線飛機的主要理由是中國目前還干不了大飛機,所以應該先易后難;主張先上軍用飛機的主要理由,是可以仿制已經購買的俄羅斯軍用運輸機。 回顧歷史,運10的下馬標志著自主創新的發展道路遭到否定,中國民用航空工業從此走上一條把希望寄托在依賴外國技術上的道路。運10剛剛試飛成功,原三機部(航空部)就有了替代運10的合資計劃。1981年2月三機部向中央財經小組上報《關于運10飛機進展情況和下一步安排的請示》,提出替代運10的方案是引進美制DC9-80飛機,但因民航總局不要DC9-80而未能立項。以后又由上飛從1985年開始執行與美國麥道公司合作組裝25架麥道82飛機的項目。麥道82是中國第一個整機合作項目,截止1994年先后共交付35架給航空公司使用,其中5架返銷美國環球航空。 當時仍然有人主張運10的平臺不應該被拋棄,提議在運10的基礎上發展一個新干線機型(類似波音737噸位的運16,裝載兩個發動機)。但這種想法因為已經開始合作組裝麥道82而“不必再議了”,自主設計的道路就此徹底堵死。 鑒于麥道82合作只是一個單純組裝外國飛機的項目,原航空部于1986年底提出一個通過國際合作來“開發”干線飛機的計劃,分別向波音、麥道和空客三大公司發出項目建議書,波音、麥道很快響應,但空客沒有回音。1988年,中方先與波音進行了為期四個月的聯合可行性研究。由于麥道82組裝項目的牽掣,最后中方還是決定與麥道合作,這就是1995-2000年合作生產麥道90的項目。麥道90項目被稱道的是其國產化率達70%,并獲得美國FAA生產合格證(PC)的延伸。但這種沒有自主知識產權的“國產化”實際上弱不禁風:1996年底波音兼并麥道公司后,于1997年在全公司范圍內關閉麥道90生產線,麥道90生產線只生產了2架就草草收場,麥道90項目血本無歸。而且項目尚未完結,波音就通知中方銷毀所有的技術資料與圖紙。 組裝外國整機之路走不通,就走零部件轉包生產之路,據說這樣可以學習技術、走全過程、培養零部件體系,從而擁有整機生產能力。但問題在于,加工工藝技術和零部件生產與總體設計和系統集成完全是兩碼事。此外,波音和空客對轉包生產控制十分嚴格,布局分散,任何一個國家都不可能通過轉包學到全套部件技術。“為了學技術”就必須不斷接受新的部件工作包,往往在前一個轉包沒有上規模收回成本的時候,就不得不開始接受下一個轉包。 當整機組裝和轉包生產的國際合作之路都無濟于事后,合資合作的“試錯”項目又從干線轉向支線飛機。1992年國家承諾撥款100億元后,航空工業部門提出100座的AE100項目,計劃通過謀求與國際知名商用飛機公司合作,通過獲得外國技術支持來開發中國的飛機平臺。但在中方采取甘當“小學生”的態度后,選定的合作對象空客公司卻要價越來越高,甚至在商務談判中每談一次都要收取“技術轉讓費”(因為要向中方解釋怎樣造飛機),最后久拖不決而不了了之,100億元的撥款在花掉一小部分后被國家收回。 以上是從運10下馬以后的20年里中國民用航空工業發展的簡單情況。其發展趨勢是,項目的座級越來越小(運10是187座,麥道82是147座,麥道90是150座,AE100是100座),但代價卻越來越高(運10實際投資5.4億,麥道82項目盈虧持平,麥道90血本無歸,AE100預算100億)。完全印證了前圖的邏輯。 放棄自主設計去依賴外國設計,中國航空工業就放棄了高端技術能力的發展。從合作組裝外國飛機的過程中,中國企業只能學到局部的制造技術,但學不到最重要的設計技術。更重要的是,這樣做就把自己的技術學習過程拱手交給外國人去控制,最后因為對方的翻臉而滿盤皆輸。明白了這些道理,就會明白為什么一旦走上拋棄自主設計去依賴外國設計的道路,中國民用航空工業會接踵失敗。
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