从梦想到现实 中国大飞机发展思路变迁

  
从梦想到现实
中国大飞机发展思路变迁 2010年11月16日
近日中国商飞表示将携C919样机亮相即将举行的珠海航展，媒体猜测这款国产大飞机的首批订单也将公布。中国曾两度研制大飞机失败，而C919却进展顺利。这其中最重要的原因就是中国转变了“自主研制”的思路。这里我们将就中国大飞机发展思路的变迁进行一次全面回顾。  
等待上运10进行参观的人群，就国产化来说运10可以说很成功，在当时也具有很大的影响。不过因为经济型的原因，运10不可能进行批量生产。
在国产大飞机C919研制前，中国首先启动的是ARJ-21翔凤客机项目。ARJ-21翔凤客机项目自2002年启动后，在媒体、网络上出现了很多为已经下马近20年的运-10飞机鸣不平的声音，诸如“中国自主研制的第一种大型飞机”、“只差三千万经费即可研制成功”、“民航总局崇洋媚外导致运10夭折”等等。但实际情况又是如何呢？不考虑经济性的领导人专机 根据公开资料，运-10飞机项目于1970年启动，1973年6月国务院、中央军委正式批准在上海研制大型客机，1980年9月26日首飞成功，1986年研制计划终止，共飞行了130多个起落、170多个飞行小时。运-10是中国第一个独立自主研制的大型飞机，除发动机以外，其主要部件都是国内自主研制，其整体设计更是完全由国内技术力量独立完成，其国产化程度远远高于现在的ARJ-21和C-919客机，也高于当时仿制苏联产品的运-8和轰-6飞机。如果以国产化程度而论，那么运-10无疑是非常成功的，但是在其高国产化比例的背后，我们又付出了什么样的代价呢？运-10飞机从一开始就是作为领导人专机研制的，其研制要求一共有三项：航程超过一万公里；能直飞阿尔巴尼亚首都地拉那；不考虑经济性。之所以如此要求，是因为70年代初中国同时与华约和北约集团敌对，在国际社会上缺乏友好国家，只有同样被华约集团排斥的“欧洲社会主义的明灯”阿尔巴尼亚支持我们。为了让领导人能直飞地拉那，同时展示中国的技术实力，因此就有了运-10的航程要求；不考虑经济性这一条则是因为运-10从一开始就作为领导人专机设计，类似现代的豪华奢侈品，当然不会考虑经济性如何。而且如果只是考虑这三条要求还好办，可以从美国或者苏联订购民航机回来改装，但运-10同时还担负着“展示实力、炫耀国威”的任务，又要求必须是“自主研制”。因为要求自主研制，运-10在研制中采取了很多临时性、实验性的措施，这导致它根本不可能进行批量生产，更不可能投入商业运营。 
如今停在上海飞机制造厂的运-10。事实上在试飞后出现的机体大梁变形情况，根本就不是再拨三千万款项就能解决的问题。
仅飞行170小时就出现机体大梁变形 机体结构是飞机的骨架，起着承载全机部件、承受重力与气动载荷的作用；机翼大梁和机身大梁是机体结构的主体，其承载能力和结构强度决定着飞机的大小和重量，可以说是大型飞机研制最主要的难点。在上世纪70年代，中国重工业发展还处在较初级的阶段，缺乏大型锻压机等关键加工设备，只能采用拼接的方法加工机体大梁，这就导致飞机结构重量大、结构强度低、零部件数量多、飞机寿命短、维护时间长。运-10之所以飞行170小时后就停留于地面，直接原因就是机体大梁弯曲变形，随时有空中解体的危险；这也说明中国当时还不具备对大型飞机进行结构强度计算和试验的能力，勉强为之必然出错。退一步来说，即使运-10设计上没有出错，提高结构强度也必然导致重量增加，从而降低有效载荷（货物和燃油）在飞机起飞重量中的比重，导致无法达到“航程超过一万公里”的目标。所以，对于“运-10可以投入商业运营”、“民航总局不采购导致运-10下马”的说法，笔者认为这只是无视飞行安全的信口胡言。现代大型客机全寿命期的总飞行时间为数万小时，机体结构就必须保证在这几万小时内都不出问题，那么对于一种仅飞行170小时就发生机体大梁变形的飞机，哪一家航空公司敢采购呢？就算航空公司敢买，又有什么乘客敢坐？飞机设计出现重大错误、机体结构强度不足、飞机大梁受力变形，这样的飞机必须重新设计制造后才可能恢复飞行试验，而这样浩大的工程，又怎么会是区区三千万就可以拿下的呢？重新审视运-10的研制历史，我们不得不承认，以当时中国的工业实力，以运-10飞机的研制思路和性能指标，基本没有成功的可能。在运-10之前，中国航空工业制造过的最大飞机——轰-6——只有75吨，比运-10小了近一半；且轰-6完全是按照苏联的设计和工艺制造的，中国并不能设计这样大型的飞机，更不要说比它们还大的运-10。可以说，中国在当时根本不具备研制大飞机的能力，第一个此类项目就搞自主研制，注定了运-10只能是试验性质的技术验证机。  
1992年经过与波音，麦道，空客等公司长达五年的谈判，中国确定与麦道合作并引进MD-90客机技术。
以市场换技术的首次尝试 在建国初，中国通过接受苏联援助、仿制苏联飞机而迅速建立起自己的空中力量和航空工业体系，这让很多人误以为航空不难，我们已经成为世界航空强国。于是在文革中的“大干快上”，双三飞机（三万米高度、三倍音速）、垂直起降战斗机等项目层出不穷，完全脱离了中国的实际能力，最终纷纷以失败告终。运-10是中国航空系统最后一个下马的浮夸风项目，从它以后，飞机的研制才摆脱了盲目提指标的状态，开始根据自己的能力来设定飞机性能指标。经过运-10项目的教训，中国航空系统认识到，凭借自己的技术能力，想要一步登天地研制出满足民航要求的大型飞机是不可能的，唯一可行的道路就是引进仿制，在生产中熟悉、掌握大飞机的结构特点，掌握飞机的生产工艺，为以后的研制打下基础。于是在这一思想指导下，航空系统对大飞机发起了第二次冲锋。1987年1月3日，航空工业部和民航总局管向波音、麦道、空客、通用电气、普惠、罗罗等国外六家主要干线飞机和发动机制造公司发出《征求合作研制干线飞机建议书》，目标是合作研制和生产150架150座级干线飞机，此后中航技总公司与民航总局联合与上述6家外国公司进行了历时五年的商务与技术谈判。在谈判过程中，空客公司第一个被淘汰，随后波音公司也出局，于是只能与麦道公司合作并确定引进MD-90客机技术。 
中国东方航空公司的MD-90客机。由于麦道公司与波音公司合并，机型存在冲突，MD-90客机项目下马，国内当时仅制造了2架MD-90客机。
盲目追求“自主研制”导致项目夭折 这个淘汰结果是非常奇异的。要知道，空客公司的A320是一款极其优秀的大型民航客机，在1988年2月获适航证并交付使用，中国这次干线飞机引进计划恰好在A320服役之初，如果能引进该机型，则可实现与世界先进水平的同步。波音公司提供的B737-400同样是大型民航客机的代表作，而且航空工业部和民航总局都建议以波音公司为首选合作伙伴，可是波音仍旧没成。这一切，是因为什么呢？其实原因很简单，那就是盲目追求“自主研制”这四个字，在波音、麦道、空客3家公司中，只有麦道同意中国对飞机设计作一些修改的要求。在当时，国内提出了一个口号，叫做“牢牢掌握设计主动权”。但有些负责人却把修改部分设计作为体现这一口号的方式而特别重视。当时修改设计的重点是把起落架从两轮改为四轮，这样可以降低飞机降落时施加在跑道上的压强，使飞机能适用于一些跑道尚未改造的机场。可是起落架改为四轮就会使飞机本身的重量增加一吨，必须减少两个座位，对飞机性能是一种倒退，是不合理的。进行这样的设计更改不但要耗费很多资金，而且将使干线飞机的试制周期至少延长两年。合理的做法应该是改造跑道，增加其可承受的压强。事实上不久以后像南昌长沙等地的机场都先后进行了改造，完全可以适应较高的压强。有些负责人之所以热衷于改起落架，更多的是为了可以对外宣称中国干线飞机为“中外联合设计”。 
2009年5月11日，空客公司中国A320系列飞机总装生产线首架飞机下线。20多年后我们才引进当年拒绝了的A320，填补了国内不能生产大型客机的空缺。
1993年2月3日，中国民航总局发文报国务院明确提出鉴于机场已改造好，使用MD-82T四轮飞机不便于使用与维护，国内航空公司现已不需要MD82T，故要求干线飞机机型全部改为二轮型，这等于此前要求被完全推翻。于是又与麦道修改合同，把在中国生产40架MD90-30客机改为生产20架、从美国采购20架，才使得合同进行下去。随后麦道公司与波音公司合并，国内客机项目随之下马，前期投入全部打了水漂。20年后重新合作生产A320客机 纵观这次大客机选型，首先要承认国内相关工业部门比研制运-10时有所进步，采用引进生产的办法成功的解决了国内技术水平不足的问题，为项目成功奠定了基础。但是，由于在引进过程中盲目追求名义上的“自主研制”，导致机型选择彻底失败，进而导致整个项目的黯然下马，造成数亿美元的损失。在与空客谈判引进A320客机项目二十年之后，2009年5月11日，空客公司中国A320系列飞机总装生产线首架飞机下线。从1987年到2009年，近四分之一世纪后我们才引进当年拒绝了的A320，填补了国内不能生产大型客机的空缺。A320的姗姗来迟足以说明当时国内相关部门某些措施的得不偿失。  
2002年底，“中华之星”国产高速列车在秦沈客运专线进行正线试验时，曾经创造了每小时321.5公里的“中国铁路第一速”。不过铁道部在之后并没有将“中华之星”列入发展重点。
“中华之星”下马曾让铁道部饱受批评 与大型干线客机一样，在中国高速铁路的发展初期，也出现了一款国产化程度较高的高速列车——“中华之星”。2002年底，“中华之星”国产高速列车在秦沈客运专线进行正线试验时，曾经创造了每小时321.5公里的“中国铁路第一速”。但在2004年，铁道部作出了引进国外高速列车的决定，日本川崎、德国西门子、加拿大庞巴迪、法国阿尔斯通等公司纷纷从中国拿到大额订单，而“中华之星”却从新闻里消失了，不仅没有得到后续订单，连原型车都被打发到山海关车站作为临时旅客列车。一时间对铁道部的批评纷如潮涌，网上各路人士纷纷痛骂铁道部盲目崇洋，刻意打压国产装备。但到了2010年，忽然间峰回路转，武广客专建成，京沪高铁上马，全国高速铁路建设如火如荼，俨然世界第一的样子，连美国都宣称要引进中国的高铁，这让一些以为美国技术天下第一的国人颇为吃惊。不到八年的时间里，中国高铁就完成了从引进技术到出口成套项目的转变，这是怎样做到的呢？ 
近年，动车和高铁开始越来越多的进入民众视野，中国铁路开始进入高铁时代。发展迅速的背后是因为中国高铁对各国技术兼容并蓄，让整体水平实现了大跨步。
引进先进核心技术自主集成的成功之路 按照政策规定，国外企业进入中国铁路市场，必须与中国企业组成联合体，中国企业与外方的谈判也要由铁道部出面统一协调组织。为此国务院特意设立了技术车辆专业委员会，铁道部也成立了动车组项目联合办公室，在铁道部的统一协调下，国内重点机车制造企业分别受让了世界各国的先进技术。现在回过头来审视这段历史，可以说正是由于引进了各国的先进核心技术，才让中国高铁水平实现了大跨步；正是因为对各国技术的兼容并蓄，才让中国高铁企业具备了较强的系统集成、适应修改、综合解决并完成本土化创新的能力。如果铁道部在当时因为期待中华之星能够逐步发展成熟而拒绝了国外技术引进，那么也许我们能等到中华之星发展成熟的那一天，但是这要等多久的时间却无法预料，国民经济的发展在此期间受到的制约又如何计算呢？而且国际环境变幻莫测，如果我们不是在高铁尚未引起重视的2004年进行引进，而是等到各国纷纷上马高速铁路的现在才开始谈判，那么付出的代价必定要大上很多，甚至可能根本无法得到核心技术。同样以航空工业为例，在1996引进苏-27战斗机的时候没有配套引进AL-31发动机，而是期待自己的太行发动机能够很快成熟，可是结果怎么样呢？从那时到现在，我们不得不从俄罗斯采购了500多台AL-31发动机，而被寄予厚望的太行发动机质量问题不断，直到最近才算可以大批量生产，结果国内航空发动机厂长期缺乏订单，俄罗斯厂家用出口挣的钱搞出了下一代发动机，又回过头来向我们推销。高铁的成功，就在于铁道部在实际推进时不搞“自主研制”的噱头，踏踏实实的承认自己的不足，对引进的外国技术彻底吃透，然后形成自己的技术体系。这种做法恰恰是之前航空系统所缺乏的，盲目最求“自主研制”是导致中国大飞机项目两度失败的根本原因。  
2008年12月21日，中国首架国产新支线飞机ARJ21-700在上海飞机制造厂总装下线。ARJ21-700大量引进国外成熟设备，项目进展顺利且迅速。
ARJ21大量引进国外成熟设备 在“完全自力更生”和“以市场换技术”这两条大飞机发展道路的探索均告失败后，国内大型飞机研制暂停了十几年。2000年2月15日，国务院召开专门会议，决定集中力量自主研制出具备世界水平的新型涡扇支线客机，开始了对国产大飞机的第三次冲击。2001年8月，新型涡扇支线客机被列入“十五”期间12项重点科技攻关项目。2002年4月30日国务院正式批准新型涡扇支线客机项目正式立项。2002年10月25日，中国一航商用飞机有限公司正式注册成立，全面负责ARJ21飞机的研制发展和市场销售。ARJ21飞机项目吸取了运-10和MD-90项目盲目追求“自主研制”的教训，在一开始就确定了飞机总体设计和机体生产以我为主进行，发动机和机载设备则面向国际招标选购的思路；而且在飞机总体设计上，西飞所也依托MD-90客机相关技术资料提出方案，最大限度的确保可行性。为了保证飞机机载设备技术的先进性，设备选型采取了国际通行的招标方式，选用了罗克韦尔-柯林斯公司的航空电子系统，霍尼韦尔和派克哈尼芬公司的飞行控制系统，派克哈尼芬公司的燃油和液压系统等等。大量引进国外成熟设备，使得一飞院可以将精力集中于飞机总体设计上，极大降低了ARJ21项目的风险，加快了项目总体进度。2007年12月21日ARJ21-700在上海飞机制造厂总装下线。2008年11月28日ARJ21-700首飞成功。2010年10月27日，ARJ21-700更是实现了4架试验机同时试飞的目标。短短数年时间，ARJ21-700的进展就达到了当年运10十几年发展的进度，尽管这其中有科技发展的差距，但ARJ21-700的项目管理措施体制的确体现出了优越性。 
2010年11月10日，中国商飞的一名技术人员走下C919大型客机机头工程样机。中国商飞将携C919亮相珠海航展，并可能公布首批订单。
C919：2014年将首飞的中国大飞机 就在ARJ21飞机取得突破性进展的同时，2008年中国商用飞机有限责任公司(2008年5月1日成立，专门承担中国民用大型客机的研制)正式启动了更大型客机的项目论证工作，最终形成了大型客机的初步总体技术方案。此后这一比ARJ21-700更为大型的飞机被正式命名为C919。C是China的第一个字母，也很容易与A（空客）和B（波音）相区别。C919定位于单通道150座级，19代表其最大载客量为190座。得益于ARJ21项目的成功经验，C919采用了主制造商—供应商研制模式。中国商飞作为大飞机主制造商，定位于设计集成、管理体系、总装制造、市场营销等方面，将发动机、机载设备、材料等主要外包，因而项目风险同样大大降低，项目进度也大大加快。2009年9月8日，C919外形样机在香港举行的亚洲国际航空展上正式亮相。2009年12月21日，中国商飞与法国CFM公司签约，选定LEAP－X1C型飞机发动机作为C919的动力，并将在国内设总装生产线。2009年12月26日,C919机头工程样机在上海商飞正式交付。相比ARJ21-700，C919在进展上似乎更为迅速。据了解，C919预计将于2014年首飞，2016年实现首架交付。在2010年11月中旬第8届中国珠海航展即将开始之际，有外媒开始猜测中国即将在航展上公布C919型客机的首批订单，这让民众对此次航展又多了一份期待。 从运-10到C-919，中国航空系统三次上马国产大飞机，两次以失败告终。总结这其中的教训，首要一条就是不能科学的确定项目规划，盲目提出“自主研制”的目标。试想一下，如果运-10飞机的设计目标改为研制一款类似于ARJ21的60吨级支线客机，或者是在1987年选择空客A320或者波音737-400，也许中国现在的天空中已有不少的国产大飞机正在飞翔。当前ARJ21和C919飞机的研制正在紧锣密鼓的进行中，虽然这两个项目选购了大量国外的成熟设备，但只要它们取得成功，中国就能掌握大型飞机的总体设计和试飞技术，这才是项目中的关键与核心所在。只要ARJ21和C919项目取得成功，为后续的飞机更换国产设备，实际上最终的决定权仍然在我们自己手中。不过仍然不能掉以轻心的是，尽管国产大飞机进展可观，但在未来抓紧研制替代的国产设备仍是必须，这样才能避免对国外形成二次技术依赖，尤其是不能让中国航空的“心脏病”——发动机问题长期延续。