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　　原標題：國產(chǎn)大飛機C919全球首單落地，中國航空發(fā)動機四面突圍

　　來源：財經(jīng)十一人

　　作者| 熊文明

　　“一定要把航空發(fā)動機搞上去！”

　　任正非講過一個故事：上世紀70年代，英國羅·羅公司主動提出可以將他們的斯貝發(fā)動機賣給中國，而且愿意直接賣軍用發(fā)動機。負責談判的中方領導人大喜過望，要向英國科學家致敬，英國科學家卻說，“要感謝的是中國科學家的偉大發(fā)明”。領導人回來后查是哪位科學家，是吳仲華。他在哪？在湖北養(yǎng)豬。那趕緊調(diào)回北京去做熱物理研究所的所長吧。

　　這是被戲劇化的爽文故事，后來被人證實與現(xiàn)實有一些出入。但可以肯定的是，斯貝發(fā)動機的三元流技術(shù)，的確是建立在“葉輪機械三元流動理論”基礎上。1950年，吳仲華在紐約美國機械工程師學會年會上宣讀論文，正式提出這一理論，后來被學界定為“吳氏通用理論”，理論中的基本方程則被稱為“吳氏方程”，吳仲華的講學錄像曾一度被NASA作為培訓教材。

　　任正非感慨的是，如果我們當初沿著吳仲華的基礎理論，持續(xù)進行工程技術(shù)突破，今日我國航空發(fā)動機的局面或許會更加樂觀。

　　2020年12月，美國商務部公布新的“軍事最終用戶”清單，58家中國公司中有八成與航空相關。這并不算是突如其來的壞消息，早在2020年初對中國商飛禁運的傳聞，就一度引發(fā)國內(nèi)對C919發(fā)動機可能斷供的擔憂。2020年的一頭一尾，美國狙擊的重點都是中國的航空工業(yè)，尤其是發(fā)動機。

　　作為一架飛機的心臟，航空發(fā)動機是人類迄今為止最為復雜的工程技術(shù)之一。目前能造飛機的國家不少，但真正能獨立研制航空發(fā)動機的卻只有美、俄、英、法、中五個聯(lián)合國常任理事國。我國航空發(fā)動機建設始于上世紀50年代，從仿制和改進，到部分自主研發(fā)，再到完全獨立研發(fā)，走過了一條波折重重的道路。

　　21世紀初期，隨著“兩機專項”的實施、中國航發(fā)的成立，我國航空發(fā)動機的發(fā)展開始進入追趕的快車道。在軍用航發(fā)方向，自主研發(fā)的“太行”系列發(fā)動機已經(jīng)依次批產(chǎn)，逐步擺脫進口依賴。在民用方向，配套C919的“長江”發(fā)動機CJ-1000A已經(jīng)進入試制階段，35噸級的CJ-2000也已于2020年實現(xiàn)了核心機點火試車，據(jù)傳已開始首臺驗證機整機裝配。

　　從上世紀90年代開始，中國關于航空發(fā)動機的各種反思和討論就此起彼伏，一直綿延至今。問題早就找到了，難在如何解決。以“兩機專項”和中國航發(fā)的成立為里程碑，中國開始了從技術(shù)創(chuàng)新到體制創(chuàng)新的四面突圍。

　　01 

　　從“若有若無”到“聚力發(fā)展”

　　1958年，被譽為我國“航空發(fā)動機之父”的吳大觀借著去英國訪問的機會，在回國途中專程去了趟蘇聯(lián)，他要去向蘇聯(lián)航空工業(yè)部求證一件事。

　　傳聞蘇聯(lián)成功發(fā)射世界上第一顆人造衛(wèi)星后，赫魯曉夫興奮宣稱，飛機今后都要進博物館。意思是有了導彈技術(shù)以后，飛機就沒什么用了。這個論調(diào)傳到中國，在決策層引發(fā)了激烈爭論。當時，中國已經(jīng)在沈陽航空發(fā)動機廠根據(jù)蘇聯(lián)BK-1φ仿制出第一臺渦噴發(fā)動機渦噴-5，安裝該發(fā)動機的噴氣戰(zhàn)斗機殲5也在沈陽飛機廠沖上藍天。

　　那接下來還要不要研制我們自己的發(fā)動機？吳大觀去北京詢問首長，首長說的很明確，打仗首先要考慮威力大的，況且飛機可以從國外買，導彈買不來。所幸蘇聯(lián)航空工業(yè)的部長們給他吃了定心丸：美國專家是有這個說法，赫魯曉夫確實也這么講過。但他們經(jīng)過論證，認為這個說法不成立。戰(zhàn)爭中，導彈雖然殺傷力巨大，但真正要征服對方還得靠飛機。所以，美國并沒有停止搞戰(zhàn)斗機，我們蘇聯(lián)也還在搞米格-21。

　　建國初期的新中國國力薄弱，只能優(yōu)先發(fā)展緊要的科技。在“優(yōu)先發(fā)展飛機還是優(yōu)先發(fā)展導彈”的爭論中，錢學森向中央提出《建立我國國防航空工業(yè)意見書》，主張集中力量發(fā)展火箭和導彈。中央在一系列調(diào)研討論后，把航空航天作為一個整體看待，將注意力先行集中于突破導彈和火箭。最終“兩彈一星”奠定了我國的國際地位和安全基石，也證明了錢學森的遠見。

　　1956年2月，

　　錢學森向中央呈送的《建立我國國防航空工業(yè)意見書》

　　然而在火箭技術(shù)取得突破后的較長一段時間里，中央對航空工業(yè)發(fā)展遲遲沒有整體規(guī)劃，導致飛機尤其是航空發(fā)動機的自主研發(fā)缺乏戰(zhàn)略牽引。政界學界還在為“航空工業(yè)是否屬于高新技術(shù)”這一問題爭論不休，直到1995 年“九五計劃”意見征求稿發(fā)布，航空技術(shù)依然沒有列入高新技術(shù)。許多科學家開始著急了，由王大珩、師昌緒等7位德高望重的老專家聯(lián)名，向國家領導人寫信陳情。

　　專家們提出兩點大力發(fā)展航空技術(shù)的理由：一是海灣戰(zhàn)爭證明，空中力量在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中仍具有決定性作用；二是發(fā)展航空工業(yè)對國民經(jīng)濟的帶動作用明顯。專家們認為，我國航空技術(shù)與先進國家差距日益擴大，如不大力發(fā)展，不僅有軍事上的危機，未來國內(nèi)民航客機巨大的市場也將全部被外國人占領。

　　對于航空發(fā)動機，“兩彈一星”勛章獲得者王大珩院士更是用“游離”兩字來形容，游離不等于沒有，而是時有時無，若隱若現(xiàn)。

　　“游離”意味著投入不足。我國第一臺自主設計的大推力發(fā)動機渦扇-6歷時20年，研制經(jīng)費共計1.5億人民幣，在研制關鍵階段其中兩年可用經(jīng)費僅有200來萬人民幣。而同時期美國研制一臺普通的大中型飛機的發(fā)動機，耗資約為20億美元。

　　上世紀80年代，美國相繼提出IHPTET（綜合高性能渦輪發(fā)動機計劃）、VAATE（先進渦輪發(fā)動機計劃等預研項目，分別投入50億和37億美元。我國也在上世紀80年代提出了兩項高性能發(fā)動機預研計劃，但20年的總投入僅僅相當于美國一個季度的投入，即使算上同期貨幣購買力的因素，兩者差距也十分巨大。

　　美國的航空發(fā)動機預研計劃

　　直到過去了大半個世紀，我們對航空發(fā)動機的戰(zhàn)略價值和復雜性才有了更為深刻的認知。從2011年開始，工信部牽頭對航空發(fā)動機與燃氣輪機啟動調(diào)研與論證；2012年“兩機專項”批準立項。2016年3月，國務院印發(fā)的《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》中，航空發(fā)動機及燃氣輪機位列第一。

　　“兩機專項”的實施，意味著航空發(fā)動機作為國家戰(zhàn)略重大項目，當下和未來一段時期內(nèi)都將獲得政策、資金和資源方面的強大支持，從根本上解決投入不足問題。截至2020年底，“兩機專項”的投入已經(jīng)達到3000億元。在政策和資金的有力支持下，我國航空發(fā)動機和燃氣輪機技術(shù)正在加速追趕世界先進水平，實現(xiàn)歷史性跨越。

　　02 

　　從“飛機從屬”到“飛發(fā)分離”

　　1982年，由于國家空軍裝備體制變化，殲-9和強-6飛機計劃相繼下馬。作為其配套動力的渦扇-6發(fā)動機，也因為突然失去適用對象而面臨下馬，而此時渦扇-6已經(jīng)歷經(jīng)了18年的艱難研制，剛剛通過24小時飛行前試車。從1964年開始方案研究到1984年停止研制，渦扇-6共歷時20年，幾乎凝聚了一代人的青春。據(jù)相關人員事后回憶：

　　“宣布中止研制的那一刻，吳大觀潸然淚下，臺上臺下也哭成一片。”

　　因飛機下馬而終止研制還有上海長征機械廠承擔研制的渦扇-8。這臺為運-10大飛機配套而生的大推力民用航空發(fā)動機，曾裝載在波音707上成功試飛十幾次，并作為“運-10”心臟飛到拉薩等地，累計飛行時間170小時，各項性能均達到設計標準。1985年，美國通用航空發(fā)動機分部副總裁克萊勃司來華參觀，曾對渦扇-8贊嘆不已：

　　“你們在10年前能完成這樣一臺復雜的發(fā)動機，的確是一個偉績”。

　　隨運-10下馬而停產(chǎn)的渦扇-8

　　項目頻繁下馬既打擊科研人積極性，也耽誤發(fā)展時機。很長一段時間，我國航空發(fā)動機的發(fā)展路徑是“使用維護—測繪仿制—改進型號—型號研制—預先研究”，跟美國的路徑基本上是反過來的。美國當時已經(jīng)建立起成熟的預研機制，走的是“技術(shù)預研—核心機—試驗驗證”的穩(wěn)進路線。

　　2001年，吳大觀在《對航空工業(yè)兩個重大歷史問題的思考》一文中指出，航空工業(yè)制定的“科研先行、動力先行”的方針并沒有得到共識和貫徹，事實上淪為一般口號。

　　預研無法貫徹的根本原因之一在于，發(fā)動機的研制在當時從屬于飛機，即“一廠一所一型號”。一個廠要研制一款飛機，才會有一個研究所去研發(fā)一款配套的發(fā)動機。發(fā)動機跟著飛機走，飛機項目下馬，發(fā)動機研制也隨之停擺。

　　另一方面，由于航發(fā)研制長期缺少技術(shù)儲備和預先研究，航空發(fā)動機的研制周期遠大于飛機研制周期，飛機往往等不起發(fā)動機，自主研制不如買別人現(xiàn)成。對于這個問題，航空動力專家劉大響院士曾經(jīng)有過反思：

　　“長期以來過分強調(diào)以飛機帶發(fā)動機，以型號帶預研，對先期技術(shù)驗證重視不夠，許多關鍵技術(shù)在型號立項之前未能得到有效突破，往往型號研制與技術(shù)攻關、部件排故同步進行，造成型號研制反反復復，大大拖延了研制周期”。

　　在航空工業(yè)專家的集體反思下，“飛發(fā)分離”的呼吁持續(xù)高漲。2009年，中國航發(fā)商用航空發(fā)動機有限責任公司（簡稱“中國航發(fā)商發(fā)”）成立，成為中國大型客機發(fā)動機項目的總承制單位，著手研制中國民用航空發(fā)動機。2016年，中國航空發(fā)動機集團有限公司（簡稱“中國航發(fā)”）正式成立，由國資委、北京國有資本經(jīng)營管理中心、中國航空工業(yè)集團有限公司、中國商用飛機有限責任公司共同出資組建。

　　自此，中國擁有了國家級的專業(yè)化航空發(fā)動機企業(yè)集團，意味著至少在體制上，航發(fā)研制徹底擺脫了對飛機研制的依附，走向獨立發(fā)展的星辰大海。

　　03 

　　從“測繪仿制”到“自主研發(fā)”

　　任正非講的故事背景是上世紀70年代，事實上，從英國引進“斯貝”發(fā)動機只是一個意外插曲。早期我國大多數(shù)航空發(fā)動機來自于對蘇聯(lián)發(fā)動機的測繪仿制。作為航空工業(yè)的核心技術(shù)，西方國家對中國自始至終是封鎖策略。在蘇聯(lián)斷絕援助后，我國航空工業(yè)一度陷入無發(fā)可用的窘境。1972年，英國羅·羅公司主動提出愿意向中國提供斯貝MK202發(fā)動機，并同時轉(zhuǎn)讓技術(shù)，讓人頗為意外。

　　斯貝MK202發(fā)動機

　　1975年12月，中英雙方簽訂了約7700萬英鎊的購買合同。原計劃分兩步走，先用3年時間學會利用進口零件組裝出合格的斯貝，再用5年實現(xiàn)國產(chǎn)化。1980年，根據(jù)英國毛料研制組裝的斯貝發(fā)動機在英國完成模擬試車。但在80年代的國民經(jīng)濟調(diào)整中，面臨著與渦扇-6一樣的現(xiàn)實，國產(chǎn)化進程因此中止了十幾年。

　　斯貝國產(chǎn)化前后持續(xù)了30年，令人感慨。因為等不來發(fā)動機，為保障飛機生產(chǎn)，我們先把存放了20年的庫存斯貝發(fā)動機拿來使用，然后又從英國購入一批二手發(fā)動機。一直堅持到2010年左右，渦扇-9才終于跟上進度，實現(xiàn)了持續(xù)量產(chǎn)供應。

　　從斯貝發(fā)展而來的渦扇-9“秦嶺”發(fā)動機屬于“部分自主設計”，在此之前，我們絕大多數(shù)是“仿制和改進”蘇聯(lián)的發(fā)動機。長期的測仿，導致研究所技術(shù)能力甚至不如工廠，技術(shù)無法消化，無法形成自己的研制體系。直到2002 年國產(chǎn)渦噴-14“昆侖”發(fā)動機定型，中國才算是第一次走完了自行研制的全過程。

　　2005年12月，由沈陽黎明發(fā)動機公司抓總研制的國產(chǎn)渦扇-10“太行”通過滿壽命測試，成為我國首個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大推力渦扇發(fā)動機。“太行”從1978年預研，到1987年立項，再到2005年12月底完成設計定型審查考核，歷時27年，這個過程可以說是磕磕絆絆，甚至發(fā)生過試驗機爆炸的事故。直到2011年，渦扇-10的最大加力推力被確定為125KN，意味著這臺被人們寄予厚望的“國產(chǎn)心臟”總算進入量產(chǎn)狀態(tài)。“太行”總算走過了被網(wǎng)友詬病“不太行”的階段，近來年的表現(xiàn)也算得上爭氣，截止目前沒有一架搭載“太行”的戰(zhàn)機因發(fā)動機故障墜毀。

　　從仿制和改進，到部分自主研發(fā)，再到擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，中國航空工業(yè)人清醒認識到，關鍵領域必須要自力更生，核心技術(shù)必須要自己掌握。然而作為人類最復雜的工業(yè)領域，航空發(fā)動機的研制不能閉門造車。渦扇-10的研制也曾博采眾家之長，例如核心機原理借鑒了美國通用的F-110，為滿足國內(nèi)實際裝機需求，又引進了蘇-27作為試飛平臺，并且大量消化吸收了蘇-27配套動力系統(tǒng)AL-31F的技術(shù)經(jīng)驗。和中國當前許多國產(chǎn)化的裝備技術(shù)一樣，渦扇-10既不照抄俄發(fā)，也不盲隨美發(fā)，而是同時吸取美俄兩國的經(jīng)驗，再探索出一條符合中國實際的技術(shù)路線。

　　中國研制的主要軍用航空發(fā)動機型號

　　從“填空補缺”到“望其項背”，最終確保和發(fā)達國家“并駕齊驅(qū)”的過程并不容易。中國航發(fā)成立后，確立了“三步走”的路線圖規(guī)劃。第一步，縮小與國外航空發(fā)動機先進水平的差距，初步建立航空發(fā)動機自主創(chuàng)新研發(fā)體系，打下發(fā)展基礎；第二步，基本建成航空發(fā)動機自主創(chuàng)新研發(fā)體系；第三步，走完代表性型號自主研制過程，建成自主創(chuàng)新的基礎研究、產(chǎn)品發(fā)展和產(chǎn)業(yè)體系，基本實現(xiàn)自主創(chuàng)新發(fā)展的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，中國航發(fā)成為具有國際競爭力的創(chuàng)新型企業(yè)。

　　04 

　　從“封閉獨立”到“開放融合”

　　前面半個世紀，中國航空發(fā)動機的發(fā)展并不順遂，上世紀90年代至本世紀初，科技界出現(xiàn)許多關于中國航空發(fā)動機發(fā)展滯后的反思。老專家們總結(jié)“我們對航空技術(shù)發(fā)展規(guī)律的認知不足，缺乏長遠計劃和穩(wěn)定規(guī)劃”，但更深層次的原因還是在于體制。

　　美國軍工產(chǎn)業(yè)模式是以企業(yè)為主角，波音、洛馬、諾格等軍民兩用集團作為主制造商，雷神、霍爾韋爾、普惠、通用等集團為其提供分系統(tǒng)配套，往下還有TI、ADI等數(shù)千家軍民兩用企業(yè)負責供應材料和零部件，形成開放協(xié)作、逐級競爭、專業(yè)細分的金字塔狀軍民融合生態(tài)圈。

　　冷戰(zhàn)期間，美國曾經(jīng)通過政府操縱下的橫向競爭機制，扶持起了GE和PW兩大航發(fā)巨頭。1968年，美國國防部要求普惠和通用各制造和試驗一臺發(fā)動機。這種政府主導的“擇優(yōu)扶強”效果明顯，最終成就了大名鼎鼎通用F-110發(fā)動機和普惠F-100發(fā)動機。

　　F110-GE發(fā)動機

　　普惠最初在競爭中獲勝，首先簽下合同。通用雖然在一開始的競爭中處于不利地位，但后續(xù)推出改進型F110-GE-129，普惠為與之抗衡又研制出性能改進型的F100-PW-229。1984年2月，美國空軍按雙承包商采購策略，對F100和F110按比例采購，基本上雨露均沾。兩家公司正是在這樣的“賽馬”機制和訂單扶持下，一路成長為全球頂級航空發(fā)動機公司。

　　而長期以來，我國軍工產(chǎn)業(yè)模式是由帶有較強行政色彩的軍工集團負責抓總，以高度計劃的方式對科研任務進行統(tǒng)籌、協(xié)調(diào)、保護。總體研究所到總裝廠，配套研究所到配套廠之間大多為“縱向協(xié)作、條塊割裂”的狀態(tài)，軍用民用兩條線，形成研制分離、缺乏競爭、自我保護的封閉壟斷體系。

　　“兩機專項”和中國航發(fā)的成立，為其保駕護航的是國家軍民融合戰(zhàn)略的深入推進。2016年中共中央、國務院、中央軍委發(fā)布的《關于經(jīng)濟建設和國防建設融合發(fā)展的意見》明確提出，深化國防科技工業(yè)體制改革，進一步打破行業(yè)封閉，擴大引入社會資本，突出核心能力，放開一般能力，推進社會化大協(xié)作，推進軍工企業(yè)專業(yè)化重組。

　　打破軍民二元分離，推進開放融合既是體制上的突破，也是產(chǎn)業(yè)鏈的重塑與整合。以航空工業(yè)領域為例，美國一直奉行的“主制造商-供應商”模式正在被全球航空制造企業(yè)紛紛效仿。在這個模式下，一架飛機的研制需要供應商早期介入，共同參與研發(fā)。

　　主制造商分拆自己屬下的制造生產(chǎn)單元，轉(zhuǎn)而成為系統(tǒng)集成制造角色，擺脫了“制造生產(chǎn)”這個需要高負荷才能出效益的“負重”環(huán)節(jié)，增強應對市場變化的實力；供應商則可專注于某一分系統(tǒng)的研發(fā)和技術(shù)實力儲備，做到更加專業(yè)化和高效率。

　　航空發(fā)動機作為一架飛機的核心系統(tǒng)，開放協(xié)作也可極大提升研制效率。例如羅羅公司從 2004年開始，就只生產(chǎn)核心零部件和附加值最高的30%，而將余下的70%轉(zhuǎn)包出去，從而在風險可控的前提下，盡可能地降低發(fā)動機全部零件的制造與采購成本。

　　中國航發(fā)在此基礎上進一步確定了“小核心、大協(xié)作、專業(yè)化、開放式”的發(fā)展模式，意味著中國航空發(fā)動機的研制可以在全國乃至全球范圍內(nèi)吸納更廣泛的外部力量參與協(xié)作，企業(yè)則可集中力量提升關鍵核心能力。據(jù)披露資料顯示，“長江”系列發(fā)動機目前有350多家供應商參與，初步形成全球供應鏈。同時，16個國家的69 家供應商有意愿參與中國商用發(fā)動機項目。

　　歷史教訓已經(jīng)證明，關起門來造不好發(fā)動機。航空發(fā)動機由上萬個精密零件集成組裝而成，研制周期漫長且涉及領域廣。自主研制航空發(fā)動機，對當下的基礎學科、設計、材料、工藝都是艱巨挑戰(zhàn)。中國制造業(yè)門類齊全，可調(diào)用資源豐富，但基礎工業(yè)提供的支撐還遠遠不夠。通過開放融合，打通上游產(chǎn)業(yè)鏈上（如材料、機械加工、計量測試等）的標準和數(shù)據(jù)壁壘，可加速制造資源的整合，豐富完善產(chǎn)業(yè)鏈，最大限度實現(xiàn)全行業(yè)的降本增效。

　　欠下的歷史舊賬和當下的技術(shù)封鎖，注定中國航空發(fā)動機的突圍道路依然坎坷，需要極大的決心、耐心和智慧。但是這條路上初顯的曙光，已經(jīng)給我們指明方向，只希望將創(chuàng)新和改革堅持不懈的推進下去，不要再讓中國航空工業(yè)重復半個多世紀以來的隱痛和淚水。

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責任編輯：張書瑗