中国航空发动机为什么长期落后

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中国的航空发动机水平到底如何?

答曰:相当落后(当然是比世界先进水平而言)!实际上是能够自研航空发动机的国家或国家集团(不多,真正是屈指可数)中最落后的。我国专家承认与"先进"之间有30年以上差距。



为什么会这样?


这个问题相当复杂,又和发展所有其它的民族高科技产业有共同之处,下面详细解释一下我的看法。


我认为,中国航发的落后有多方面的原因:航空发动机技术本身的极端复杂和研制的极端艰难;中国经济技术基础的极端落后;长期封闭(包括最严密的国外技术封锁)、缺乏交流的国际环境;对产业和技术发展规律缺乏认识、把握不准;经验匮乏;决策的失误与反复;人才的匮乏和流失......可以说,发展高科技产业所有可能遇到的的困难和问题,中国全部遇上而且相互影响、相互加强,形成某种恶性循环。这是后进国家发展先进技术的通病(看看没怎么被禁运、众人帮忙的印度的航空发动机如何就知道),只不过因为航空发动机研制的极端困难而在此领域暴露得最为充分和全面。最后导致了航发事业代价异常大、进步异常艰难、差距越拉越大。


首先是航空发动机技术本身的极端复杂和研制的极端艰难。现代先进航空发动机技术与先进芯片制造技术并立,是现代工业的王冠,是难度最大、最考验一国综合经济、技术实力的产品。相关产业的些微不足、一点点暇疵,投资的稍微松懈、研制的稍许延误、预研稍微薄弱,对发展方向判断稍微不准......都会在航发的性能和可靠性竞争中淋漓尽致地表现出来。世界上有能力自研核武器和导弹的国家不止10个,而能自研军用航空发动机的基本上就是五个常任理事国(日本、德国应该有此能力,但恐怕比较缺乏完整的研制经验)。


别说中国,当年Boing-747的发动机问题差点把波音公司逼上吊;就是现代喷气式航发的祖师爷(之一),英国大名鼎鼎的罗罗(港台称劳斯莱斯)公司,都还几度搞到险些破产。

尤其近几年,不提中国,在军用航发领域,欧洲那些历史悠久、经验丰富、交流充分、人才济济、完全没有"禁运"问题的企业,与美国的差距也有明显拉大的趋势(说我国的差距拉大也主要相对美国而言;美国在此领域真正是遥遥领先于世界各国)。可见这个领域之残酷!


难,对大家都难,为什么能够研制航发的国家中我国水平垫底呢?


追根溯源,中国经济技术基础的极端落后是"初始"原因。这一点说明了我们的起点低。


按正常逻辑,一般来说,在竞争中,如果双方保持同速前进的话,落后者也是不可能追上先行者的,最多保持差距不要拉大。


可惜,由于下述种种原因,我国在很长时间里连"同速"前进都完全没法做到,进步较快的时期恐怕只有产业初创时期(在"老大哥"的帮助下)和上世纪90年代以后。差距因此越来越大,目前的水平大致相当于美国1970年代中期。当时美国已经量产装备第三代军用发动机,而水平相近的中国"太行",迄今不能稳定量产,也还未生产定型遍数导致落后的内因,影响发动机研制最大的问题,不是什么外人看表面现象臆想出来的"崇洋媚外",而是对发动机研制规律长期认识不清。通俗说,就是不知道航空发动机应该如何安排研制。由于发动机研制极其困难,所以周期很长。要保证主力战机能及时拥用理想的动力,发动机研制(预研)必须早于整机(指飞机机体平台)。其实,这等于说发动机需要自成体系,相对独立于具体机型,对技术发展趋势进行广泛探索和预测;选取有潜力的技术方向进行预研突破。到确定装机型号和具体要求时,发动机需要用到的主要重点难点技术最好已经完成攻关。否则,发动机进度是绝对赶不上整机试飞要求的。


我国长时间将发动机等同于其它飞机零部件,视为飞机项目的附属。等飞机立项开始研制,才考虑发动机的研制,几乎是"煮饭的同时耕田种菜",想吃上,你就等吧!


举个例,美国那超级明星F-22从1984年提出需求到2004年初步形成战斗力,20年;它的心脏F-119发动机,从预研到定型装备,26年!这是世界上经验最丰富、人才最充沛、经费最充足、设施最完备、体制最健全的工业体系下的数据!


我国长期没有建立相对独立的发动机研制体系,也没有美国NASA那样的综合预研机构。每个项目还相对独立,经验教训没有充分总结、整理、利用,栽重复跟头就难免了(对失败、教训采取不承认和回避态度,讳病忌医、文过饰非,确是民族文化的一大弊病)。


下面一段话直接引用自千龙网:


在我国航空工业的早期发展史上,决策者、管理者和实施者都缺乏对航空发动机研制艰巨性重要性的认识,更不了解发动机研制规律。长期以"一发一机配套"的错误模式进行发展,而发动机研制较飞机研制周期要长,因此发动机、飞机最终被迫先后下马是必然的。长期以来航空发动机行业既没有先进的制造技术底子,也没有预先的科学研究,在"左"的年代要受到政治运动的影响,改革开放后又受到缩减军费、压缩项目的冲击,研制工作环境很不稳定。所以40年一直没有拿出一个完全自主研制的发动机项目。


好吧,起步已经晚了,资金总该保证吧!


不,中国的发动机研制过程中,资金从来就没有真正保证到位过!


说来也是,在技术储备充足的欧美,一个发动机型号研制尚且需要10~30亿美元(甚至改进型号都如此)。中国的决策者对发动机研发的经费却特别吝啬(不是偏见,从资料来看的确如此),大概还是认为发动机是"飞机的一部分",不应该比整机研制花更多的钱(必须说明,我国对整机研制的拨款也很"扭捏"。"飞豹"是我国第一架非仿制、无参照机的国产作战飞机,其原型研制仅耗资一亿美元,在美国恐怕连拖拉机研制费都不够)。


另一方面,火烧眉毛时,又抱怨航空工业拿不出好产品,于是花数倍价钱外购。1990年代初开始的Su-27/30系列的引进花了60~70亿美元,大大超过建国前50年对航空工业的总投入;目前我国前后购入AL-31系列发动机近千台,用于J-10和J-11系列,而该发动机单价约330~350万美元,耗资也已超过建国以来对整个发动机工业的总投入。


一个广州新白云机场的建设,也花了190亿RMB,超过当时任何航空工业项目好几倍!


当然,这一点在早年主要受限于国家经济实力。但在1990年代以后,就是人的认识问题了。


大概某些决策者都当航空科研人员可以作无米之炊,发扬"艰苦奋斗"精神就可以直接变出发动机来。考虑到我国长期贫穷落后,"艰苦奋斗"精神是必须讲的,杜绝浪费、提高资金利用效率,是应该的。但不表示说,该花的钱也可以不花,只等天上掉大馅饼。


要知道,由于航空发动机的极高技术要求,其对材料、工艺、设备、试验乃至保养,都提出了极高要求。在这个地方"省钱",对"必要投资"偷工减料,自然早晚吃大苦头!借用《无间道》的话,"出来混,早晚要还的"。事实上,这些钱终究也没能省下来。


上面所提外购项目所耗资金,"太行"等项目进展的一再拖延,也许就是我们在"还债"!


目前,国家的经济实力已有相当规模。而要保证经济持续稳定健康发展,经济增长方式必须向高端产业进发。无论从哪个方面说,国家必须向发动机、芯片等高端产业大幅投资,走"高投入、高产出"的道路。


现在谈谈国外的技术封锁的影响。西方国家,出于对未来战场与市场的双重担忧,对中国的高科技产业进行了最严密的禁运和封锁,核心技术给钱也不卖(必须指出,西方公司之间对核心技术也是相互保密的,它们共享的是雄厚的工业基础、完善的试验设施和手段、充沛的高素质人才培养体系和NASA之类机构的预研成果)。这对中国在相关领域的技术进步造成了重大影响。


人类文明的发展,离不开文明成果的传博和共享(当然可以、也应该付出一些代价)。如果每代人都"自行研制",我们都还在洞子里转木取火;要是"四大发明"不传到西方......扯远了。


要想在航空发动机领域"自学成才",不是完全不可能,而是时间和经费不允许。如同一个人不进学校,自学小学课程不稀奇;要纯靠自学成博士生导师,那就@#¥%&×......航空发动机是工业王冠,那是诺贝尔级别的!


这个问题决定权不在自己手上,说多了没用,就不说了。只希望以后大家不必觉得借鉴别人的先进技术不好意思。前提是要消化、要吃透、要能推陈出新。好比我们汲取营养,不能把牛羊肉贴在身上,那样很快就臭了,对身体也没一点好处;而要吃进肚子里(吃前还要保证无毒可食)分解消化,变成自己身体一部分(思想领域一样,先进思想也不能囫囵吞枣、照搬照抄;毕竟人和牛不同)。


下面就谈到决策的反复。


首先说明,这中间有许多决策是迫不得已,不一定表示决策水平低。


前面说过,底子薄,发展规律不清楚,组织研制时间又晚,没有丝毫"外援"、资金还不足(一不小心还遇上全民发疯的政治运动)......有比这还惨的吗?有,那就是几代科研人员耗尽自己最美好的青春年华,克服种种困难,取得重大进展,曙光将现的时候,传来一纸通知:项目下马!


比如:"涡扇6"。(还有:"涡扇5"、"涡扇8"......默哀3分钟!)


乖乖,原来地狱还有18层哪!


下面回顾一下大名鼎鼎的"涡扇6"到底是怎么回事:


1964年5月,空军提出设计一种比歼7歼击机更先进的新型飞机的技术要求。此后,沈阳 601飞机总体所和606发动机所开始方案研究。经过空军和航空工业部门讨论,决定新机设计分两步走。第一步,设计一种新飞机,装两台改进设计的涡喷发动机,即后来的歼-8飞机和WP7甲发动机。第二步,设计一种更先进的高空高速歼击机,装一台新设计的加力式涡扇发动机,新飞机编号歼-9,新发动机编号为涡扇6,代号WS6。

涡扇6于1965年9月完成方案论证工作,开始技术设计,1966年5月投入试制, 1968年6月首台试验机开始台架运转试车。"文革"期间研制进度受到一定影响,历经"三下四上五转移",初步达到成熟阶段。1980年10月,性能达到设计指标。1982年10月通过24小时飞行前规定试车。整机试车共334小时。后因歼-9、强-6先后下马,涡扇6失去使用对象,于1984年正式停止研制。)


WS6系列是个还未成熟就已经大大落后的型号,即使硬着头皮支撑,要用上恐怕到1990年代中期以后了。加之,时逢国家政策从"临战"转向经济建设,政策环境大变,军事科研战线收缩调整......所以,让其下马也还不算荒唐。(命苦不能怪政府,命背不能怨社会呀)


但对耗尽20年青春心血的科研人员来说,这种打击是毁灭性的。20年,既没有预先的科学研究,也没有先进的制造技术,还要受政治运动影响,科研人员硬是把"无米之炊"已经做到了"夹生饭"的境界,当家人决定这锅饭不煮了。不仅因为宴席取消,还因为饭虽没熟,就先馊了。


其实,整机与发动机互扯后腿,最终同归于尽的事还不止一次。


据说,当年在"涡扇6"总结大会上宣布消息时,台上台下哭成一片......


许多人随后就出国了。


这又是另一个问题:人才匮乏外加流失。


这个无须多说,人往高处走嘛。


上面谈到的种种原因有时还相互加强,形成某种恶性循环:水平底,导致领导信心不足,所谓"崇洋媚外"、"造不如买";进一步导致资金外流,水平更底;研制周期加长,夜长梦多,夭折几率大增、人才流失......


好在,"穷则变、变则通","吃N堑,长一智",前面提到的许多问题,在延拓多年后,在一再付出沉重代价后,终于得到逐步缓解和重视。


1990年代中期以后,我国也逐步开展了航空发动机的先期预研并开始出成果;在国家经济实力大增的基础上,各项重点工程的投入也有较大增长(当然还大大不够)。


继"昆仑"研制成功后,"秦岭"也终于生产定型(说一句,现在的"秦岭"也已不全是"斯贝"MK202的国产化了,多少有点改进);"太行"跌跌撞撞,好歹也开始批产前冲刺了;"天山"WS13、"泰山"WS12(这哥两个似乎有点重复,网上资料语焉不详,我怀疑是一回事)接近成功;可用于巡航导弹、无人机的5~10千牛推力级涡扇发动机(即WS500)研制成功;AL-31系列的必换核心部件实现国产......


最高兴的是,推重比10一级的发动机验证机已经台架试车(这个是千真万确,100%自研的核心机)......


(看着这么多眼花缭乱的型号,在奇怪科研单位一会儿颗粒无收,一会儿稻谷满仓的同时,我们还是应该对中国的科技人员有更多的信心和鼓励;中国航空发动机落后不能怪他们无能,实在是条件太不利了)


让我们一起来关心、祝愿中国的航空发动机事业总结经验、汲取教训,一路走好!





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