从运10到C919,中国大飞机经历了多少磨难?
C919下线后运10重回国人视野,本文将回溯历史,诉说从运10到ARJ21,中国民用航空工业历经的磨难。
生不逢时的运10
1969年3月,中苏珍宝岛战斗之后,为应对将来可能发生的中苏冲突,林彪提出“大搞轰炸机,大搞运输机”的指示,国防科委第六研究院在此前的承担的研制远程运输机的10号任务的基础上,又新增了研制远程轰炸机的12号任务,研制和生产工作由603所和西安飞机制造厂承接。
1970年,毛泽东同志视察上海时说,“上海的工业基础这么好,可以搞飞机嘛”。同年,中央军委、国家计委向上海市下达了研制大型客机的708工程,并成立飞机制造公司:飞机设计由640所牵头;总装放在中国人民解放军5703厂;发动机制造放在上海发动机制造厂;起落架制造在118厂;雷达制造在上海无线电二厂。
1971年林彪坠机后,10号任务和12号任务相继搁浅,与708工程三者合一,在全国大协作的模式下开始了国产大飞机的研发。期间,英国曾向中国兜售客机,国内也有人呼吁引进英国客机和技术进行仿制,但因中国自主研发运10而被回绝(周恩来同志批示:同意不买这种专利,我们进口飞机品种已够多了)。
第一架运10原型机在1978年和1979年两次被用于静力测试,分别加载到102%和105%设计载荷时,机身在预计部位破坏,试验结果符合设计要求。
第二架运10原型机于1980年完成首飞。
第三架运10由于经费不足,仅完成2/3。1980年,上飞厂写信给邓小平和胡耀邦等中央领导,报告运10的研制情况和实际困难,请求中央予以扶持。
1981年,三机部和上海市政府召开运10论证会,邀请了包括范绪箕(航空老专家,原南京航空学院院长,时任中国交通大学校长)、吴仲华(发动机专家,中国科学院学部委员)、王俊奎(北京航空学院教授)等,以及经济、冶金、化工方面的专家共55位同志,对运十飞机进行实地考察后举行了评审会议,会议认为,“运-10飞机经过研制单位和协作单位的共同努力,做了大量工作,培养了一支设计、工艺、研究、管理队伍,首次按照英美航空规范进行设计;建立了出局规模的设计、试验、制造大型客机的设施和能力,为进一步发展中国民航工业打下了初步基础;取得了一百吨级的大型客机、大型发动机以及配套的航空新材料、新成品和器件的初步研制成果,填补了中国民航工业在这方面的空白。现在运10飞机已经有了一个很好的起点,有了这个基础,将来就可以发展各种类型的民航飞机。这个队伍和基础建立起来不容易,停下来损失太大。”
会议得出结论:“运10的研制工作不要停,队伍不要散,成果不要丢”,并向国务院报告,“建议运10应走完研制全过程,取得完整的技术成果”,并提出再研制3架;再研制2架;再研制1架;对第三架已制零部件做必要的疲劳试验四个方案。但此报告上报后,未获批复。
同年,三机部正式向中央财经小组请示,申请拨流动资金1.6亿元,表示如果资金到位,运10可于1990年可交付16架,但该请示依旧杳无音讯。
1982年初,上海市计划委员会和市国防工办向国家计委作了报告,请求立即回复和继续完成第三架飞机的研制工作,并表示上海可承担一半研制经费(约1100万元),但仍未获批复。
从1980年9月首飞至1985年2月,运10总共累计试飞130架次,最远航程3600千米,最大速度930千米/小时,最大起飞重量110吨,最高飞行高度11000米。足迹遍布北京、合肥、哈尔滨、乌鲁木齐、广州、昆明、成都,在西藏受灾时,运10七赴拉萨运送救灾物质。
虽然运10采用了部分美国零件,比如使用了美国发动机,但其国产化程度高达96%,配套的国产发动机涡扇8于在1982年4月在波音707上试飞。但因要与美国麦道公司合资,而美方的前提条件就是运10下马,另外应美国方面的要求,还拆毁运10第三架原型机及其生产线,并将在研发运10过程中形成的技术团队解散,彻底摧毁了中国研发大飞机的能力。
就在中国履行美方要求,并于麦道合资建厂组装MD82之后。因90年代波音收购麦道,合作戛然而止。从此中国放弃了大型客机的自主研发,选择了“造不如买”的道路,组装货和洋货取代自主研发的不归路。
中国航空工业彻底失去了积累大型客机设计和制造经验的机会,而且在装配麦道客机中,美国也不会传授中国核心技术。因此,在运10下马后,不仅在运10项目中锻炼起来的人才大量流失(上飞很多技术骨干流失到国外)或无所事事(运10副总师程不时提前退休),更使中国民用航空工业因为失去了在实践中磨砺技艺的机会,迎来了荒废的20年。
(运10副总师程不时)
对运10下马的看法
1、是否因政治原因导致下马
由于运10是在四人帮(王洪文)的支持下搞起来的,因此,在粉碎四人帮后成为政治不正确,某位领导的那句“王洪文那小子在上海搞了个波音708”更是直接宣判了运10的死刑。因此,一些人认为运10和当年因林彪坠机后下马的10号任务、12号任务、911工程一样,成为了政治斗争的牺牲品。
其实运10下马时,王洪文早就蹲在秦城好几年了,在政治上早已经是“死人”。因此,与其说是运10因王洪文而下马,不如说是为了把运10搞下马,在政治上给运10扣一顶“文革余孽”的帽子,让持有不同意见的人闭嘴。所以,政治因素并非是运10下马的元凶。
2、是否因发动机原因导致下马
运10直到下马确实没有安装过国产发动机。试飞用的是美国JT3D发动机,主要原因是航空发动机的研发周期比飞机长,举例来说,J10于1986年立项,而涡扇10于1987年立项,当J10已经翱翔蓝天,守卫祖国领空之时,涡扇10还处于排除故障,提升可靠性的过程中。
因此,作为和运10配套的发动机涡扇8(JT3D的仿制改进型号)的研发必然会晚于运10——相对于1980年完成首飞的运10,涡扇8于1982年4月在波音707上试飞,并随着运10下马而夭折。
至于涡扇8为何不没有被装在运10上,而是安装在波音707上测试,因为新产品有一个发现问题、分析问题、解决问题的螺旋式上升过程。新飞机上新发动机是非常危险的,一般通行的做法是新飞机配成熟发动机试飞,新发动机配成熟的平台测试,比如涡扇10在J11战机这样比较成熟的平台测试,新锐的J20安装相对成熟的俄罗斯发动机测试。
另外,中国在80年代是有机会和能力完成美国JT3D发动机的仿制工作。
1975年,中国引进英国斯贝发动机,同时引进了大批生产设备、全套生产工艺,并派出技术人员赴英国学习技术,并于1979年掌握用英国零部件组装斯贝发动机的能力。按照原计划,将用6年时间,实现斯贝发动机的国产化。但因1981年军工项目落马,中英合作中止,服务于斯贝发动机国产化的1096项材料、大型锻铸件和附件项目全部无疾而终,英国也不再向中国转移技术。此后,重金从欧洲采购的生产设备基本处于闲置状态。
如果斯贝发动机国产化能坚持下来,在罗尔斯罗伊斯公司手把手的教导下于按照计划在1985年前后掌握斯贝发动机全套技术,再将学到技术和在斯贝发动机国产化过程中培养起来的人才,以及采购自欧洲的先进设备用于研制生产涡扇8,成功的概率还是比较高的。
3、国家是否真的无法承担运10研发成本
80年代中国还太穷,搞不起运10。乍一听有道理,但仔细回溯历史却经不起推敲——在国民经济濒临崩溃“十年浩劫”中,国家依旧有钱研发运10,以及核工业、集成电路等尖端技术,为什么“科学的春天”到来后,却因为太穷而没钱研发了?
无论是80年代大规模的市场换技术引进国外设备和技术,还是史上最坑的82工程,和MBB公司、空客、波音、麦道的合作,以及大量采购美国民用客机都没少花钱。以史上最坑的82工程来说,共耗资5亿美元,徒劳而无功,被美国人耍的团团转。
至于有人说哪怕运10搞成了,因为落后于西方,用于民航必然亏损,所以早死早超生。其实,和运10同一时期发展起来的空客也是亏损十余年,靠政府补贴过活。另外,在很多时候,不能只算经济账。
4、运10是否是手工作坊产品,无法量产
运10最初采用苏联1953年设计规范,后改为英国设计规范。在“728会议”后,设计组决定以美国运输类飞机适航性标准FAR25为设计依据,同时也参考相应的英国、苏联民航规范设计运10。
运10飞机采用新标准件136项,约64.1万件,占全机标准件项数的36.8%。新标准件的研制从1973年开始,至1979年基本结束。新标准件的研制成功,填补了国内部分航空部标准的空白。
在研制中建立和掌握的一套试验技术,对航空部标准、国家军用标准的研制和确定有一定借鉴作用。其中无扩口导管接头、环槽铆钉、导线压接端子、导管识别标志、密封游动托板自锁螺母等5项新标准分别经过鉴定,并提升为航空部标准、国家军用标准。前3项新标准还分别获得航空部科技成果三等奖。
另外,运10采用电子计算机进行总体、气动、强度、结构和系统的计算。
1970年底,在上海市计算技术研究所的X-2电子计算机上用手工编程进行计算。1971年,运用复旦大学和上海计算所的最新科研成果X-2机ALGOL编译系统,开始用ALGOL语言编程进行计算。运10飞机设计全面铺开后,为了满足计算的需要,708设计院于1974年配置了1台TQ16计算机。同时还应用华东计算技术研究所每秒80万次的655型电子计算机进行大型课题的计算。
在材料方面也取得了研制出19项金属新材料,62项非金属材料的成绩。
因此,运10是采用欧美标准,辅以计算机设计的干线客机,运10仅生产3架原型机的原因是经费不足。
5、运10是否是波音707的山寨
运10在设计上借鉴了波音707、三叉戟等当时中国拥有的美、英客机,是对国外技术消化吸收后自主创新的产物。在试飞中的结果说明运10高速性能比波音707还好,油耗低于三叉戟,而与波音707相当。相比于市场换技术中那些价格比原版贵,性能比原版差的组装货,运10能做到优于被借鉴的波音707、三叉戟客机,显然不是用“山寨”能解释的。
西方对我国运十研制成功给以极大关注。路透社说:"在得到这种高度的技术时,再也不能视中国为一个落后的国家了。"波音一位副总裁看了飞机,了解了情况之后说:"如何研制大型喷气式运输机,你们也毕业了,我们不过早毕业而已"。美国道格拉斯一副总裁看了飞机之后说:"你们航空工业一下子赶上来了15年"。
运10被盛传山寨是80年代运10即将被下马的前兆,一些人对运10的708工程(1970年8月立项)做了联想,称之为“波音708”,进一步又给安了一个“七零八落”的绰号。实际上,在80年代美方技术人员就登上过运10,且并不认为运10是波音707的山寨。
6、运10下马的最大损失
正如在1981年论证会上专家们得出的“运10的研制工作不要停,队伍不要散,成果不要丢”,运10下马的最大损失就是科研队伍散架了,技术成果也丢光了,加上80、90年代的“造不如买”、“市场换技术”、“军队要忍耐”,科研院所很多时候连工资的发不出,人才大量流失,中国失去了研发大飞机的能力,沦为波音、空客的机身零件生产商。当90年代中国代表团赴俄罗斯交流时候,一些中国代表在能为波音生产机身零部件而洋洋得意之时,遭到苏霍伊设计局西蒙诺夫的嘲讽。
到处是坑市场换技术之路
1985年,中美开始合作生产麦道82客机,但中国在合作生产麦道82飞机的过程中仅仅扮演了大部件组装的角色,技术含量是很低的,只占全机工作份额度的6%-8%。合作生产的麦道82/83总产量35架,而且价格比从美国进口还贵。
1987年1月,原中国航空工业部与中国民航总局联合向波音公司、麦道公司、空客公司等国外6家飞机和发动机制造公司发出联合研制干线飞机的邀请。
空客公司允许授权中国组装A320,但禁止中国基于A320进行改进,等于是堵死了中国以A320为基础,发展中国自己的民用机型的路子。
同理,波音公司也拒绝授权中国对波音飞机进行改进,只允许中方组装150架波音737飞机,还附带了波音飞机在中国市场的份额能够达到70%的条件。
只有麦道提出同意中国对麦道90-30进行改进,但仅限于将起落架变成4个,其余原封不动。
市场换技术的结果往往是事与愿违,相比之下,小汽车产业还算是幸运的——1996年12月,波音公司用133亿美元合并了麦道公司。1997年,波音宣判麦道MD-11、MD-80和MD-90系列飞机死刑。最后,麦道90-30只生产了2架就夭折。
1988年中国与MBB公司合作的MPC75项目,耗资2600万马克,从1989年到1992年,共组织176人前往德国接受技术转让,虽然培养了一批人才——FAI院长吴光辉、FAI民机总设计师陈俊章、FAI负责适航的副总设计师朱余华;学到了国外技术——总体优化设计技术、强度载荷滚动设计技术、符合民机适航要求的强度分析与校核程序、民机气动弹性分析计算、复合材料设计方面的技术,但最终没有出成果。
同样和空客合作的AE100项目也因外方在合作方面缺乏诚意,加上外方要求技术成果全部归属于空客公司等附属条件而告吹。
在运10下马后的15年里,中国民用航空工业一直处于市场换技术的阵痛之中,和欧美各国15年的合作,虽然通过给波音、空客、麦道制造机身零部件,学会了机身制造技术,但在发动机、航电、飞控三大核心系统上,西方从来未对中国倾囊相授。
市场换技术不仅耗费巨资,而且始终没能制造出一架国产化率和技术指标双双达到运10水平的民航客机。 从1980年到1998年,中国购买国外飞机共耗资150亿美元。截至2010年,中国拥有的1560架大飞机中,53%由波音公司制造,中国民用航空市场也随着市场换技术逐步被波音和空客垄断。
走地雷阵的ARJ21
ARJ21是Advanced Regional Jet for the 21st Century的缩写,2002年4月正式立项。2008年11月28日,ARJ21完成首飞。2012年2月,进入到适航审定试飞阶段。2014年12月30日,取得了中国民航局颁发的型号合格证。2015年10月,ARJ21交付成都航空试运营。
ARJ21是一款中国自主设计,零配件全球采购,商飞组装的国产支线客机,价格为3000万美元,截至目前,共获得订单258架。具体采购零部件如下表,可以说除了飞机设计和机身是国产外,其余子系统全部外购。
ARJ21的子系统采用了全球采购模式,所以无论是性能还是安全性都比较有保障。而且在设计之初就考虑到了高原环境,以格尔木机场和九寨黄龙机场作为设计的临界条件,是一款非常适合中国国情的支线客机。
至于ARJ21项目迁延日久,主要有以下5个原因:
一是全球大采购的模式影响效率。因为缺乏协调和沟通经验,加上制造子系统的外商故意拖延等因素拖累工程进度。
二是被C919影响。C919项目启动后,大批骨干人才去做C919。重新招募人才,技术培训、团队磨合必须重新开始。
三是领导对该项目过于重视,视察太多,会议太多。
四是两个试飞团队各自为政,中国试飞员学院和空军某试飞团到2011年2月23日才一并试飞。
五是缺课太多,从零起步自然导致进度较慢。
ARJ21最大的意义——在运10夭折后,第一次把自主设计、组装生产、适航取证的流程走了一遍,积累了经验,为以后大飞机的研制打下了基础。