运-10之死与中国民航飞机工业的复兴
运-10该不该死?答案既简单又不简单:运-10不该死,但在当时的历史条件下却是不得不死。运-10死得很孤独,死得很凄惨。运-10之死使中国的民航飞机工业痛苦挣扎了二十年,至今仍不见出头之日。运-10之死是关注中国航空事业人们心头的永远之痛。
中国第一架大型客机运-10下线时的情景
运-10的上马是一个不正常年代的不正常决定,运10的设计要求和研制过程也反映了这种不正常性。但不管怎么说,运-10成型了,运-10上天了,运-10还飞上了西藏拉萨。这是一个了不起的成就,是中国航空人集体的骄傲,绝不是简单的“王洪文搞的那个东西”。然而,这只说明运-10能飞。运-10是否能成为合格或优秀的民航客机,运-10夭折之前有限的数据既不能肯定也不能否定。可是当时的政治经济气氛却是肯定的。中国在文革之后,经济上百废待举,政治上党争未止,当务之急是安定人心,休生养息,全面收缩铺得过大的基建和军工科研摊子已经刻不容缓,在条块中“削藩”也是一个因素。运-10虽然飞起来了,但离航班服务和创造产值尚有一段距离。当时的中国民航也实在是中国“官航”,其服务对象是高官显爵及皇亲国戚,指令经济未必敌得过对“革命事业重大损失”的风险,这与同样由国家垄断的铁路、航运、邮政、电信有本质的不同。民航对运-10的冷面孔有其难言之苦衷。不管“罪已当斩”还是“罪不当斩”,运-10最终还是惨遭腰斩。相信歼-9、强-6、涡扇-6等也有一本类似的伤心帐,其对中国航空事业的影响同样惨痛,同样深远。现在还不清楚当时的决策过程是怎样的。或许有人故意拆台,或许没人愿意担当罪名,或许根本没有什么决策过程,只是有关部门的心照不宣而已。如今事过境迁,除非官方全面公开当年的档案,否则再追究责任也是一笔糊涂账。
运-10降落在拉萨机场
决策过程也许不科学甚至不正常,但让运-10下马的决定本身并非站不住脚。从企业上项目的角度来说,资金充裕时,上收益最大的项目;资金紧缺时,上收益/投资比最大的项目;投资开始见效的时机对两者的收益计算都至关重要。其实生活中也一样。笔者附近的一个城市在过去十多年里飞速发展,地价飞涨。十年前友人建议合伙购置地皮,日后包发。笔者也深以为然。但实在是囊中羞涩,糊口之后并无余力,只好作罢,坐视别人发那笔财。有意思的是,友人毅然借款购地,但最终挺不过去,在发财的前夜被迫折本脱手,血本无归。运-10下马前夜,柴米油盐酱醋乃是燃眉之急,投资额和见效时间都对运-10不利。何况改革开放之初,国人面对西方花花世界瞠目结舌,相形之下自己愈觉寒酸和自卑,“翻两番”只是鼓舞人心之谈,无人能预料到90年代以来包括中国民航市场的飞速发展。西方向中国的兜售和有关当局的崇洋之心更对运-10之死起到落井下石的作用。
参观运-10的人群
那么再来一次“两弹一星”行不行?“两弹一星”精神是中国人民的共同财富,绝对应该遍地开花;但“两弹一星”的作法有其局限,遍地开花就有问题了。“两弹一星”集全国之人力财力,不计工本强攻硬拼。在当时条件下,在运-10、歼-9、强-6、涡扇-6乃至更遥远的大运、远轰以及其他军工和民用高科技项目上全面套用“两弹一星”的作法,中国非心力衰竭、吐血而死不可。从另外一个角度来讲,当年军工科研摊子铺得太大,和盲目套用“两弹一星”模式不无关系。诚然,当年丰田的第一代汽车比起欧美老牌汽车来既简陋又不结实,但它们闯过来了,现在把许多当年对它们不屑一顾的老字号打得满地找牙。上飞能不能也挺一挺闯过来呢?在当时条件下,这就是赌博了,成者或许黄金万两,败者则注定倾家荡产。不同的是,丰田如果失败,倒霉的是公司和投资者,予国计民生并无大碍。西欧诸国好歹是发达国家,补贴空客不伤筋骨。上飞自己没有本钱挺,但要是在百业凋敝、百废待兴的当时倾全国之力作此豪赌,一旦失败,党国的安危都可能成问题。在“稳定压倒一切”的时代,孰重孰轻显而易见。
运-10驾驶舱
很多人喜欢将运-10与大致同时代的空客来比。其实除了时间上勉强可以算接近以外,运-10与A300、上飞与空客之间没有太多相似之处。波音的某个副总裁也许说过运-10不是波音707的翻版,米格的一个总师还说过歼-7超越了米格-21呢。虽然没错,但是仍然不能掩盖运-10(和歼-7)基本设计在当时已经过时的事实。运-10的最大起飞重量是波音737-300的一倍,但载客量相差无几,这笔帐不难算明白。即使美国空军至今仍在大量使用波音707/C-135机体也不能说明问题,那是因为美国空军已经拥有大量符合军标且仍有使用价值的波音707/C-135机体和配套地面支援设施及备件,启用新机体并使其达到军标既不合算也无必要,而不是前者仍然有多么先进。然而A300在大型民航客机上率先采用超临界翼型、双发宽体、双人机舱,波音在十年后推出波音767时才赶上,实非运-10可比。另外,空客在70年成立时就不是“初出茅庐”。空客主力成员如法国航宇、德国的戴姆勒航宇(奔驰汽车的表亲)、英国航宇(曾半途而废,后重新加盟)都是“老甲鱼”辈份的。战前和螺旋桨时代就不说了,自喷气客机时代开始,英国航宇的旗下有彗星(世界上第一种喷气式民航客机)、三叉戟、BAC-111、VC-10,法国航宇则有快帆、水星(基本布局和A300及其相似,只是小些,但也是宽体双发),英法合作的更有大名鼎鼎的协和式超音速客机。戴姆勒没有什么拿得出手的喷气客机,但有法德合作的C-160“协同”式运输机的先例,和德国强大工业基础的支撑。即使小兄弟西班牙的CASA在战术运输机领域也打出了自己的一片天地。这些公司在空客成立以前有历次双边和多边合作的经验,大中小飞机的设计开发能力和经验、生产设施、销售网络、售后服务也相当成熟。尤其对英法而言,独立开发宽体客机并非不可能,合作主要是为了分担风险和分享市场。A300从72年首飞到74年投入航班运行只用了两年。82年首飞84年投入航班运行的A300的缩短型A310,在民机上率先采用CRT和常规仪表混合显示。87年首飞88年交付使用的A320更是在大型民机上率先采用“玻璃机舱”和电传操纵。飞行员在A300-600上训练好后无需额外训练就可飞A310,以后的A320、A330、A340之间也是如此,这一点波音至今仍不能作到。这些都是空客实力的例证。相比而言,上飞乃至整个中国航空工业在运-10以前的纪录就要苍白多了。运-10首飞至最后一次飞行,前后有4-5年时间,但离航班运行仍有距离。这在“有条件要上,没有条件创造条件也要上”的当时已经是了不起的成就了,但与空客的差距也是一目了然。至于波音副总裁、麦道的某个人或英国某个杂志的话,不必太过认真。洋人说中国坏话的也多了去了,怎么不一起引用呢?关键是自己要有一个清醒、平衡的平价。用一个也许不恰当的比方,即使在当时,上飞与空客之比也好比今日汽车界的吉利与戴姆勒-克莱斯勒之比,充其量不超过一汽、上汽与戴-克之比。这里,戴-克合在一起同样是一个“新”公司。但当时的空客与波音之比却不是如此悬殊。当时的波音没有今天这么显赫,麦道、洛克希德虽被波音“盖”过,但仍在制造大型民机,军机更有通用动力、格鲁曼、诺斯罗普、洛克威尔、LTV等。当时的空客与波音之比更像今日的德国大众与美国通用汽车之比。
试飞中的运-10
运-10下马的决定也许并没有错,但运-10的技术成果和技术队伍不应该一风吹,三机部和后来的中航总对运-10的技术善后没有尽责。技术和经验是靠积累的。我们不能一面叫技术缺乏经验不足,一面把已经好不容易到手的技术和经验轻易放弃。即使技术不先进了,基本功还是在的。这里,积累不光是在量上,而且是在时间的连续性上,断裂将使以后的工作必须重起炉灶,在低级劳动上重复。也许中国应该改革目前的航空科研、设计、生产体制,将一条龙体系中基础研究甚至部分型号预研的部分分离出来,组建统一的NASA和TsAGI一类的国家研究机构,并统管全国的风洞、发动机试车台和试飞设施,以使基础研究和骨干技术力量不受型号上下马的冲击。另外,飞机下马或退役后,其整体或部件常常可以在别的领域继续发挥作用。比如水轰5,作为反潜机已经落后,但作为森林灭火、水上救生、海岛补给等,还是很有用的。不要弄到自己的水轰5退了,反向俄罗斯或加拿大进口水上飞机。相反,以色列在“幼狮”计划下马后,以其航电为基础,开发了大量升级套件,现在甚至替换到新进的F-16上来了。
运-10总师马凤山
运-10下马后,上飞(包括640所,下同)仍在努力。“二改四”,干线飞机,AE-100,均无果而终。其中曲折,坊间已多有著述,此地不再重复。但上飞在苟延残喘至干线客机项目灯干油尽之后,似乎陷入了一筹莫展的境地,这似乎不能完全归罪于中央决策失误。受调整收缩政策影响的大型军工和军民两用企业不在少数,但很多不仅活下来了,而且活得有声有色,比如上飞近邻的几个造船厂。反观上飞,运-10就不算了,但后来的项目也基本按照军工模式,即国家出资,上飞出活,国家撤资,上飞断炊,基本与市场无关。这其中固然有体制问题,但上飞自己也脱不了干系。即使在西方,大军工公司也多是以军带民,以民养军。上飞岂能例外?“军转民”不一定就得造电冰箱、洗衣机,除对波音、空客“来料加工”外,民航飞机的各级维修、改装(比如客机改货机)、升级(如发动机、航电升级),甚至客机涂装、内饰,都大有可为。中国的很多基础工业部门长期依赖进口产品,如精密模具,化纤喷丝头,化工高压阀门等,上飞的精密加工和硬质材料技术大有用武之地。在工程服务方面,大型机械和结构的精密安装、大型轻质结构的制造和安装、工程材料和结构性能测试、技术标准和工艺规范、柔性制造系统和数控机械的运用、工程计算、大型项目管理等,也可以干得有声有色。再往远说,城市轻轨系统(包括地面地下)、磁悬浮列车、气垫船等,上飞的飞机制造经验都可以“插上一脚”,国外飞机公司在类似领域早有建树。这些也许上飞都试过,也许没有,但笔者确知二十年前上海“会战”试制涤纶高速纺丝机时,请上飞帮忙加工一些精密机件,那是要“恳求”的。
副总师程不时多年后在运-10座舱内留影
时过境迁,如今中国的经济状况已远非80年代初可比,中国的民航市场也以惊人的速度在发展。遗憾的是,中国民航机队的扩充基本来自于进口的波音、空客和少量其它欧美及俄罗斯飞机,国产飞机凤毛麟角。中国民机工业的重新启动牵动了千万人的心。民机工业的潜在产值及其对高技术工业和国民经济的拉动作用不言而喻,重新启动民机工业的重要性和迫切性不言自明。然而有一件事情要弄清楚:中国造民航客机不是为了争气争光,不是为了大国形象,不是为了自给自足,而是为人民服务。不要犯中国汽车工业同样的坏毛病,一面大叫中国是最大的发展中国家,一面唯恐自己的型号不够豪华、超豪华。重启民机工业也不是简单地扶植一个战略产业,或维持一个企业或技术队伍。改革开放在经济领域里最重要的一个心得,就是按经济规律办事。如果民机是战略产业,那么计算机软件、超大规模集成电路、生化工程、数控机床、先进材料甚至如汽车、化工等算不算战略产业?要知道,中国的汽车市场也是鬼子和“伪军”一统天下,中国的大化肥、大化纤、乙烯等化工基干产品中进口装置的比例决不亚于中国民航,累计的外汇投资也是天文数字。就是算不上高科技但产值可观的建筑市场,油水多的“门面”工程也让洋人捞走大半。那么什么才是战略产业呢?战略产业应该是对国家安全与发展至关重要,但无法进口或不能依赖进口的,如火箭、核武器、超级计算机,那才是真正的战略产业。反观民航客机,即使在遭到帝修反封锁的年代,中国依然进口了英国的子爵、三叉戟和苏联的安-26、伊尔-62,和后来的波音707。在可预见的将来,没有理由认定中国民航事业的发展会因为外国禁运而受阻。既然是纯粹经济意义上的进口替代和“肥水截流”,那就应该按经济规律办事,有多少本钱办多少事,而不是图一时之快,简单地用“战略产业”为理由绕过经济规律。
夜间机场上运-10耀眼的灯光
中国发展民机工业也不能靠保护市场。政府在税收、贷款、海关、土地和资源使用上的扶持是必要的,但简单地行政摊派国产民机则不妥。假设当时中央以行政命令强制民航购买运-10,今天运-10会不会茁壮成长、子孙满堂呢?指令经济并没有能够挽救中国的轿车工业,运-10也未必见得能够幸免。行政命令能够管住一时,但不能保证一旦管制松动时,用户不会蜂拥转向进口飞机,就像用户大批弃上海牌轿车而不顾,蜂拥转向丰田、尼桑,或退而求其次,转向“伪军”桑塔纳一样。运-10落后于当代波音和空客实在是不争的事实。在中国现行体制下,市场保护赢得的时间不见得能赢得有关工业在技术、销售、服务上的发展,就像可悲又可气的中国轿车工业。相反,中国的家电和移动通信工业在竞争中诞生,在竞争中成长,至今已成为中国作为“世界工厂”的重要组成部分。在竞争中成长不是放任自流。除前述扶持措施外,政府应该承担基础研究和提供测试设施,企业则负责产品开发、制造、销售和服务。政府(包括军队)采购时“国产优先”是理所当然的。商业采购当然也鼓励“国产优先”,但这以产品性能大体等同为前提,航空公司(即便是国营的)还是应该按投资效益作为采购决定的依据。当然,国营航空公司的公平投标、决策透明、反贪反腐必须跟上。
民机业内有干线与支线之争,涡桨与涡扇之争。不管干线支线,涡桨涡扇,眼睛可以盯着国际市场,但立足点必须是国内市场。民航市场不同一般,飞机的品质当然重要,但飞机的品牌、信誉和制造厂家/产地的公众形象同样重要。波音、空客用几十年才建立信誉,要全面消除西方公众对中国高技术产品质量的疑惑尚需假以时日,中国民机大量出口在短时间内不太现实。美国退出支线飞机市场不是因为技术问题,而是投资收益问题。加拿大和巴西能在支线飞机的世界市场成功,不等于中国也能成功,国际政治因素肯定会影响到中国民机在国外的销售。阿拉斯加航空公司一架MD90坠海,就有人企图用中国制造的机尾作文章,最后当然还是澄清了。而世界上坠毁的波音、麦道里欧日制造的部件无数,却无人以部件产地为由兴风作浪。
运-10三面图
立足国内的另一方面是,在尽可能扩大国际合作的同时,中国应该主导总体设计和系统综合,关键分系统可以采用国际上成熟的现有产品,如发动机、部分航电、系统等,但核心技术也应该逐步国产化。以往民机合作的一个误区是以为以中国市场为诱饵,外方就会心甘情愿地把核心技术教给中国,中国民机工业就可以自然而然地先收复失土,进而臣服四方。这种幼稚的一厢情愿只能带来失望。首先,中国的民机市场并没有大到对波音、空客予取予求的地步。不说美欧日的大航空公司,就是新加坡航空公司或香港国泰航空公司的机队也比国航、东航、南航加起来还要大。所谓中国订单救活空客只是自欺欺人之谈。空客98年一年的订单为556架,价值390亿美元,包括190架A319,195架A320,52架A321,32架A300-600R,24架A330和63架A340。即使较“淡”的97年也有460架订货。中国最大的一次订货也不过32架A320,实在不足以“救活”空客。波音也好,空客也好,谁都不会愚蠢到主动扶植一个竞争对手的地步。中国要求的合作也许局限在波音、空客不屑一顾的支线飞机,但中国的雄心不会局限在支线飞机,这是谁都明白的事实。波音、空客的目的很简单也很自然,就是给中国足够的甜头,好诱使中国买更多的飞机。另外,利用中国的廉价但熟练的劳动力,把次要部件外包给中国可以降低自己的成本。这和耐克运动鞋、芭比娃娃转移到中国生产没有本质上的区别。对此,中国既不必惊讶也不必愤怒,生意就是生意。实质性的技术转让只有在接受转让的一方有能力自我开发时才可能。为了不被本地产品取代,只有先发制人转让技术,间接控制对方的发展进程。另一个情况就是技术拥有一方正在失去市场,只有通过技术转让,借助市场拥有一方卷土重来。当年麦道愿意转让MD80和后来的MD90技术,和这些因素不无关系。中国不能把成功的希望寄托在西方合作上。历史上,食古不化几乎把中国推上亡国灭种的边缘,今天中国再也不能掉进食洋不化的深渊了。当然,在有条件的时候,积极引进外国先进技术是必要的也是合算的,以我为主和积极寻求国际合作不矛盾。不过外方看中的是赚钱机会,对开发西部或其它太长远的目标不感兴趣。这一点在寻求合作时切不可忘记。
如果运-10能够投产……
借洋拐棍走不通,重新拾起土拐棍呢?简单地复活运-10或在运-10基础上修修补补不是一个办法。作为新造的飞机,运-10的使用寿命至少要20年,因此不光要符合现在的经济要求和安全标准,还要为将来预留余地。运-10的机体设计和系统显然勉为其难了。运-10的机体也偏窄,载客载货发展余地有限。国际民航界内波音707一到寿命就退役,而DC-8则大批客改货并千方百计延寿,除后者结构更皮实外,机体略为宽大是一个主要原因。四发改双发可以改善运-10的经济性,但四发改双发并不是简单地去掉两台发动机。为补偿推力损失和最大限度地省油,剩下的两台发动机应为大直径的高涵道比涡扇发动机,可能带来发动机离地过近和机翼前缘遮挡问题,发动机吊架吊舱也要重新设计。去掉两台发动机也去掉了它们对机翼的减载作用,不同的飞行包线也要求对机翼翼型重新优化,这样机翼要大幅度修改。在理想情况下,更应该用先进的超临界翼型取代运-10的尖峰翼型,并重新优化发动机吊舱位置。四发改双发和大尺寸发动机吊舱将引起气流和机翼压力分布的大幅度改变,机翼机体结合部的气动设计要重新考虑。机体和机翼重新设计,发动机和航电全面更换,原先的运-10还剩下多少呢?不如重起炉灶。打一个不恰当的比方,以运-10为基础重建中国民机工业,好比以老上海为基础重建中国轿车工业,前途不大。运7也有类似的局限,“老太婆搽粉”兴许可以在亲朋好友中赢得一声叫好,但与青春佳丽同台竞艺,总是力不从心。不过,修复运-10-002号原型机作为飞行试验台也许是一个好主意,可以用来空中实地测试新型发动机、航电、系统等。
当时准备以运-10为平台研制预警机
今天的中国已经和运-10的年代大不相同了。在财力上,中国负担民机开发已经不需要吐血拼命。在技术上,多年的基础理论研究和基本数据收集正在开花结果,材料、工装、工艺、项目管理、测试手段也渐入佳境,近来捷报频传的歼-10、涡扇-10、歼-11国产化就是例证。当然,这些与民机开发还有一定距离,但是一个好的开端就是旅程的一半。科学技术不是巫术,客观规律摆在那里,别人能掌握,我们也能掌握。科学发现需要天才,但工程开发更需要的是实践经验,而实践经验是靠时间和经费堆出来的。只要我们去走,这路是可以走出来的。现实世界中很多重要现象还没法用理论解释和预测,只能靠实验数据。即使是被吹得玄玄呼呼的计算机仿真,也要大量使用经验公式。其中参数有的可以从公开资料上查阅,有的可以花钱买,有的只能自己测定了。在不同情况下用哪些经验公式也只有通过大量实践才能掌握。近来不断披露的中国在气动、热工、材料方面的测试设施,使中国有了厚积薄发的本钱。中国也不要被西方对航空的巨额投资吓倒。我们现在要求的是赶上西方先进水平,而不是大幅度超越。在开拓未知新领域的时候,尝试和失败是免不了的。但在已知有解时,情况就不一样了。首先,目标是已知可以达得到的。技术上再怎么保密,总有蛛丝马迹可循,这就可以帮助我们少走弯路,少花冤枉钱。在时机上,只要符合经济规律,不必拘泥于一个时间表。民机工业的“末班车”之说是言过其辞了。中国民机工业错过了活塞时代、涡桨时代、喷气时代、宽体时代,现在有可能还要错过支线和公务机时代,这又怎么样呢?地球照样要转,中国照样要发展民机工业。市场被占当然不舒服,但不是不可以夺回来。美国联航是波音的老客户了,现在却大批订购空客。只争朝夕当然好,有始有终更重要。
运-10客舱布局
外国人不了解中国国情是可怜,中国人自己也糊里糊涂就可悲了。中国民航市场虽然潜力巨大,但中国人均财富低下在很长一段时间里不会有根本的改变。随着收入差别的拉大,少数人先富起来了,他们的“贵族”心态也跟着膨胀。他们往往追求品牌而不是品质,容易崇洋。但在广大偏远地区,城乡人民为了跑生意、贩运鲜活物品和走亲访友,旅行的快捷和廉价优先于舒适性。这些要求上巨大的差异在民机决策时应该充分考虑。也许只追求一种“最适合”的飞机过于偏狭。也许中国有足够的市场,可以同时开发几种不同的飞机。这些飞机应该以最大限度地满足中国市场要求为目标,而不是盲目地在每一个层次上追求与世界“接轨”。投资不是最大的问题,现在中国不怕集不到资,但怕花冤枉钱。除常规的窄体/宽体、支线/干线客机以外,中国还可以把眼光放远一点。比如说,运5双翼机是简陋落后了一些,但它廉价结实,其优异的土跑道短距起落性能无与伦比。以它为概念,或以运12为“自然升级”,采用新技术提高安全性、可靠性、经济性、舒适性,以此来开辟山区或偏远地区中短程城乡航线,岂不比在长途汽车上颠簸几十小时强?作为通用飞机,它的用处更为广泛。伊尔-76一级的大型军用运输机是另一个可能。军用运输机对经济性、安全性、舒适性不太挑剔,用户需求有保证,获得俄罗斯或乌克兰的合作也相对容易。在安12退役后,伊尔-76成为苏军空运的主力,任务覆盖美军的C-130和C-141两者的范围,其皮实、可靠和粗糙跑道上短距起降性能为人称道,其较大的载重量和机舱也使其战术运用更为灵活。中国空军用伊尔-76空投伞兵,印度则用它把T-72坦克空运到克什米尔高原上去。相比之下,C-130较小的载重量和机舱宽度就对载荷限制多多,以至LAV系列装甲车徒具装甲虚名,装备105毫米炮等重武器后尤其如此。以伊尔-76为概念,适当加宽机身,采用电传操纵、双人座舱、超临界翼型和先进涡扇发动机,可以发展出一种中国空军急需的大型运输机,在此基础上还可以发展预警机、加油机、电子战飞机、巡航导弹载机等。其基本技术还可以用来发展大型民机。波音747最初就是从与C-5A“银河”式运输机落选的波音方案发展而来的,波音747货机的机头门就是当时的“遗物”。这种“曲线救国”的方法也不是不能考虑。
运-10的基本设计已经落后
民机业内还有一争,就是东西之争。上飞也好,西飞也好,都是中国人的航空工业。中国有经验有实力的民机公司本来就不多,怎能同室操戈呢?从自私的角度出发,西飞坐视上飞自生自灭,甚至釜底抽薪,可能都有道理。但上飞一灭,西飞可能独力守住中国民机工业的长城吗?别作了捕蝉的螳螂,最后只落得个让黄雀叼了去的下场。中国人不丑陋,但一些中国人的毛病确也不少,同行相轻,坐井观天,急功近利,最可恶的是宁予外贼,不予家奴。有些中国人的危机感主要是针对国内同行的,要是把花在内耗的精力的一半花在外斗上,中国也不至于此。过去的已经过去了,今天要是再以地域之争、门派之争甚至一己之私来阻碍中国民机的重生,那就是中华民族的罪人。
总之,运-10之死有其历史原因,但中国到了认真考虑重新启动民机工业的时候了。中国民机发展必须在技术上和市场上以我为主,必须按经济规律发展民机工业。希望在不久的将来,中国制造的民航客机在蓝天翱翔,中国的民机工业拉动传统和高新科技工业,把中国历史性的复兴推上新的高度。
我为什么鼓吹先上军用运输机
中国要上大飞机,晚上不如早上,这基本没人再质疑了。剩下的问题是具体上什么。我比较赞成先上大型军用运输机。
中国现在要上一些大项目,钱是筹得起来的。问题在于,这百把来亿砸下去,到底是砸出一个原子弹,还是一个臭皮蛋,没人敢保证,保证了也没人相信。往“一元股”里投的都是小弄弄,真要砸大钱,先要做出一点绩优股来,投资人才肯冒风险。所以,现在的关键是竖一个牌子,竖一点信誉,有了信誉,后面的事情就好办了,这就需要合适的一个切入点。
干线、支线之争已经没有现实意义,因为支线飞机已经上了,不可能再拉下来为干线飞机让路。东西之争更是无聊,都是中国人的航空工业,都没有单干的实力,只有两股线拧成一股绳,没有别的选择。军民之争,这才是问题的焦点。
和美俄等大国相比,解放军的远程空中投送能力不足,这是公认的事实。问题在于,到底有多少不足。如果光看伞兵空投能力,除了武力制止台独的情况外,解放军还真没有太急切的需要,要求大规模地增加伞兵空投能力。但是军用运输机的用处远远不止伞兵空投和对伞兵作战的保障。
中国正在执行一项全面精兵政策。精兵的依据是现代军队高度的火力、机动能力,使依赖大量兵员的分兵把守方式不再必要。军事空运就是这其中机动能力的重要一环。重装甲地面部队全面依赖空运,这在短时间内不现实。但空军战斗机部队应该也有可能迅速地远程部署,以应付突发事件。我军新一代的歼-10、歼-11战斗机已经有相当长的航程,为全疆域作战提供了良好的条件。然而,战斗机可以自己飞到战区,后勤保障部队的器材、燃油、武器没法自己飞到战区,用地面运输时间太长。国庆50周年时,东海舰队的飞豹转场到北京参加检阅,三个月前就开始转运器材了。这一方面是我军对转场部署经验和准备不足的体现,另一方面也是现代战机需要大量保障器材的写照。由于器材的体积、重量和前线机场的条件,军用运输机是实现战斗机远程部署的必要保障。随着未来战争行动中空中力量使用规模的增加,解放军对军用运输机的需求会急剧增加。即使对地面部队而言,兵员可以用征用的民航飞机运送,但装备和补给还是要靠军用运输机。事实上,近年的几次美军大规模作战中,运输机出动架次和出动强度急剧增加,但用于空投的出动架次在总出动架次中无足轻重。
中国重型军用运输机可能方案之一,从外形和性能上看都类似C-17
中国大飞机构想模型,可见该型机总体与C-17相似,但机翼则与伊尔-76接近
军用运输机也是预警机、雷达监视机、电子战飞机、加油机等大型军用飞机的理想平台。诚然,美国用波音707、737、767等作为预警机、雷达监视机、电子战飞机、加油机等的平台,并在实战中取得了良好的效果,但这是在对手没有能力破坏美军空军基地的情况下取得的。大型民航客机要求跑道长、平整,要求有相当的地面支援设施。全面大战时,这些设施是否能够保证,是很成问题的。军用运输机对简易机场和简陋的地面保障设施比较适应,对中国这样不能保证战时大型机场使用率的情况比较适合。同时,大型军用飞机也日益要求配备电子对抗天线、导弹来袭告警、箔条、闪光弹等对抗敌对地空导弹和空空导弹的设施,军用运输机本来就有这样的要求,在机体设计时预留了安装这些东西的地方,要加强这方面的能力也比较容易、自然。民航飞机要增加这方面的能力,就要在受力的机体上到处打洞,就没有那么简单了。
在战术飞机和洲际导弹之间,中国还需要一个中远程的半战略打击能力,这就是战略轰炸机。专业的战略轰炸机的设计和制造都很复杂,代价昂贵。除了B-2那样的隐身轰炸机,从B-52到图-160都只能以远程空射对地攻击导弹(主要是空射巡航导弹)为主要打击手段,过顶轰炸已经过时。既然轰炸机已经主要是巡航导弹载机,那没有理由不能用运输机完成同样的任务。空射巡航导弹可以安放在特制的托盘上,像空投物资一样由机尾空投,在空中用阻力伞稳定后,导弹和托盘分离,点火,开始自己的飞行。理论上,这样投放的发射精度要受一点损失,但在运输机尾安装一个简单的雷达或激光装置,实时测定导弹-托盘的三维位置,实时更新导弹的导航数据,发射精度是可以解决的。何况巡航导弹的命中精度不取决于发射精度,而是取决于中途和末端制导的精度。
C-17发射空射巡航导弹示意图
这些机型加起来,一百多甚至二百架应该有了。显然,解放军对军用运输机的需求是巨大的,是现实的。从机型来说,C-17一级的飞机可能有点奢侈了,伊尔-76一级的飞机更现实一点。伊尔-76最大载重47吨,载重20吨时航程6,100公里。伊尔-76的基本技术是60年代的,现在已经不再先进。在这个基础上重新设计,适当加宽机身,载重量应该能够装载最新的国产主战坦克,改用先进的翼型和发动机,保留伊尔-76对粗糙跑道的适应性,可以是一架很不错的运输机。同时新机可以取代运-8一级的运输机(伊尔-76本来就是为取代安-12设计的),简化解放军运输机队的构成。由于这牵涉商业竞争比较小,也不属于战略进攻性武器,获得国际合作的阻力会比较小。
中国空军的IL-76MD,该机后来被改装成大预
大型军用运输机一旦研制成功,对中国航空工业在用户中建立信誉十分重要。这证明了几个重要问题:
1)中国航空工业有足够的能力解决大型飞机的空气动力设计、结构设计和制造、航电的设计、制造和系统综合
2)中国航空工业有能力组织和管理大型飞机研制和生产过程,按时间、按预算地完成研制开发
3)中国的大飞机的性能、质量和可靠性是出色的
有了这样一个开头,再开口要研制大型民机,就容易多了,买家也不会那么犹豫了,乘客也不必在性命和爱国之间选择了,但军方要先垫出一个启动资金。军方会不会出这个钱呢?这个问题除了军方最高层,谁也不知道。不过要是军方不愿出这个钱、启动资金,民航就更不会,毕竟民航要核算经济效益。
凤凰不死,只是重生
二十年前,运-10在艰难中起飞,又在沉默中消隐。运-10之死成为中国航空人和关注中国大型飞机(简称大飞)事业的人们心中的永远之痛。然而,更牵动人们心扉的还是中国大飞向何处去的问题。日前,国务院决定正式为大飞立项,大型运输机(简称大运)定点在西安,大型客机(简称大客)定点在上海,投入巨资,一举解决了东西之争、大运大客之争。手笔之大,叫人不由得感叹:时代真是不同了。
国务院在立项的决定中指出,大运和大客应该在技术和资源上尽量共享。这有显而易见的经济上和技术上的原因,但也造成了一些有趣的问题。其中最大的问题,就是大运、大客有多大,在技术上如何共享。
大运是为了满足中国空军在未来战争中空中机动的要求而研制的。作为军用运输机,主要要求是:
1、具有野战机场起落能力
2、具有良好的低空低速能力,以便于空投操作
3、具有良好的快速装卸能力,包括机内货物移动系统
4、能够运送长大物件和车辆,货舱地板强度可以承载超重货物
5、具有空投专用设施
大客则是为了满足富裕起来的人们出行的需要,主要要求是:
1、安全
2、舒适
3、省油
4、可靠,可以保证出勤率
5、低噪音
这些主要要求的不同,决定了大运和大客是十分不同的两种大飞。
民航客机常用的翼下起落架的重量较轻,但对地面的压力大,对跑道的要求高,不适合野战机场起落。为了具有优秀的野战机场起落能力,军用运输机必须采用机腹多轮起落架,但多轮起落架的重量对民航客机的经济性是致命的。
C-17的机腹多轮起落架
良好的低空低速能力决定了军用运输机的机翼应该采用先进的增升装置,如复杂的双缝襟翼,甚至前缘襟翼,这在大客上是一个浪费,既增加不必要的成本,又增加用不到的死重。
为了提供良好的空投能力,不使机尾发动机把空头的伞兵和货物吹得七颠八倒,军用运输机的发动机应该为翼下吊挂,而不是在机尾。这样,为了避免发动机离地过近,军用运输机只能采用上单翼。同样,为了在野战机场短距起落,上单翼有利于避开地面杂物。相反,为了使翼下起落架的长度最短,大客基本上可以肯定采用下单翼。发动机离地较近对大客不是问题,大客不会到野战机场去起落,只需要考虑干净的钢筋混凝土跑道就可以了。下单翼的机翼也对发动机的噪音有所遮蔽,减低机内噪音。
作为军用运输机,地板强度必须很高,好装载沉重的军事装备。地板也应该离地较低,方便快速装卸。有时,机腹的多轮起落架可以用液压升降,进一步降低地板,方便装卸。但大客的地板强度没有这么高的要求,即使作为货机,民用货物通常也不及军事装备的密度大,对地板强度的要求也没有那么高。地板离地高一点也无关紧要,也没有必要调节地板高度。
AN-124货舱地板很低,方便装卸
现代军事空运的一个大问题是长大物件的运输,很多导弹、装甲车、特种车辆的重量没有超重,但尺寸较大,为了勉强装进运输机,只能牺牲性能而削足适履。为了提供尽可能大的机舱空间,运输机内的天花板尽量不安排管线和设备,这样整个机舱高度都可以用来装载,而管线、设备全部安排的地板下,地板下本来已经没有什么空间,难以像客机那样用来装载行李或货物。对于大客来说,客舱的天花板只要不憋闷就可以了,更高并没有什么好处。但管线和设备不能布置在地板下。一来地板下是行李和货运的空间,二来万一地板因为什么原因坍塌,所有管线将被掐断,而这些管线是飞行员操控机尾的控制面的神经,掐断就意味着失控。DC-10早期的几起事故都是这么来的。
为了快速装卸货物或人员,军用运输机通常都有尾门和跳板,C-5、安-124这样的超大型运输机的机头锥也可以当作首门向上翻起,这样卡车可以从首门开进去,从尾门开出来,大大加快装卸的速度。尾门和跳板也是伞兵跳伞的理想平台,尾门关上后本身也可以装载额外的货物。由于低空低速飞行时,机头上仰,水平尾翼的效果受到主翼的影响,水平尾翼应该高置在垂尾的顶端,即所谓T形高平尾,使水平尾翼保持在干净的气流中。客机为了简化垂尾的架构,减轻重量,很少采用T形尾,除非发动机安装在机尾两侧。当然,如果设计得当,军用运输机也有用低平尾的,像C-130、安-124。
AN-124的机鼻可以向上翻起,方便货物进出
如此看来,大客莫非是大运的简化型?非也。军用飞机和民用飞机的使用条件有本质的不同。首先,民航客机强调安全性。军人的生命当然重要,但军人本来就是一个冒险的生涯,军人对于风险的承受能力比平民高,所以军用运输机对安全性的要求没有民航客机严格就不奇怪了。另一方面,军用运输机的出勤率没有民航客机高。民航客机要求每天出动,一天飞两个甚至更多的航次也不奇怪。光是这个要求的话,军用运输机有时出动强度更高,但军用运输机的高强度出动是短时间的,而民航客机的这种出勤率是日常的。长年累月的高出勤率加高安全性的要求,使得民航客机在技术上要求极端可靠。对于一般工业产品来说,在实验室条件下证实原理,然后就日常使用条件对产品进行加强使之耐用,可靠性、安全性问题也就大体到此为止了。然而,对于高可靠性、高安全性的系统,在设计中要考虑本质安全问题,然后还要对所有细节做周密的安全危害审查,对所有的安全显患、隐患做出补救措施,这包括从根本解决到危害后果控制之间步步为营的所有措施。在安全危害审查面前,没有“不可思议”的事。对于所有安全危害,要拿出危害发生的机率,发生了如何处置,处置后还有多少“残余危害”,残余危害是否可以接收等周密考虑。这使技术复杂性大大增加。
本质安全设计是最好的情况。比如说,客机的舱门在空中如何保证不会意外打开,这是一个不简单的问题。为了保证门能关紧,以保证机舱密封,门框应该一圈开口大、一圈开口小,这样门关起来的时候可以抵住较小的门框,密封圈才能有效地保证密封。但小框应该在外面呢,还是在里面?小框在里面,舱门设计和制造简单,开关容易,但万一门锁或铰链失效,就有可能脱落,造成舱门洞开。在环境气压比舱内气压低的高空,这就要造成机舱急剧减压,危及乘客和机组的生命安全,这是不容许的。所以小框应该在外面,这样即使门锁或铰链失效,舱内较高的气压依然将舱门顶在较小的门框上,依然是安全的。即使在大气压力较高的低空,小框在外也使舱门相对不容易意外打开。但这样一来,舱门的开关就是一套很复杂的机构。开门时先要把门向里缩,然后才能从门洞中间较高的地方延伸到机外。但延伸到了机外还不能就象家里的门一样成90度地打开。万一飞机迫降,需要紧急离机,成90度打开的舱门或许正好挡住乘客最优的逃生方向,或者挡住营救人员进入飞机的通道,所以舱门延伸出机体后,必须打开到和机体平行的门侧,以最大限度地避免遮挡。这样一来,小小的机舱门就是一个相当复杂的系统。汽车也有车门,但汽车车门的小框是靠里的。这就是危害发生的机率和危害后果之间的平衡了。不可能什么东西都做到“无限可靠”的。机舱门只是一个小小的例子,更重要的但是常人不容易注意到的系统还有很多。飞机上采用液压作动机构而不是电动,就是考虑到液压系统是本质防火防爆的。
不能做到本质安全的时候,就要根据危害的发生机率和危害的后果入手。比如发动机的个数,在发动机相对不可靠的时候,单发失效对四发的影响就要比对双发的影响小很多。但是当发动机可靠性非常高的时候,四发在可靠性上的优越性就不再显著,但四发在经济性上的损失就浮现出来。就是采用双发,还有发动机的位置问题。在飞行中,机翼产生升力,升力传递到翼根和机身的连接处,将机身托起。这样,机翼相对于机身有一个向上的扭曲力。翼下吊挂的发动机的重量可以平衡一部分这个扭曲力,降低结构强度的要求和结构重量,这也是为什么波音707以来大部分大型客机都采用翼下吊挂发动机的布局的道理。发动机越往外,对机翼的卸载作用越明显。但是发动机越往外,单发停车对飞机的偏航力矩也就越大,就越不容易控制。所以必须在确保单发停车后的偏航控制的情况下,才能把发动机向外移动。这里面又是一个权衡的问题。
经济性是大客和大运又一个不同的地方。军用运输机也要求省油,这样可以增加航程,增加载重。但在空投和野战机场起落所必须的低空低速要求面前,省油是第二位的。民航客机就相反,不为短距起落而损失巡航的经济性。两者的差别就在机翼。在最大速度、起飞重量和技术水平属于同一级别的情况下,C-17的机翼较粗短,后略较小,只有25度,采用前后缘襟翼等增升装置;波音777的机翼较细长,后略较大,达31.64度,只用较简单的后缘襟翼。作为军用运输机,一次运载大量伞兵并没有太大的实用价值,空投的出口只有那么多,拉长的空投时间不光增加遭受地面防空火力打击的危险,也大大增加了伞兵的散布。还不如缩短机身,减轻重量,把注意力集中在运载沉重的货物上。所以军用运输机较为粗短,C-17的载重量比C-130大三倍还多,但装载伞兵的数量相差无几。民航客机当然可以改装为货机,但载客是主要使命,当然载客越多,经济性越好,所以需要较长的机身,以多载乘客。较长的机身在气动上也比较匀称,有利于跨音速面积率的考虑。军用运输机的机身截面形状和尺寸是由需要运载的装备决定的,为了方便载货,有些军用运输机的机身截面甚至是矩形的。但为了最大限度地减小机身表面积造成的摩擦阻力,和在同样截面积下取得最轻的机体,民航客机只要可能,尽量采用圆形的截面,而尺寸是由载客经济性、舒适性、载运航空集装箱的个数、行李的空间和巡航阻力之间的权衡来决定的。
显然,除了发动机、座舱外,大运和大客只有在材料、具体的系统和元器件、翼型、设计过程、制造技术、测试技术上可以共享,在主要的机体构件上很难共享。
大运和大客在原则上的差别解决后,还有具体定型的问题。最大的问题就是:大运、大客应该多大?航程应该多远?这些问题决定了大运和大客的设计的基调。
中国空军现在的主力军用运输机是运-8和伊尔-76。运-8是和世界上使用最广的C-130同级的运输机,性能良好,功能完善,使用灵活。但用于运载快反部队的机械化装备时,运-8、C-130就有点勉为其难了。重量是一个问题,LAV轻型轮式装甲车的大小的重量就是围绕着C-130的装载能力设计的,M8轻型坦克也是一样。这样一来,战场上需要的防护能力、火力就受到限制。这种削足适履的做法在美军中受到强烈批评,对快反装备的发展也带来极大的限制。美军由于已经装备了大量的C-130,只能将错就错。中国空军装备的运-8在数量上远远不能相比,还有机会更改,所以不应该将大运局限在这个吨级上。
Y-8四发涡桨中型、中程多用途运输机
难得一见的运-8与C-130比翼
伊尔-76是前苏联为取代运-8的原型安-12而设计的,速度更快,航程更远,载重量更大,并保持了良好的野战机场起落性能。中国进口了相当数量,使用经验十分满意。但伊尔-76依然有机舱不够宽大的问题,用于装载主战坦克太局促。在载重量上,伊尔-76同样很局促,勉强能装载T-72,但不足以装载中国的96、99式坦克。
运-8的终极发展型:运-9
最新“平衡木”载机从外形上看应属于运-9,采用了与运-9相同的机头垂尾结构,以及六叶JL4复合材料螺旋桨
美军最新的运输机是C-17。C-17具有机舱宽大(可以运载M1坦克)、载重量大(达75吨)、航程远(达4,400公里,有空中加油时可以达到无限航程)和起落性能好(对跑道的要求不超过C-130)的优点,是结合C-130的野战机场起落性能和C-5的战略运输性能于一身的优秀运输机。但C-17这样的运输机十分昂贵,对解放军是有点不必要的奢华。在可预见的将来,全球快速部署不是解放军的主要使命,所以航程可以降下来一点,4,000公里就足够了。如果有联合国维和行动的需要超过航程的能力的话,可以在友好国家中途加油。若是载重量以能够运载一辆战斗状态的主战坦克的话,那55吨就够了。考虑到主战坦克重量不断上升的趋势,可能放宽到60吨比较合适。机舱尺寸应该能够容纳96、99和计划中的新主战坦克,以及红-9甚至东风-15这样需要战略机动的武器系统。这样,理想大运就然而出了:
运-8“高新”系列电子战机,绘图:刘明
上单翼,高平尾,大尾门,四发,载重量约60吨,最大起飞重量约200吨,航程约4,000公里
如果大运的要求相对清晰的话,大客的要求就远没有那么清晰了。大客的概念首先就十分模糊,到底多大才算大客?在运-10的年代,载客120人就算大客了,现在120人的载客量只有支线客机的水平,而载客200人以上的波音787反而算中型客机了。当然,中国的标准可能和空客、波音不一样,不是一定要A380、波音747才算大型客机的。
如果不抠字眼的话,中国最需要的是两的级别的大客,一是波音737/A320级别的窄体客机,载客150左右;二是A330/波音777-200级别的宽体客机,载客250-300人左右。
------------------
如果有一天我变成的流氓,请告诉别人,我曾经纯真过....
恭喜!本帖被酒是醇的香@0OR9v
加为精华。系统奖励10分!