中国大型飞机发展战略研究报告(3)

教训二：分歧的根本点是依赖外国设计还是自主设计 二十年来的根本性战略问题是什么？ 围绕着要不要上大飞机以及如何上的问题，相关各方已经争论多年了。各种争论主要体现在四个方面：①有关飞机大小的"干、支之争"（先上支线飞机还是先上干线飞机）；②有关发展大飞机平台的"军、民之争"（先从军用运输机开始还是直接上客机）；③有关生产的选址之争；④有关航空工业发展道路的"自主开发与合作合资之争".这些争论如此纷繁，难免使业外人士有点雾里看花的感觉。其实，混乱产生于这样一种情况，虽然许多人声称是在讨论大飞机的发展战略，但其实是在讨论战术问题。因此，澄清思路的关键是区分清楚哪些是战术问题，哪些是战略问题。 从运10下马到今天为止的20年间，中国民用航空工业发展的根本性战略问题，就是要不要走自主设计的道路。从这个战略基点出发，对上述各种争论进行梳理分析就会发现：主张先上支线飞机的主要理由是中国目前还干不了大飞机，所以应该先易后难；主张先上军用飞机的主要理由，是可以仿制已经购买的俄罗斯军用运输机。 回顾历史，运10的下马标志着自主创新的发展道路遭到否定，中国民用航空工业从此走上一条把希望寄托在依赖外国技术上的道路。运10刚刚试飞成功，原三机部（航空部）就有了替代运10的合资计划。1981年2月三机部向中央财经小组上报《关于运10飞机进展情况和下一步安排的请示》，提出替代运10的方案是引进美制DC9－80飞机，但因民航总局不要DC9－80而未能立项。以后又由上飞从1985年开始执行与美国麦道公司合作组装25架麦道82飞机的项目。麦道82是中国第一个整机合作项目，截止1994年先后共交付35架给航空公司使用，其中5架返销美国环球航空。 当时仍然有人主张运10的平台不应该被抛弃，提议在运10的基础上发展一个新干线机型（类似波音737吨位的运16，装载两个发动机）。但这种想法因为已经开始合作组装麦道82而"不必再议了"，自主设计的道路就此彻底堵死。 鉴于麦道82合作只是一个单纯组装外国飞机的项目，原航空部于1986年底提出一个通过国际合作来"开发"干线飞机的计划，分别向波音、麦道和空客三大公司发出项目建议书，波音、麦道很快响应，但空客没有回音。1988年，中方先与波音进行了为期四个月的联合可行性研究。由于麦道82组装项目的牵掣，最后中方还是决定与麦道合作，这就是1995－2000年合作生产麦道90的项目。麦道90项目被称道的是其国产化率达70%，并获得美国FAA生产合格证（PC）的延伸。但这种没有自主知识产权的"国产化"实际上弱不禁风：1996年底波音兼并麦道公司后，于1997年在全公司范围内关闭麦道90生产线，麦道90生产线只生产了2架就草草收场，麦道90项目血本无归。而且项目尚未完结，波音就通知中方销毁所有的技术资料与图纸。 组装外国整机之路走不通，就走零部件转包生产之路，据说这样可以学习技术、走全过程、培养零部件体系，从而拥有整机生产能力。但问题在于，加工工艺技术和零部件生产与总体设计和系统集成完全是两码事。此外，波音和空客对转包生产控制十分严格，布局分散，任何一个国家都不可能通过转包学到全套部件技术。"为了学技术"就必须不断接受新的部件工作包，往往在前一个转包没有上规模收回成本的时候，就不得不开始接受下一个转包。 当整机组装和转包生产的国际合作之路都无济于事后，合资合作的"试错"项目又从干线转向支线飞机。1992年国家承诺拨款100亿元后，航空工业部门提出100座的AE100项目，计划通过谋求与国际知名商用飞机公司合作，通过获得外国技术支持来开发中国的飞机平台。但在中方采取甘当"小学生"的态度后，选定的合作对象空客公司却要价越来越高，甚至在商务谈判中每谈一次都要收取"技术转让费"（因为要向中方解释怎样造飞机），最后久拖不决而不了了之，100亿元的拨款在花掉一小部分后被国家收回。 以上是从运10下马以后的20年里中国民用航空工业发展的简单情况。其发展趋势是，项目的座级越来越小（运10是187座，麦道82是147座，麦道90是150座，AE100是100座），但代价却越来越高（运10实际投资5.4亿，麦道82项目盈亏持平，麦道90血本无归，AE100预算100亿）。完全印证了前图的逻辑。 放弃自主设计去依赖外国设计，中国航空工业就放弃了高端技术能力的发展。从合作组装外国飞机的过程中，中国企业只能学到局部的制造技术，但学不到最重要的设计技术。更重要的是，这样做就把自己的技术学习过程拱手交给外国人去控制，最后因为对方的翻脸而满盘皆输。明白了这些道理，就会明白为什么一旦走上抛弃自主设计去依赖外国设计的道路，中国民用航空工业会接踵失败。 先上支线飞机还是先上干线飞机？ 自从运10下马后，历次讨论上民用飞机项目时，航空工业部门都会出现一种强烈的主张说，开发民用飞机应该从支线飞机做起，然后再过渡到干线大飞机。 干线飞机一般指100座以上、最大航程5000千米以上的客机。航空界没有人否认干线客机是民机产业的主导产品，但一直有人主张把支线飞机当作发展民机行业的切入点。这种说法固然有一定道理，但经不住一个事实的拷问：中国不是曾经开发出来过能够一飞冲天的运10吗？即使从开发大飞机的技术学习角度来说，从运10平台开始学不是也比从支线飞机开始学要更容易、更快、更有效吗？上干线飞机并不影响同时上支线飞机，如果在飞机还没有开发之前就断定自主开发的大型客机没有市场，只能说是心存恐惧，却没有证据说不会找到市场。 其实，力主先上支线飞机的真正原因不是自主开发干线飞机要比自主开发支线飞机难多少，而是对比于与国际寡头正面相撞的大飞机，支线飞机的合作合资项目更容易谈，更容易取得国际适航证，更容易购买外国技术，更容易出政绩。 评判"干支之争"的意义还要明确一个问题，即使掌握了开发小飞机的技术能力，也不会轻易地发展出开发大飞机的技术能力，因为两者之间的技术性质有很大的不同。从理论上讲，大飞机不是小飞机的简单放大，因为许多空气动力现象和结构力学特性要受相似率的制约。两者之间的主要区别如下：（1）在气动布局方面，大飞机与小飞机的最大区别是需要空中可调平尾来平衡飞机，因为大飞机载重舱要明显增长，其重量分布与小飞机有极大差异。此外，为了解决后掠式机翼起落、飞行中的下反问题，大飞机要采用小飞机上根本不需要的人工增稳装置。一般小飞机机翼只需要四个活动控制面（两个内侧襟翼、两个外侧副翼），而大飞机需要50个以上的活动控制面。只有大飞机的设计才会涉及这些控制面所需要的结构、操纵机关、颤震缓解等复杂技术。 （2）就机翼结构布局来讲，飞机在高亚音速条件下巡航需要采用大展弦比后掠机翼。大展弦比后掠机翼因为尺寸大，所以要牺牲一定的结构刚性，因此大飞机必须采用柔性机翼原则，在设计中必须更多考虑气动弹性的影响，充分估计机翼制造的型架外形与实际飞行外形的可能差异，机翼的承力型式也必须使用整体壁板等结构技术。这些都是小飞机结构设计中不可能遇到的技术问题。 （3）大飞机系统布局和关键组件技术相当复杂。大飞机一般适合采用高涵道比涡轮风扇发动机，因为其排气速度低、推进效率高、经济性好、油耗小、噪音小。此外，大飞机的设计包括安置在机翼内的整体油箱，要装载几十吨的燃油，包括占机身全长的气密舱、大功率液压系统和电气系统、大容量增压空调系统，包括防结构疲劳、防雷击、防颠簸和水陆安全迫降等各种安全措施，还包括客舱设施和生活设备等等。为了使承载极大重量的大飞机安全着陆，有效缓解着陆冲击对机体和地面的冲击，大飞机起落架设计完全不同于小飞机。最后，对大飞机的试飞技术、强度和静力等试验的要求也远远高于小飞机。 当然，支线飞机中有的属于小飞机，有的属于大飞机。但通过上述对比要说明的是，大飞机具有特定的设计问题，构成了特定的技术领域，因此开发干线飞机的技术能力不会从开发支线飞机的能力自然延伸而来，而必须通过开发大飞机的过程发展起来。 先上军用运输机还是直接开发大型民用客机？ 航空工业部门还有一种"传统"：一讨论民用飞机项目就会出现走"先军后民"技术路线的强烈主张，即开发大飞机应该先从军用运输机开始，这样可以避免市场风险，然后再在军用运输机的平台上改型成为民用客机。与"先支后干"相比，"先军后民"的理由似乎更充分一些，但仍然掩盖了一个关键问题：现代航空工业的发展趋势是军用运输机和民用客机之间在技术上的差别越来越大：（1）产品设计的技术性能要求不一样。军用运输机强调适应战场作战要求的短距起降，所以发动机剩余功率大；关心飞机速度但不关心耗油量，不太关注经济性和舒适性，一切都为了战争的需要。与此相反，民用客机强调舒适性、经济性、低噪音、低耗油等。这些不同的性能要求导致了布局的结构性差异。例如大型军用运输机的机身离地面较近，并且都是采用上单翼（即机翼布置在机身上方）。这是因为机身离地面近，方有利于装卸货物和部队，同时军用运输机必须能够使用条件恶劣或简易的机场，如果不把机翼布置在机身较高的位置，机翼下的发动机就会过于接近地面，容易在飞机起落时因吸入砂石而受损。与之相反，民用飞机一般都采用下单翼，这样机翼不会遮挡旅客的视野，而且由于机翼的遮盖可以降低传入机舱的发动机噪音。如此大的结构差异必然导致一个悖论：如果不改变军用运输机的总体布局，它就永远不会成为在民用航空市场上有竞争力的民用客机，但从军机平台上改型的难度和工作量不会比从头开发民用飞机更小。 （2）就设计标准而言，客机的安全标准比军用运输机要严格得多。客机强调"安全寿命"和"破损安全"，现在又有了"损伤容限"标准，其设计的首要原则就是保障生命安全，并且为了达到经济性而在材料技术等很多方面必须妥协。与此相反，军用运输机为了战争需要而牺牲其他性能，在战时一般没有达到飞机寿命和自然破损极限就会被报废，所以没有"安全寿命"的概念。对于军用运输机而言，客机的一些设计标准并没有意义，比如安全起落6万次。 （3）两种产品的经营机制完全不同。第一，产品概念的形成机制不同。军用运输机的产品设计任务由其主要用户军方提出或规定，不需要企业自己去冥思苦想。但民用飞机的产品概念必须由开发/生产企业根据自己对市场的判断决定，所以面临的不确定性较大。第二，赢利模式不一样。军品的研发和生产费用由国家全包，利润按实际成本加5％计算，按照计划生产而不用面对市场竞争。相反，民机必须面对市场竞争，研发和生产投资的风险极大。第三，产品成功的衡量标准截然不同。军机需要解决的是有没有的问题，是产品问题；而民机需要解决的是能不能通过出售产品而自我持续的问题，是产业化的问题。因此军机生产和民机生产对企业在竞争战略、管理行为、组织结构和价值取向方面的要求是完全不同的。 其实，"先军后民"技术路线，仍然是想绕过开发大型民用飞机所必须马上面对的自主设计要求，而从外购的军用运输机平台开始仿制大飞机。但是，由于军民两者之间的技术和经营差异及其不断扩大的趋势，"先军后民"的技术路线只能增加大飞机项目产业化的困难，而大飞机项目成功的最终标准恰恰就是能不能实现产业化。事实上"先民后军"的技术路线反而比"先军后民"更有利于技术的军民分享——大型民用客机可以改装为预警机、指挥机、加油机等特种军用飞机，而军用运输机则很难改装成为在民用航空市场上具有竞争力的民用客机。 总之，围绕大飞机项目的争论虽然纷繁复杂，但始终离不开一个根本点，就是自主设计和依赖外国设计的两条技术路线之争。中国民用航空工业走了20年失败之路的根本原因是在自主开发上三心二意甚至否定自主设计。因此，国家面对诸多争论做出战略决策时，应该以对这两条路线的选择作为决策的标杆，因为这个选择会使对所有问题的决策都有了依据。