中國的航空工業起步並不算晚,1918年建立的馬尾海軍製造飛機廠是我國的第一家飛機製造廠,以後又相繼建立了廣東飛機製造廠、中央杭州飛機製造公司、中央南昌飛機製造廠、成都飛機製造廠。中國也擁有世界一流的航空科技人才,如巴玉藻和王助。他們於1916年獲美國麻省理工學院航空工程碩士學位。1919年,巴玉藻在中國設計製造成功第一架水上飛機。王助畢業後則到美國西雅圖波音公司工作,該公司研製的第一架飛機就是由王助總設計並監製的。他於1918年回國後,便致力於飛機研製工作。然而,由於中國支持航空工業的基礎工業的落後、航空教育和科研的薄弱,由於政府的腐敗和戰亂不斷,中國始終沒有建立起可以稱為獨立產業部門的航空工業。
(一)飛機研製工作
航空技術是現代高技術。設計製造飛機不是簡單的工匠手工藝所能勝任的。早期的先驅者沒有取得很大成就的關鍵原因之一是他們缺乏航空工程技術教育。他們對航空有一些認識和了解,但技術上所知不多。選派航空留學生則開始改變了這種局麵,也使中國航空發展進入了一個新時期。最早派出學習航空工程的有巴玉藻、王助、曾詒經和王孝豐等。巴玉藻和王助則是成就非凡的代表人物,他們為中國近代航空工業的開創作出了重大貢獻。
1.海軍製造飛機廠。
1918年,巴玉藻和王助回國後,即籌備成立了海軍飛機工程處(即馬尾海軍製造飛機廠),巴玉藻任主任。這是中國第一個正規的飛機工廠。馬尾海軍製造飛機廠在巴玉藻主持下設計的第一架飛機於1919年8月完成,取名甲型一號,這是一架水上飛機。這種飛機共造了三架,性能不亞於歐美的同類產品。巴玉藻在飛機研製成功後,提出了一個擴建工廠的計劃,“以圖多製教練機,養成多數人才,逐漸試造軍用飛機,自製發動機,以期達到建設空軍增強國防之目的”。①他提出撥款60萬元建廠研製飛機的計劃雖獲得批準,但未能實現。在他和王助的努力下,設計製造飛機的工作在艱難中進行。到1929年共製造出6種型號的飛機12架,以水上飛機為主。在1922年,巴玉藻和王助共同設計建造了世界第一個水上飛機浮塢。
海軍製造飛機廠在生產飛機過程中,所用的金屬材料均從國外進口,發動機也全部依賴進口,其他木質材料、蒙皮材料和油漆則使用本國貨。自1919年完成甲一教練機後,到1922年又完成了甲二、甲三、乙一等初級教練機。1924到1925年又設計製造了丙一、丙二水上轟炸機,它們的重量已達2.95噸,最大速度已達每小時170千米。
二十年代後期,海軍製造飛機廠在繼續設計生產教練機的同時,也研製了幾種偵察機和魚雷轟炸機。如1927年研製的戊一“江鳧號”、戊二“江鷺號”、丁一“海鷹號”、丁二“海雕號”。這些飛機雖都是雙翼木製水上飛機,但外形都相當簡潔美觀,性能也不錯,可以同外國同類飛機相媲美。①
1931年,海軍製造飛機廠遷到上海。這個時期,飛機設計和製造技術也有了一些進步,如改善飛機機身流線形、翼剖麵也更加科學,支架采用了焊接技術。除繼續研製水上飛機外,也開始生產陸上飛機和仿製外國飛機。抗戰前,海軍製造飛機廠先後研製和仿製了教練機和偵察機7種,其中1934年研製的“寧海號”
艦載偵察機是相當出色的,它的機翼可以折疊。由於當時的政府不重視自己的飛機,因而沒有通過大量采購等手段扶持自己的研製工作。這些飛機幾乎都沒有投入批量生產。1936年,海軍製造飛機廠以很快的速度為軍方仿製了18架美式飛機。抗戰爆發後,海軍製造飛機廠被迫遷到成都改組為第八修理廠。從此,這個中國最早的飛機製造廠再也沒有在飛機研製上取得多大成就。
2.廣東飛機製造廠。
廣東飛機製造廠是中國第二個正規的飛機製造廠,1920年在廣州建立。1923年楊仙逸從美國運回四架寇蒂斯“珍尼”式飛機。楊仙逸以這種飛機為基礎,與美國工程師一道,研製成雙翼教練機。孫中山和夫人宋慶齡親自主持了試飛典禮。首次試飛由黃光銳駕駛,據說宋慶齡也一同乘機上天。孫中山以宋慶齡的英文名為這架飛機命名“樂士文”。為了鼓勵中國人自己研製飛機,孫中山特別題寫了“航空救國”四個字。②
從1928年起,廣東飛機製造廠開始研製飛機,並將所有的飛機都定名為“羊城號”。由於廣東地方政府不迷信外國飛機,也敢於使用本國飛機,這使廣東飛機製造廠的飛機研製工作相當出色。1928年廣東的梅龍安設計製造了第一架飛機“羊城51號”,並親自駕駛飛行成功。接著又設計製造了“羊城52號”,時速128千米。1929年又造出時速超過160千米的“羊城54號”、“羊城55號”、“羊城56號”等飛機。1933年又造出了“羊城57號”,它的速度達到220多千米。據統計,廣東飛機製造廠在1936年前共研製生產了“羊城”係列的教練機、驅逐機、轟炸機達60多架,成為中國當時在飛機研製方麵成就最大的航空工廠。①
1934年,廣東飛機製造廠改為韶關飛機製造廠,與美國寇蒂斯—萊特公司合作生產飛機。這時,該廠的主要任務轉為修理和仿製外國飛機,但也自行研製出“複興”式教練機。到1939年,該廠共仿製成美國“霍克”Ⅲ式飛機44架,生產“複興”式飛機4架。1939年,韶關飛機製造廠又遷到昆明,改為空軍第一飛機製造廠,1941年再遷到貴陽。工廠除了繼續製造外國飛機外,還自行研製了“研驅一”飛機,這是中國最早的下單翼式布局飛機之一。雖然它的機身相當笨重,但也達到了每小時547千米的高速度。它隻製造了兩架。該廠還計劃研製性能更好的研驅二,但未能實現。另外,自行設計的“複興”式也進行了改進,其中“新複興”丙的飛行速度達到每小時292千米,“新複興”甲的速度為每小時285千米。不過它們的製造數量都很小。
隨著戰爭的進行,計劃研製的幾種飛機都未能堅持下去。擔任工廠廠長的朱家仁後來在自己家裏繼續研製飛機,取得了很大成績。①朱家仁在1936年就自己設計製造了“蘇州號”雙翼教練機,相當成功。從1943年起,他又在自己家的後院裏設計製造了“研驅零”驅逐機。1945—1948年,在國際上直升機剛剛開始發展之時,他就開始研究、設計直升機。他先後設計製造成功了兩架共軸式“蜂鳥”號甲型和乙型直升機。其中“蜂鳥”乙型直升機的典型技術數據為:發動機功率91.7千瓦,旋翼直徑7.62米,機高2.63米,總重725.5千克,最大飛行速度每小時136千米,航程219千米。②這架直升機看起來也十分漂亮,采用封閉式坐艙,可以說超過了國際上同類直升機。這是很難能可貴的。
3.中央杭州飛機製造公司。
1934年,國民政府和美國合作在杭州建立了中央杭州飛機製造公司。這個飛機製造廠先是修理外國飛機,後逐步過渡到組裝、仿製美國飛機,包括全金屬飛機。後來製造的美國諾斯羅普式轟炸機為全金屬應力蒙皮結構,共製造了25架。這是中國首次製造帶有應力蒙皮結構的大型飛機。這也表明了中國具備了水平較高的技術人員和飛機製造技術。在將美國的偵察機改製為轟炸機的過程中,任務完成得也相當出色。
抗戰後,中央杭州飛機製造公司遷到雲南壘允,在杭州和壘允期間的8年裏,共裝配和生產了各式飛機約二三百架,成就相當突出。從生產的飛機性能上看,說明這個工廠也具備了設計新飛機的能力。但由於戰時主要目的是多出飛機,因此自行研製飛機的工作一直沒有開展。1942年日軍侵入昆明後,工廠關閉。
4.中央南昌飛機製造廠。
1935年,意大利人來中國與國民政府在南昌合辦了中央南昌飛機製造廠。
1936年,中央南昌飛機製造廠首先修理了“美齡”號飛機和兩架意製菲亞特式飛機。1937年開始,該廠按計劃製造20架教練機和6架大型S—18雙發轟炸機。盡管中國隻承擔了約20%的生產工作,但設計製造這種雙發動機大型飛機在中國還是第一次。①抗戰後,中央南昌飛機製造廠遷到四川的南川,改組為空軍第二飛機製造廠,朱霖任廠長。
從1939到1947年,這個廠研製了6種飛機。忠28甲下單翼驅逐機是仿製蘇製伊—16飛機。但由於沒有圖紙,自己設計的比例很高。它的重量為1556千克,最大速度每小時455千米。先後造了3架。空軍第二飛機製造廠後來又將這架飛機改成教練機,共製造了30架。這個數量在當時是很高的。
1940到1942年,第二飛機製造廠試製了兩種滑翔機,生產量有30多架。該廠還曾在緬甸裝配過當時最先進的戰鬥機之一—美國的P—40“戰鷹”式99架。這個廠在抗戰期間成就最大的工作是自行研製了中國第一種中型運輸機“中運一號”以及它的改進型“中運二號”。“中運一號”總重4540千克,最大飛行速度每小時342千米,航程1600千米,乘員數11人。“中運二號”與“中運一號”相似,但在起落架、尾輪、襟翼和內設計方麵有許多改進。它的最大速度為每小時345千米。於1946年試飛成功。“中運三號”的設計速度則達到353千米。由於金屬材料缺乏,飛機均采用木製結構,但設計與製造都十分精良。“中運一號”和“中運二號”從設計到製造都堪稱傑作,飛機性能優良且外表美觀,外國人看了都不相信是中國自製的。①
5.成都飛機製造廠。
1941年,滇緬公路被日軍封鎖,外國軍用物資進入中國十分困難。由於對飛機的需要十分迫切,於是,航空委員會又籌建了空軍第三飛機製造廠,地點設在成都,目的是訓練設計和製造飛機的技術人員,利用國內材料,自己設計製造飛機。這個廠逐步發展為成都飛機製造廠。
1942到1943年,成都飛機製造廠仿製了15架美國教練機、15架“研教一”雙翼教練機和30架“大公報”號滑翔機。1942到1944年,成都飛機製造廠根據蘇聯的SB—3轟炸機資料,設計製造了研轟三式轟炸機。除功率達600千瓦的發動機、金屬螺旋槳和可收放起落架是原蘇聯的外,其他部件和材料都是國產的。全機總重量達13200千克,可謂是中國當時生產的最大的飛機。此後,成都飛機製造廠的成就不那麽突出了。計劃研製運輸滑翔機的工作也沒有完成。
據統計,在1949年以前的40年間,中國人自己生產的各種飛機大約在600—700架,而大部分是組裝或仿製的。自己設計製造的雖然很少,但這些個人的或飛機工廠設計製造活動是很難能可貴的,有些飛機可與國外的同類飛機相媲美,有的還超過了國外飛機,顯示了中國設計師的水平和天才。
(二)航空教育與航空研究
1.早期的航空學校。
武昌起義時,中國隻有兩個飛行隊,一是南京飛行隊,一是武昌航空隊。北洋政府時期,袁世凱將南京的航空隊調至北京南苑,組成航空傳習所,1913年又籌建了中國第一個飛行學校——南苑航空學校,並建成了一個飛機修理廠。當時南苑航空學校共有各式飛機12架,1914年畢業第一批學生41人,1917年畢業第二批學生42人。1919年底,南苑航空學校歸屬新成立的航空事務處,並改名為航空教練所, 1923年又改為國立北京航空學校。北洋政府原計劃建立空軍,但最終未能建成。到1926年,這個航空學校終於停辦了。十幾年間,共計培養飛行人員100多名。
民國成立後,廣東地方當局也計劃籌建航空學校。但直到1924年,廣東航空局才在大沙頭建立了航空學校。到1936年廣東航空學校歸並南京空軍時,共計畢業學生約500人。
東北軍閥張作霖在直皖戰爭後,從北京搶走飛機十幾架,於1922年在沈陽創辦航空學校。1924年畢業第一批學員41人,籌建了東北空軍。此後,東北航空處先後向法國、日本派出許多學生學習航空。東北空軍在九一八事變前,共計購買外國飛機達500多架。
除北京、廣東、沈陽三處規模較大,辦得較好的航空學校外,其他地方政府也紛紛建立航校,設立飛機修理廠。如雲南政府於1923年建立了雲南航空學校,山西軍閥閻錫山於1925年建立了航空學校和飛機修理廠。湖南省政府於1930年成立了航空處,並成立了航空訓練班。其他如山東、湖北、四川、廣西、江蘇以及福建等省也都曾建過小型航空學校和航空隊。由於當時的混亂局麵,這些飛行學校的運行極不穩定,經費不足,技術不規範,因此也未對中國的航空事業產生很大影響。
2.航空留學教育。
清朝末年,已經開始選派學生去國外學習航空工程,最早的一批是巴玉藻、王助等4人。他們於1917年回國後,對中國航空工業的開創作出了重要貢獻。此後,清華大學在1933年前派出留學生10人學航空工程。1933年,民國政府航空署選派了3位學生赴美國留學,其中有林同驊等。1934年航空委員會又考選了25名理工畢業生赴意大利學習航空工程。以後派出的人逐年增多。據一些粗略統計資料,1937年以前僅在美國學習航空工程的就有60人。抗戰時期,日本空中力量的優勢使政府和莘莘學子更加意識到中國航空技術的落後,因此出國學航空的人更多。通過政府選派、中美庚款和中英庚款等幾個渠道派出的航空工程留學生每年都達數十名。據估計,抗戰期間派出的航空工程留學生人數在200人左右。1949年以前,中國派出學習航空工程的留學生總數高達300人以上。①
中國航空工程留學生抱定強烈的科學救國、航空救國的信念,負笈海外、發奮圖強,加上他們都是在國內層層考選中脫穎而出的佼佼者,因此在歐美求學和工作期間,大都取得了優異的成績,並且湧現出具有世界水平的航空科學家和工程師。在三十年代後期和四十年代派出的留學生中,有許多回國後為新中國航空航天事業作出重大貢獻的專家學者,如錢學森、郭永懷、錢偉長、沈元、吳仲華、陸士嘉、徐舜壽、任新民、屠守鍔、梁守磐、莊逢甘、黃緯祿、黃玉珊等等。①
3.航空工程教育。
九一八事變後,興辦航空教育成了政府和教育界的共識。一些大學開始設立航空類課程。1934年的航空技術會議作出了協助各大學設立航空工程係以培養航空技術人材的決議,中國的航空教育從此進入大發展階段。
清華大學在1934年首先開設了航空講座。在馮·卡門的介紹下,1935年從美國聘請華敦德教授前來講學,另外還聘了幾位中國教授。1936年畢業了第一屆航空組學生。1938年在西南聯大時,清華大學正式設立航空工程係。1939年,清華航空係又開始招收航空工程的研究生。在國內各大學中,清華航空係規模最大,條件也最好,取得的成績也最大。②
1935年,由航空委員會提供經費,南京中央大學創設了航空係。1937年畢業了第一批學生共21人。從1937年開始招收航空本科學生。到1940年,航空機械特別班共畢業三批。抗戰時,中央大學遷到重慶。1940年秋,中央大學航空係已有學生125人。到返回南京時,中央大學航空係有風洞、發動機、儀表和結構四個實驗室。
上海交通大學早在1933年就開設了航空課程,1935年在航空委員會的支持下設立航空門,後擴大成航空係。①到1942年夏,交大航空係共畢業航空專業學生7批72人。
清華大學、中央大學和上海交通大學的航空係是當時國內規模最大的。三個學校到1949年時已畢業航空工程學生達500人。
其他學校也紛紛建立航空係。天津北洋大學於1935年開辦航空係,浙江大學於1944年開辦航空係,廈門大學於1944年開辦航空係,成都四川大學於1945年開辦航空係。還有一些學校開辦了較小的航空工程係,如雲南大學、西北工學院、中國工業專科學校等。
中國共產黨在革命根據地也積極籌辦軍事航空,1941年成立了延安航空學校,1943年軍委成立了航空研究組,1945年又在東北成立了航空學校。這些工作為建國後籌建中國人民解放軍空軍打下了基礎。
從三十年代中期到四十年代末短短的十幾年間,據統計共計畢業航空係科的學生近千人。他們逐漸形成了一支強有力的航空科技人員群體,為新中國發展航空科技積蓄了力量。此外,航空學術團體也開始建立。1934年,中國第一個航空學術團體——中國航空工程學會在杭州成立。錢昌祚任會長。
4.航空科學研究。
1949年以前,航空工業基本上處於草創階段,人才、資金、設備都極端缺乏,航空科學研究幾乎沒有開展。當時曾有兩個研究機構,一是清華航空研究所,一是航空委員會的航空研究院。
清華航空研究所成立於1936年,由航空委員會給予補助,顧毓秀和莊前鼎分任正副所長。該所的主要研究工作與成績為:設計並建造了一個風洞,開展了空氣動力學研究,進行了高空氣象方麵的研究工作,進行了飛機結構和材料方麵的研究。另外,研究所還研究了直升機,設計、製造了滑翔機。
航空委員會的航空研究所是1939年7月7日在成都建立的,後改為航空研究院,黃光銳和王助擔任正副院長。這個研究院人數最多時有100餘人。在抗戰期間,研究院開展了空氣動力學、發動機、飛機設計以及結構和材料方麵的研究。研究院在王助的領導下,還研製了研教一、研教二式教練機和研滑一式滑翔運輸機。另外還研製了一些飛機和發動機的零部件,其中飛機副油箱達上萬個。①
由於種種原因,在國內的航空科研工作並沒有取得具有世界水平的成果。但當時許多在國外的留學生在參加科研工作中,取得了大量突出的成就。在高亞音速、跨音速、超音速空氣動力學以及固體力學等若幹領域,中國學者取得的成果獲得廣泛承認。錢學森、郭永懷、林家翹、柏士義、錢偉長都是當時國際知名的專家學者。