中國大型飛機發展戰略研究報告(2)

中國發展大飛機工業的三大曆史教訓 新中國的航空工業有50多年的曆史，具有僅次於美國、俄羅斯的產業規模，全行業有50多萬就業人員，34個部級研究所、50個廠級研究所和100多個大中型企業，6個國家級重點實驗室和38個部級重點實驗室以及世界上最大的風洞試驗基地之一。但中國航空工業卻在民用飛機領域走了20多年被稱為"屢戰屢敗"或"屢敗屢戰"的道路。不理解這個過程的形成因素，就無以判斷當前各種爭論觀點的是非曲直，也無法把握麵向未來戰略的決策原則。 理解中國航空工業的曆史，1970年上馬、1980年試飛成功而又於1985年被迫下馬的運10項目是一個繞不過去的曆史事件。運10是堪比"兩彈一星"的國家重大項目，分析其成敗的前因後果是理解中國航空工業存在什麽問題的一把鑰匙。因此，本部分首先以運10項目為線索，分析和概括出有關中國民用航空工業發展的三大曆史教訓。 教訓一：運10下馬丟掉的不是一個產品，而是技術能力賴以發展的開發平台 中國航空工業曆史上的一塊傷疤是運10.對於運10，過去有許多恩恩怨怨，現在也有許多爭論。但是，幾乎所有的爭論隻是圍繞著產品的優缺點說來說去，卻掩蓋了更為重要的技術能力問題。例如，對運10下馬的一種官方解釋是："1981年初，民航總局對運10型飛機研製提出意見，認為該機還有不少重大技術問題有待解決，其中如影響安全和經濟性能的全機疲勞試驗尚未進行，飛機性能還要通過大量試飛才能驗收，機上4大係統還缺乏試驗數據，有些機載設備還存在問題等等，繼續研製類似波音707型水平的飛機是否可取，需要斟酌。因此，1985年2月國家決定運10型飛機停止研製".但從技術能力發展的角度看，這樣的解釋就像是說：一個剛開始學步的嬰兒，因為還沒有最後證明他今後是否能夠步履矯健，所以不許生存。 從技術能力發展的角度看，運10不僅是一個機型，而且是中國第一個大型民用飛機的產品開發平台。也就是說，運10既是當時中國航空技術能力的體現，也是進一步提高技術能力的基礎。 任何一個有形的產品都會隨著出售給用戶而離開設計生產該產品的企業，但從開發一種產品的過程中所獲得的知識、經驗和技能不但不會離開原來的企業或工作組織，而且還會隨著連續的產品開發和改進活動而不斷增長。技術能力的發展不能脫離研發活動的物質對象，所以代表企業研發活動最終成果的產品設計就成為企業技術能力賴以發展的"台階"或"工作平台"，即我們所謂的"開發平台".一個產品設計若成為開發平台，企業就必須對該產品設計擁有知識產權，因為沒有知識產權就沒有對其進行修改和再開發的權利，也就不可能成為企業技術能力發展的工作平台。中國航空工業曾經組裝過的麥道飛機和中國汽車工業通過合資組裝的外國品牌汽車都不是中國工業的產品開發平台，就是因為中方沒有對這些產品設計的知識產權，不能對這些產品進行修改和再開發。獲得知識產權可以有兩個途徑，自己設計或外購產品設計，但有效的技術轉移要求技術接受方必須發展出相當的能力，而努力發展這樣的能力也就是自主開發能力生成的過程。 擁有自主的產品開發平台對於技術進步和技術能力的發展具有重大意義。 第一，現有的產品設計體現了現有的知識基礎，由於存在這個基礎，所以開發者可以在後續的改進中大大縮小解決問題和搜尋新知識的範圍，從而大大降低在技術進步過程中無法避免的不確定性；第二，現有產品擁有現有的客戶群，在現有的產品開發平台上開發新產品有利於保持市場的連續性，降低市場的風險；第三，擁有產品開發平台可以選擇、試驗和集成各種新技術，帶動相關技術網絡的進步。像飛機這樣需要幾萬種零部件的複雜產品係統需要集成大量的技術，每個亞係統甚至每個單項技術都有自己特定的性質和特定的進步軌道。關鍵問題在於，如果沒有隻能由終端產品所提供的應用可能性，上遊技術的發展就喪失了需求動力。任何技術的進步都是通過解決問題而實現的，如果沒有應用的需要，也就沒有解決問題的動力，甚至連問題本身都無法提出。當一些人爭辯說，中國做不出產品（如飛機、汽車等）是因為基礎技術不行時，我們的問題是，如果不去自主開發產品，誰會去努力開發產品所需的上遊技術？相反，如果進行自主產品開發，即使暫時不能掌握所有的技術，那也不僅可以外購，而且必然會產生開發這些技術的動力。由於終端產品是上遊技術的應用平台，所以如果沒有產品開發平台，就沒有整個技術鏈條的進步動力；第四，現有的產品平台有利於建立起新的產品開發平台。不僅是因為開發任何新產品都需要技術經驗的積累，而且是因為舊平台可以幫助技術人員迅速把握新平台的概念和參數應該是什麽，減少一切都必須從頭來的成本和不確定性。例如，美國第一次開發噴氣飛機的嚐試是把噴氣發動機安裝在原來使用螺旋槳發動機的XP-59上，結果其性能並不比高速螺旋槳飛機更好。但這個實驗幫助美國工程師理解了飛機的整體設計為什麽需要並如何因發動機的改變而改變，當專為噴氣發動機設計出來的XP-80飛機問世後，噴氣飛機的優勢就立刻顯示出來。雖然新的噴氣飛機開發平台與舊的螺旋槳飛機開發平台相比是革命性的進步，表現為技術跨越（即激進的技術變化），但這個革命性跨越的過程卻是連續性的，原因就在於技術的知識和能力隻能是累積性發展的；第五，產品開發平台的存在意味著技術研發活動在組織上的連續性。在使用以科學為基礎的技術的工業領域，技術能力來自技術和產品開發活動，而不可能來自僅僅使用技術的過程。此外，技術能力發展的累積性同時決定了產品開發活動的不可間斷性。拋棄自主設計的運10而去組裝麥道飛機，雖然能學到一些生產知識，但卻因為沒有對產品設計的知識產權而喪失了產品開發平台。喪失產品開發平台意味著在產品開發層次上的技術學習過程中斷，必將導致開發團隊的解體和技術能力的消逝。 為拋棄運10辯解的人總說運10是模仿波音707開發出來的機型，到1980年代已經落後。事實上，運10不是波音707.即使運10就是波音707，那問題的關鍵也不在於它是否比波音727、737落後，而在於運10下馬後中國至今都沒有逾越甚至能夠勉強達到的產品開發平台。如果中國保留了這個平台，就可以在這個平台上不斷改進，其結果必然是一方麵使產品的技術水平不斷提高，另一方麵使開發團隊的技術能力不斷增長。相反，放棄運10平台的結果是中斷了中國民用航空工業進行技術學習的過程。我們以下圖來表示中斷技術學習的代價。 上圖描述了美國波音、歐洲空客和中國運10這三個民用幹線飛機開發平台的技術能力發展軌道，以便從概念上幫助理解丟掉運10平台的後果是什麽。 波音是世界民用和軍用航空工業的主導企業，但它在民用客機領域曾經是個後進者。1952年4月，波音公司決定開發其第一個大型噴氣式客機機型波音707，其原型機波音367－80於1954年7月試飛成功，但並沒有馬上帶來訂單。1955年，波音開發出707，最初在銷售上也輸給了道格拉斯公司的DC－8.波音吸取教訓，對原設計進行修改，加寬客艙並增加洲際航行能力。改進後的波音707（180座）於1957年試飛，很快獲得市場成功，打破了道格拉斯公司對民用客機市場幾十年的壟斷。此後，波音公司開發出一係列噴氣客機，尤其1968年投入航線運行的波音737，是有史以來最成功的客機機型，迄今各種改型加在一起已經銷售了4800架以上。 1965年，波音開始開發747.開發波音747的關鍵之一是發動機，在向通用電氣和英國羅爾斯。羅伊斯公司尋求發動機供應未果後，波音轉向普惠公司。由於機體龐大，普惠公司在開發發動機過程中困難重重，要求延期。波音不同意，逼迫普惠從現有發動機中擠出更多的動力，結果導致發動機過熱和超重。1969年波音747試飛過程中，使用了87台發動機，其中完全報廢了60台。但波音向用戶隱瞞了真相，直至後來運營成本大增的泛美航空公司宣稱起訴波音，並迫使波音每架飛機降價500萬美元私了。這期間，波音因不能按時交付飛機差點破產。直到1970年代中期後，普惠公司才解決了發動機的問題，曆經近10年磨難的波音747從此雄霸國際航線，在1980年代又開發了757和767.1996年12月，波音兼並了航空業曾經的老大麥道公司。 英國本來在發展噴氣式客機方麵走在美國的前麵，但早期開發的機型（如彗星號）連續出現事故，沒能獲得市場成功。考慮到各國單槍匹馬難以同美國競爭，1967年英國、法國和德國聯合上馬"空中客車"計劃，開發幹線民用飛機。1970年代初，西班牙、荷蘭、比利時相繼加入該計劃。空客開發的第一個機型是220座的A300，但它從1974年首次交付使用到1978年之間，一共才銷售了38架。1978年春市場發生變化，燃油價格的飛漲和市場競爭使航空公司迫切需要客容量大、經濟性好的機型，A300成為受歡迎的機型，到1979年底訂單已超過300架，公司從此走上坦途。麵對有利形勢，空客再接再厲，從1978年開始開發A310，首次采用超臨界翼型。此後又開發了A320，率先采用電傳操縱係統。由於A300和A310奠定的良好聲譽，A320在首次試飛前就空前地獲得了439架的訂單。從A300到A320，空客覆蓋了中短程、小載客量的幹線飛機市場，形成與波音737、757、767和麥道80、90係列的競爭格局。但在中遠程幹線飛機市場上還是空白。為覆蓋這個市場，空客從1987年開始開發A330和A340.1992年，A330首飛。A340於1991年首飛，是空客第一個采用四發動機的機型。2000年12月，空客開始研製A380，其座位數達到555個，並於2005年1月18日下線。30多年的時間裏，歐洲空客追上了美國，促成了麥道的破產，今天已經壓得波音喘不過氣來了。 從上麵的簡介中可以看到，波音和空客在其開發早期階段產品都不成熟，也都遇到過市場不確定性的困擾甚至挫折。當第一個產品開發出來後，隻是通過在開發平台上的不斷改進，才最後取得成功（從正式交付使用到獲得批量訂單都花了四五年的時間）。有了波音707，才有了波音係列；有了空客A300，才有了空客係列。相比之下，運10剛剛一飛衝天，卻被中國的一些人指責為"技術有問題"、"找不到市場".運10是傾全國之力而一舉建立起來的大型客機開發平台，代表了中國航空工業技術能力的一次飛躍。在那之前，中國隻自主設計製造過十噸級的飛機，而運10是百噸級的飛機。與十噸級的飛機相比，運10平尾的麵積就達到其機翼麵積的5倍；前者的機翼上一般有4片輔助翼麵，而後者機翼上的輔助翼麵卻要多達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後進者的借鑒。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；然後製作出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，最後選擇了翼吊布局。這個布局後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世紀後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，最後選擇了英式翼型，致使運10的翼型在空氣動力性能上優於波音707.最可貴的是，運10的設計者本來都是在前蘇聯技術體係下成長起來的，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製，使運10成為中國第一架按英美適航條例（CAM4b和後來的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設計中一麵學習，一麵運用，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這樣一個在技術複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幹線大飛機，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、新規範、新技術、新工藝、新材料、新成品附件的範圍和程度都是空前的。例子不勝枚舉，這裏僅舉一例：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麵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麽叫做產品開發平台以及為什麽這種平台對於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台。運10試飛成功後，同年11月28日英國路透社評價說："在得到這種高度複雜的技術後，再也不能把中國視為一個落後的國家了。"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後對中國設計師說："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不是波音飛機的複製品，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，我們隻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，她是該國發展設計製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台，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台上連續改進和創新，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）。於是，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平台，使其不斷改進。依此類推，中國的幹線客機如果再拖上10-20年以後上馬，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研製過程中，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，最終製造成功用在運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，而把仿製的發動機裝在波音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年後的今天，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製的，但這並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，其他國家都是從仿製開始。美國1941年與英國簽訂仿製英國噴氣發動機的協定，同年10月，英國把一台未裝配的發動機和一係列圖紙資料提供給美方指定的通用電氣公司，並派了一個技術小組協助美方仿製。即使有了這樣的幫助，美國通用電氣公司仿製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製噴氣發動機，但直到戰爭結束也沒有研製出來。戰後，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製出了噴氣發動機，1947年又通過貿易談判從英國購買了幾十台噴氣發動機並開始仿製。 關鍵不在於是否仿製，而在於是否進行了技術學習。美國人仿製英國噴氣發動機時，有英國技術人員帶著圖紙和技術資料來手把手地教；前蘇聯在仿製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，以幫助蘇聯人從複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製到自主設計的過渡。相比之下，上海當年隻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隻多不少。 通過上述分析可以清楚地看出，運10的下馬標誌著中國大型客機開發平台的喪失，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，隻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曆史教訓。但是為什麽要這樣自毀長城？