WeChat ID forecast-thinktank Intro 秉承“客观，冷静，中性，实证”的学术精神，定期发布对当前宏观、中观、微观领域的热点、盲点和敏感点的独到原创分析，以及由智库发起并举办的论坛、研讨会等活动的通知 ◆ ◆ ◆ ◆ 5月5日，国产C919大飞机在上海浦东机场首飞成功，实现中国航空技术的一次跨越式发展，让很多人激动不已，“八亿件衬衫换一架波音飞机”的尴尬终于将被终结。 ◆ ◆ ◆ ◆ 鉴于当下航空制造业一直是被空中客车（Airbus）与波音（Boeing）“双雄”把持的局面，相比空客的首字母A和波音首字母B，从C919的首字母“C”就可以看出，国产大飞机被赋予了竞逐蓝天之意。 提示：“C”是COMAC（中国商用飞机有限责任公司英文名称的简写）的第一个字母，也是中国的英文名称China的第一个字母。 早在2007年3月国务院原则批准研制大型飞机正式立项之时，时任美国波音总裁詹姆斯·迈克纳尼就预言说，中国将会继波音和空客之后，成为世界上“飞机供应第三强”。他说，“不论我们愿意与否，这样的日子就会到来”。果然，所言不虚。 自2008年研制以来，C919就一直宣称是具有完全自主知识产权的“中国制造”，在自主创新方面实现以下突破： 一，总体设计方案自主，没有任何外国企业涉足； 二，气动设计自己完成，并自行组织计算机模拟与风洞试验； 三，C919的机体从设计到计算，从试验到制造完全自主完成； 四，来自世界16个跨国企业的各种系统的集成，由中方自主实现； 五，打造了中国自己特色的综合管理体系与团队。 首飞完成后，C919将进入适航取证阶段，接受各项飞机适航的测试考验。 即便如此，C919仍招来一些网友的质疑，被认为是“架子货”，“中国只是造了个壳子”，理由是诸多关键子设备和材料都是进口货，依靠外国厂商合作，成立中外合资公司来提供，例如发动机、部分关键电子设备、辅助动力系统、电源设备等。 就为何不装配国产发动机问题，业内人士回应说，目前我国还不具备生产适合民用大型客机发动机的能力，而国际民用飞机制造商的发动机也是采购自供应商。先有大飞机，才能带动民航发动机产业的发展；没有大飞机就没有需求，就不会有平台，这是产业龙头和产业链的关系。 显然，上述泛泛而谈的解释不能服众。事实上，中国一直都是“创新海绵”，往往是引进吸收再创新，对于国产大飞机而言，就充分体现了中国的集成创新能力，集成技术的突破也正是中国航空制造业取得巨大进步的标志。 而航空发动机则属于原始创新，如普惠公司单PW1000G发动机从80年代末启动就耗时25年，时间成本与巨额的研发投入可想而知，如果等中国大飞机装上自己的发动机再起飞，黄花菜都要凉了一千遍了。 因此，既不能用原始创新否定集成创新，也不能用集成创新取代原始创新，而目前对大飞机褒贬的两种说法，其实就是把上述两者进行了彼此否定。 大飞机制造业是现代工业的皇冠，因为一辆汽车只有几万个零件，而飞机多达几百万个，大飞机能够带动的产业链是任何其他制造业都无法相比的。而作为心脏的航空发动机就是皇冠上的明珠。 这个世界上能自行制造核武器的国家有9个，能自行制造洲际弹道导弹的国家有5个(美俄中英法)，但能自行制造大推力军用涡扇发动机的国家只有3个(美俄中)，能自行制造大涵道大推力高性能民用涡扇发动机的国家只剩2个(美英)。 世界上掌握一流水平涡扇发动机制造技术的仅有英国R&R（罗尔斯·罗伊斯）、美国P&W（普惠）和GE（通用）3家，俄法都属二流，行业的垄断程度可见一斑。 毕竟一代发动机决定一代飞机，就是美国都未放松过对中国航发技术的封锁，而我国之所以在航空领域薄弱就被卡在了发动机上，甚至有专家直言“若没有国外动力系统，我国的航空兵主力就无法升空作战”。 航空发动机作为地球上技术水平最高、核心技术门槛最严格、涉及理论最高深、整体结构最复杂的工业产品，代表着一国科创的最高水平，无疑也将是透视科创模式成功与否的水晶球。 为什么中国造得出神舟飞船、造得出歼-10战机，却造不出先进的航空发动机？ 因为航空发动机是经典力学在工程应用上逼近极限的一门技术，本身具有超常难度。 且不说，先进发动机的工作温度在1700摄氏度以上，大大超过涡轮叶片镍基合金的熔点，单从承受压力看，发动机压气机增压后的压力高达50多个大气压，相当于3倍的蓄满水后的三峡大坝底部压力，更别提，转子每分钟旋转几万转，叶尖承受的离心力相当于40吨重卡车的拉力。 虽然中国已在单晶涡轮叶片和粉末涡轮盘获得重大突破（已开始规模化生产、应用于太行发动机），但航发技术浓缩了太多尖端，仅以涡轮叶片为例，其材料就要求不仅能在1200℃以上的高温下持续工作，还能承受巨大的离心力、气动力、腐蚀、疲劳应力等常人想不到的载荷。 而几平方厘米的叶片上分布的许多散热小孔位置设置极为讲究，是根据气路走向而定，即便当年我国试图拆解CFM-56（用于波音737、空客A320上的发动机）也很难“山寨”，就连维修都得靠原厂家，可见技术高超。 更为重要的是，由于航空装备的特殊性，研制需要的大量数据只能靠自己试验，即便设计制造出来，还需大量试验验证，暴露问题进而改进。 其中，整机试验就要做几千小时甚至上万小时；而一些性能指标比如疲劳寿命，试验累积不到一定时数，就无法知道达不达标。有些试验甚至是破坏性试验，如涡轮盘破裂试验，做完就报废，岂非近乎“烧钱”！ 据统计，过去50年美国投入航空发动机预研经费就超过1000亿美元。 而装备美国第四代飞机F-22的F119发动机，从最初的部件研究到具备完全作战能力历经32年，其中仅验证机研制和原型机研制共投入31亿美元。 航空发动机产业显然是典型的资金和技术密集型产业，离不开大量投入，更依托于一国的总体科技经济实力。 就中国目前的航发技术看，虽然“太行”涡扇发动机（核心机源于CFM-56）2005年设计定型，但10年过去了仍然问题不断，因而只用在双发的歼11战斗机上，歼10系列战机都只能采用俄制AL-31FN发动机。 相比西方先进发动机已开始采用整体叶盘，俄罗斯、中国至今尚未或是刚展开单晶空心涡轮叶片的工业化制造，我国业内承认与“先进”之间尚有30年的差距。 中国航空发动机的落后，除了国外最严密的技术封锁以及我国科技基础落后、决策失误之外，最主要的因素还在于“反向设计”的科创模式。 因为中国军事工业以苏联技术援助起家，擅长逆向仿制，即拆解-仿制-组装，但涡扇发动机这个“工业王冠”就连“知其然”都难，又如何仿制创新？ 因此，除太行发动机装备少量歼-11B战斗机外，中国所有的新研军机都是买装或仿制国外的发动机，如“飞豹”战斗轰炸机使用的是仿制英国“斯贝”发动机的涡扇9-“秦岭”。 从科研体制看 相比欧美等航空强国极其注重基础研究和预研（预研工程-核心机计划-发动机系列化），中国恰恰“倒行逆施”，长期将发动机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，并有了具体型号，才去搞基础研究、应用探索，这不但不符合航空动力型号研制的客观规律，而且一旦该型号飞机下马，那么跟随的发动机也将下马。 鉴于此，航发技术种种特性，实质决定了科创核心需求的模式而不是反过来。 一 航发技术的代际升级，少则几年，多则几十年，时间极长且不容中断，这就决定必须要超越国策及人事的周期性波动。 不然，正如涡扇-6的命运，经历了“三下四上五转移”，耗时20年，可最终还是在国家政策从“临战”转向经济建设，军事科研战线收缩调整下因歼-9、强-6先后下马而强行停止研制。 二 在于国家与企业的界面，因为航发技术涉及国家机密，又高度垄断于美英之手，排他性不说，即便自主研发，也需国家倾一国之财力、精英共同攻克难题。 罗尔斯·罗伊斯公司就曾因“台风”战斗机的巨大成功（以致欧洲战斗机市场在未来20年内都没有大规模更新换代的需求）陷入困顿，军用高科技领域一旦出现产品或技术断代之后几乎无可弥补。 三 事关社会各行业间的相关合作。 毕竟，航空发动机不仅工业的技术体系庞大，有4个层次、5个系统、27个子系统、188个技术单元，涉及主要装备制造技术领域，这都需要各方鼎力合作，单是当初“秦岭”（原型为“斯贝”MK202）国产化参与其中的单位就达上百家，还通过全国性有组织、有计划、有步骤的推广才让“斯贝”给我国整体的机械工业领域带来醍醐灌顶似的提高。 四 对材料工业的依赖与突破。 研究表明，在新一代航空发动机性能的提高中，制造技术与材料的贡献率为50%-70%;而在减重贡献率中,制造技术和材料的贡献率占70%-80%,可见先进的材料和工艺的重要性，更依赖于技术的突破。 单是能完整加工钛合金的国家就只有美俄日中，更别提生产工艺的艰难与材料耗损之大了。此外，航发技术的研发需要前瞻性、超越性、关联性、跨界性。 比如美英等的发动机研发就比飞机研发提前很多。美国F-22战机所用的F-119发动机属于第四代发动机，但美国的核心机技术已发展到第六代。而正是在研制之初未充分估计航空发动机工作状态转换问题，美国三代动力系统的第一个作品F100-PW-100在装备部队以后大量出问题，以致F-15战斗机经常性的“趴窝”。 因此，航空发动机研发还不能只盯着自己的一亩三分地，还需考虑天气异常等一切可能发生的特殊情况，所涉之处皆有所求，可谓千丝万缕之中仍需纵横捭阖。 如此看来，任意单一变量显然是不够的，至少要适合航发技术的四个要，既要倾一国之力咬定青山不放松，又要发挥“万众创新、大众创业”的力量，还要以资本杠杆进行市场化运作，更要未雨绸缪超前为未来战争做好科创准备。 印度70年代引进阿杜尔发动机试图“山寨”，可惜卡佛里发动机国产化接近26年，心血还是“付诸东流”。 航发技术的突破艰难在全球都是有目共睹的，即便是英国罗尔斯·罗伊斯公司当初研制首台大涵道比、三转子涡轮风扇发动机时也因研发费用严重超支与无法按时交货而破产，还是靠英国政府为其失败买单（收归国有助其研发成功）才有了今天的成功。 更别提，中国饱受航发悲痛的“血泪史”，且不说涡扇-5、涡扇-6的“半途而废”与“斯贝”的生不逢时，单是“运-10”被扼杀在摇篮中，就让涡扇-8同样惨遭下马厄运，并伴随3000余人科研团队的逐渐流失，将中国与美欧的技术能力差距越拉越大。 即便是80年代末中外合作生产大飞机的“三步走”计划也终究成了“黄粱美梦”，“运十”下马的错误决策，不但浪费了国家先期投入的5亿元投入，还丧失了国内上万亿的大型飞机市场。 正因“重视引进”，对航发技术掉以轻心，结果单90年代初Su-27/30系列的引进就花了60～70亿美元，大大超过建国前50年对航空工业的总投入，可谓“赔了夫人又折兵”。 因此，即便我国“两弹一星”异常成功，是极大安全压力下“孤掷一注”的结果，但一国航发技术仅靠“重点保障”、“特殊照顾”是不能持久的，也是建立不起完备先进的科研工业体系的。 美国就深知这一点，在苏联卫星上天后，为防止竞争敌手出现技术上的意外领先，就专门成立了国防高级研究计划局（DARPA是美国军事科研的最高机构），专门负责高新技术的研究、开发和应用（电脑、软件、通信、Internet和网络技术等都发端于DARPA），其完全不受官僚机构的任何干扰，最大限度地容忍风险与失败、保障创新思维的产生与实现，而美国国防部就提供自由的环境与庞大的资金罢了。 也正因其独立自主的科创模式，不仅为美军成功研发大量先进武器技术，还为美国积累雄厚的科技储备，引领了世界军民两用高新技术研发的潮流。 美国独占科技鳌头都尚且如此，中国又岂能不纠偏“反向设计”的科创模式，积极设立这一独特的科研机制？ 毕竟“中国制造2025”计划提出十大重点工程，排名第三即为航空航天装备，要求突破高推重比、先进涡桨（轴）发动机及大涵道比涡扇发动机技术，建立发动机自主发展工业体系。 我国国防科工局亦确认，军工领域正在编制“国防科技工业2025”，这就不难预判，中国未来航发技术的进步将步入快车道，并将真正在创新驱动战略中起到引领作用。   精彩推荐 中国“高楼魔咒” 横空出世的特色小镇 养老产业迈入幸福时代 “一带一路”的内在逻辑 区域新格局靠什么 海外并购如何“惊险一跃” 中美关系三大前景 中国制造业有无未来 （本文为福卡智库原创。未经授权，不得转载，如若转载请联系后台并标明出处） Reward 长按二维码向我转账 受苹果公司新规定影响，微信 iOS 版的赞赏功能被关闭，可通过二维码转账支持公众号。 Scan QR Code via WeChat to follow Official Account