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跨越式发展——中国航空的必由之路 引言:众所周知,中国是一个航空大国,但它的发展是不全面的,长期以来中国空军防御性的性质决定了中国空军在某些领域一直以来就处在落后的位置,而在1970-19880年间世界航空技术突飞猛进的年代里,中国却由于种种原因在航空技术上止步不前,以至于更加落后于世界航空的先进水平。而在制空权决定战争胜负的今天,世界各国高度重视空中力量建设,美国已率先拥有了第四代战斗机并具备自行研制生产大飞机的能力,欧洲众国和俄罗斯也拥有了三代半战斗机和自行研制大飞机的能力并在进行研制四代机的尝试,而印度、日本、韩国等国也纷纷提出了各自的四代机、大飞机计划,加上美国及其盟国研制的F-35已投入生产并将大量出口,而中国由于受到美国及欧盟的武器禁运和技术封锁,中国航空工业(包括军用航空和民用航空)所面临的挑战是迫切的,所以中国航空工业必须崛起,而实现跨越式发展,则是中国航空工业崛起的必由之路。 1.中国航空软肋颇多 由于在1970-1980年间中国航空工业的停滞,今天的中国航空软肋颇多。其中比较明显的主要有以下几条:1.由于我国早期航空工业体制的缺陷,导致我国早期并未对发动机技术予以足够重视,使今天的中国仍无法制造高性能的航空发动机。2.由于我国在1970-1980年间的停滞,导致我国技术人员接触复合材料的时间比其他国家晚了近30年,这致使我国在航空复合材料领域至今仍远远落后于世界发达国家。3.由于我国空军早期一直坚持防御性原则,导致我国一直没有发展大飞机,上世纪80年代研制成功的运十也因为种种原因未能量产,我国的大飞机至今仍全为进口的外国产品。4.由于我国电子技术长期落后于世界发达国家水平,导致我国至今仍无法研制出高性能的机载雷达、机载电子系统和空空导弹。5.由于我国不具备高级卫星导航系统,导致我国至今还没有先进的空对地精确制导武器,使我军应对高技术条件下的信息化战争的能力有所减弱。6.由于我国在隐身技术领域尚属空白,导致我国在美国第一代隐身飞机F-117退役后仍无法研制类似的的隐身飞机。7.由于我国完全自主的直升机出现得较晚,导致已经拥有直升机50多年的我国至今仍无法独立自主地研制高性能的直升机。8.我国在垂直/短距起降飞机和第四代战斗机领域还是空白。9.我国在矢量动力领域还是空白。10.我国在硬管加油领域还是空白。11.我国在空天飞机(即亚轨道飞行器)领域还是空白。 2.跨越式发展是中国航空的必由之路 由于我国航空工业的软肋颇多,如果要在短期内迎头赶上世界先进水平,就必须实现跨越式发展。因为我们只有学着别人的经验跑起来,才能实现我国航空工业的崛起。为什么呢?因为从以往航空工业发展的经验看,研制装备一型战斗机的周期约为30年,研制装备一型高性能发动机的周期约为25年,研制使用一种高水平的复合材料的周期约为15年,研制装备一型高性能机载雷达的周期约为15年,研制装备一型高性能空空导弹的周期约为25年……从以上数据中不难看出,如果技术储备严重不足的中国在航空工业发展的过程中按部就班的走别人的老路,势必无法赶上世界先进水平。因为以上数据都是按世界上最强大的美国的能力统计的,而中国不可能具有像美国一样的研发和制造能力。以歼击机为例,中国在上世纪60年代就拥有了二代机,二代机至今仍在中国军中服役,而与中国几乎同时拥有二代机的美国在上世纪80年代就将二代机退出了现役(而这个时候中国的二代机刚解决了可靠性问题,才具备了战斗力),至于三代机,中国的苏-27系列飞机可能要服役到2030年以后(研制装备周期长达50年),而那时美国的F-22恐怕已经解密很久,在做退役的准备了,而中国却还要面临一个艰难追赶的过程。而经费和技术上的局限,使中国不可能同时支持三代机歼十的装备和四代机的研发工作,因此,中国在此方面必须有所取舍。其他领域也是一样的,如果中国一直按部就班,沿着“研制-装备-再研制-再装备”的道路缓慢爬行,那么就中国现在的航空工业水平来看,不但不能追上世界先进水平,还有可能被甩得更远。仍以歼击机为例,如果中国沿“研制-装备-再研制-再装备”的路线走下去,那么当我们好不容易搞出四代机之后,也许世界上又出现了更加先进的第五代战斗机,而我们辛苦搞出来的四代机在它面前可能不堪一击,于是我们又要研制五代机,等我们骄傲地宣布中国拥有了第五代战斗机以后,却惊奇地发现第六代战斗机早已飞上了天空形成了战斗力(我们的歼十就是例子,歼十的装备数量到今天都没有F-22多)……长此下去,我们的航空工业水平不仅得不到提高,而且会把我们的国民经济拖垮,这是得不偿失的。所以,中国航空工业的发展,决不能继续缓慢爬行,而要通过学习借鉴过完的发展经验,结合自身实际情况跑起来,以谋求实现跨越式发展。通过跨越式发展,中国航空工业就可以奋起直追,用最短的时间追上世界其他航空大国,实现航空工业的崛起。
3.如何实现跨越式发展 中国的国民经济水平较美国而言显得比较低,所以我国根本无力在大量生产装备歼十的同时启动三个耗资巨大的飞机研制计划(大飞机、四代机、直升机),即使我国不惜血本决定发展这些计划,而隐身技术、发动机技术、航空复合材料、机载电子设备的落后必将导致我国的航空工业计划不能顺利进行。所以,要想实现跨越式发展,就必须压缩开支,通过裁减某些预算来省下经费用于新机的开发。笔者认为,以我军目前的装备情况来看,我军并不缺少三代机,从俄罗斯引进的苏-27系列在未来十年内仍能对周边国家的航空兵部队构成优势(但不是压倒性优势),此时如果通过大量装备歼十来巩固这一优势是得不偿失的。因为大规模国际战争在短期内不会爆发,我军的首要任务是威慑少数妄图以武拒统的台独分子,而苏-27完全可以胜任这一任务,歼十的存在只会使大陆对台湾的压倒性优势进一步扩大,这是不必要的。笔者认为,实际上歼十对中国空军的意义不是通过大量装备来提高部队战斗力,而是向世界证明中国有能力研制高性能的第三代战斗机,作为技术储备,所以只要少量装备用于对飞机进行实用化测试即可,真正保卫中国领空的重任还是要由苏-27承担,这样一来,每架歼十约3000万美元的购置费用就可以省下来,如果中国空军原定购买300架歼十,现在按笔者说的缩减到100架,那就能省下60亿美元,这笔钱足以支持两个飞机研制项目。缩减了歼十的采购量以后,下一步要做的就是进行体制的改革。必须将一些难度较大的子系统(比如发动机、复合材料等)独立地提出来进行科研攻关,先于飞机设计工作展开,要让这些系统等待飞机设计,而不是让飞机设计等子系统。此外,由于实现跨越式发展对资金要求很高,有些项目我国可能无法独立负担,这时可以在海外寻求一些合作伙伴,比如巴基斯坦。另外,如果按笔者说的不将歼十作为我空军主力,那么就可以将歼十早早解密,和枭龙一样投入国际军贸市场,吸引第三世界国家接受“歼十+枭龙”的高低搭配,为我国大量创汇,并可以拉拢其与我国展开合作,为我国航空工业的跨越式发展作贡献。同样的道理,如果我们只将“昆仑”、太行“发动机用于外贸而自己不大量装备使用,那么我们又可以为新型大推力发动机的研制节约出时间、资金和精力。这里着重讲一下体制改革的问题。长期以来,我国航空设计一直受苏联的影响,走飞机和部件同时研制的道路,而我国由于航空设计能力远不及苏联,使我国的飞机项目总是因为部件设计工作进展缓慢的原因下马(比如强-6、歼-9、运-10的下马就与发动机研制滞后有关)。要想实现跨越式发展,就必须走出苏联模式,转而学习美国的模式。笔者认为,航空设计应将以下几个项目独立立项研究:1.发动机(包括高性能涡扇、涡轴发动机和供导弹使用的发动机),发动机是飞机的心脏,是飞机上最复杂的一个部件之一,其复杂程度接近一架完整的飞机,西方国家在做飞机设计时,从不将发动机设计作为一个子系统,而是将发动机独立立项,先于飞机的设计工作开展设计,当飞机需要发动机时,他们的发动机研究机构可以提交出一大堆发动机供选用,从而使西方飞机项目很少会有因没有合适的发动机而下马,我国航空设计模式,应该像西方的模式靠拢。2.雷达(包括作战飞机和预警机的雷达),世界上绝大多数国家在研制飞机时,雷达都是独立立项研制的,我国也是如此(只是雷达性能暂不如人,须加大资金和技术投入),故不再赘述。3.复合材料,要想制造高性能的航空器,没有好的材料是不行的,复合材料一般都是独立研制的,我国也是如此,但由于我国复合材料技术较落后,故在此特别指出,复合材料的研究要下血本才行。4.机载武器,全世界的机载武器都是独立研制的,我国的一贯做法也是如此,只是由于我国在此方面与世界发达国家还有差距,所以指出一下。5.隐身技术,此技术是我国发展先进飞机的软肋所在,目前是空白。6.矢量动力技术,此技术是我国发展先进飞机的软肋所在,目前是空白。7.硬管加油技术,此项目技术难度极大,目前只有美国能独立掌握,所以必须独立攻关。综上所述,我国航空工业要实现跨越式发展,就要做到以下三点:即要放弃一些现有装备的装备计划以节省开支,要加快对航空产业模式的改革,要努力促进国际合作。 4.各项目发展的具体路线 * 发动机技术的发展路线 目前,我国的航空发动机性能仍然较差,虽然最新的“昆仑”、“太行”发动机的推重比达到了8一级,但我国航空发动机的耐用性远不如世界发达国家,而国外新型发动机的推重比现在又普遍达到了9-10一级,我国与国际先进水平的差距仍很明显。要想赶上国际先进水平,我国的科研人员仍任重而道远。笔者认为,发动机的性能,无非就是由发动机制造材料和制作工艺决定,这里就不得不扯一句题外话,我国发动机技术的优劣,完全决定于我国金属冶炼技术和数控机床技术的优劣,发动机是一个国家工业能力的体现,不是仅仅靠航空工业工作者就能完成的,这就需要我们的国家通过科教兴国、人才强国战略切实提高工业水平,从而使我国的航空发动机能达到世界先进水平。笔者认为,我国发展航空发动机,应分三步走。首先,花10年时间优先发展各种军用飞机发动机(包括涡扇发动机和涡轴发动机),在最初6年内不追求耐用性,只要求发动机推力达到世界先进水平,寿命只要与“昆仑”、“太行”持平即可,后4年则应根据当时国内工业水平,对发动机材料和工艺进行改进,使发动机寿命达到或接近世界先进水平。然后花3年时间,对新型涡扇发动机做改型设计,通过减小发动机推力以及进一步延寿,使它成为适合做大飞机动力的发动机。最后,花5年时间研制导弹使用的各类小型发动机。至此,发动机发展完成:我国用10年的时间,就赶上了世界涡扇发动机先进水平,此时推重比10一级发动机还处于高峰期,还算先进,而我国又可以在该发动机退役前抓紧研制新型发动机,并一直引领世界先进发动机的潮流;我国用13年的时间,就拥有了可供大飞机使用的发动机。而战斗机的研制周期一般在10年以上,大飞机的研制周期更是达到了15年以上,而新型军用涡扇发动机只需六年就可以用,新型民用涡扇发动机只需13年就可以用,这些完全可以满足使用需求。至于涡轴发动机,由于我国已经制造直升机多年,涡轴发动机技术应该不会落后世界多少,三五年之内迎头赶上问题应该不大。
* 矢量动力技术的发展路线 矢量动力技术是第四代战斗机和垂直/短距起降飞机的核心技术,只有掌握了矢量动力技术,才能研制出高性能的四代机和垂直/短距起降飞机。目前我国还没有独立发展过矢量动力喷管,但从俄罗斯引进过AL-31FN的矢量技术用于歼十。因此,我国可以通过仿制进行矢量动力技术的技术储备,为我国研制独立自主的矢量喷管作准备。我国可以先用5年时间对AL-31FN进行测绘仿制,争取摸透它的奥秘,再用5年时间研制自己的矢量喷管用于四代战机。有一点需要指出一下,AL-31FN是三维矢量喷管,但一般四代机(如F-22)只需要二维矢量喷管即可满足机动性要求,所以仿制后的自研工作并不会太难。此后,我国还应花6年的时间对垂直/短距起降飞机的矢量技术进行探索和储备,为国产垂直/短距起降飞机的研制作准备。 * 雷达及电子技术的发展路线 雷达是战场上的眼睛,而中国的眼睛显然没有其他国家的亮。如果要改变我国的落后局面,就必须确定科学的发展路线。笔者认为,中国应优先发展供预警机使用的远程预警雷达。因为在信息化战场上预警机就像高空的魔眼,能洞悉战场上的一切,如果没有预警机,那在未来战场上就要吃大亏。加上第四代战机的信息化水平较高,又需要保持隐身,所以用于歼击机的雷达显然没有预警机雷达那么重要。笔者认为,我国在未来5年内,必须拥有一套类似于费尔康的预警雷达系统,未来10年内,我国的预警机雷达技术要达到或接近那时的世界先进水平。此外,在未来15年内,中国应该拥有具有世界先进水平的机载无源相控阵雷达用于装备各种作战飞机。除了雷达,机载电子系统也很重要,中国应努力在5年内实现航空兵部队内部及与其他军兵种的数据链连接,在10年内实现高速数据链的无缝连接,以此保证我国航空兵在信息化条件下仍具有较强的生存力和战斗力。 * 隐身技术的发展路线 对于隐身技术,中国没有捷径可走,像这样的核心技术,没有哪个国家会对外转让,中国必须树立信心,组织多组科研人员没日没夜地轮番工作,力求在以前研究的基础上再花5年左右的时间摸透隐身技术,使其应用到中国的新型飞机上去。 * 复合材料的发展路线 复合材料的发展方式与隐身技术基本相同,但只要求15年内赶上当时的世界先进水平。 * 硬管加油技术发展路线 硬管加油技术的发展方式与隐身技术基本相同,但只要求15年内赶上当时的世界先进水平。 * 四代战斗机的发展路线 由于我国未来所要面临的威胁很可能来自天空,所以夺取制空权显得尤为重要,因此设计制造具有世界先进水平的第四代战斗机就成了中国航空工业发展的重中之重。研制第四代战斗机,是一项浩大的工程,但由于前面讲到过,要把飞机设计的难点提出来重点攻关,所以设计难度会有所降低。中国四代机的发展,笔者认为应分以下几步进行:1.在发展初期,只要求飞机具有四代机的一些基本特征(隐身性、高机动性、内置武器挂架、大航程)即可,发动机可以使用现有的推重比8一级的“昆仑”涡扇发动机(不配矢量喷管),此时主要进行飞机平台的测试,利用引进复合材料制造出2-3架样机用于试飞、静力测试和隐身性测试,此过程预计耗时5年。2.在确定了飞机平台后,开始用最初的新型发动机(不追求耐用性,只追求发动机推重比达到10的型号)和二维矢量喷管装配完整版试飞机,飞机装上中国最好的综合航电系统(包括电传操作、机载雷达、数据链等),飞机部件实现全部国产,进行试飞测试。此阶段要求飞机实现超音速巡航,并进行投入量产前的各项性能测试和改进。此过程预计耗时3年。3.测试确认可以量产后,立即按完整版试飞机的标准生产少量(以一个团为宜)样机装备部队试用。此过程耗时预计为1年。4.试用期间根据部队反馈的改进建议进行最后的改进,并换装定型后的新型涡扇发动机,正式投入量产。此过程预计耗时2年。至此,中国就拥有了自己的第四代战斗机,并可以迎头赶上世界歼击机的先进水平。在新型机载雷达定型后,应将中国四代机的雷达改为新型机载雷达,并根据部队的需要和技术发展的水平进行改进。 * 大飞机的发展路线 中国作为一个航空大国,没有自己的大飞机是一个遗憾。大飞机包括大型运输机(包括军用运输机和民用客机、货机)、大型轰炸机、大型预警机、大型加油机、大型巡逻/反潜机,是否能独立自主地研制这些大飞机,是衡量一个国家军事是否强大、经济是否发达、科技是否进步的重要标准。我国作为世界上最大的发展中国家,自改革开放以来,经济、科技实力迅速成长,而我国大飞机的发展却和经济、科技的进步很不相称,致使我国大飞机市场被世界其他航空工业大国垄断,以至有了“中国要出口10亿条裤子才能换回一架空客A380”这样令人心寒的话!终于在最近几年,我国政府下定决心要发展自己的大飞机,所以笔者仅在此提出对我国大飞机发展的一些建议。大飞机是一个极其复杂的系统工程,我国在短期内不可能在此领域突飞猛进,所以国内关心大飞机的各界人士务必保持平常心,相信我们的科研人员正在努力工作,不要妄发评论,侵害科技工作者的自尊和自信。笔者认为,大飞机的发展,必须循序渐进。首先,要对各类大飞机的研制顺序进行科学编排。笔者认为,大飞机的研制,应将军用大型运输机排在首位,应为军用大型运输机通过改型后,可以转为民用(客机、货机)投入国内市场,也可以改装成预警机和加油机。军用大型运输机的发展,笔者认为应走如下路线:首先对飞机进行整体设计,此阶段只进行技术探索,只要求飞机具有大飞机的一般特征即可,不追求世界一流,技术探索阶段可以制造2-3架样机用于用于试飞和静力测试,样机采用铝合金机体、引进的发动机,测试结束后在原样机的基础上改装完整版样机(发动机换用国产新型民用发动机),此过程预计耗时15年。此时我国的复合材料技术应该已经赶上了世界先进水平,此时可以着手制造可供量产的具有世界先进水平的样机(复合材料机体、国产新型民用发动机),经测试,改进合格后立即投入量产装备部队,此过程预计耗时2年。最后,将该机的技术数据移交各科研院所,分别进行改型设计,以求实现一机多型,在此飞机平台上改型出民用客机、货机,大型预警机,大型加油机(至于大型巡逻/反潜机,用现在的运-7、运-8改改就行了),此过程预计耗时3年。此后,再对大型民用客机、货机进行立项,开始独立研制一型具有世界先进水平的大型民航飞机,由于我国已用大型军用运输机改型成了大型客机和货机,我国已近打破了外国大飞机对我国市场的垄断,故此研究项目没有时间限制,只要能研制出能与波音、空客一决高下的超一流民航机,多久都行!至于大型轰炸机,笔者认为,大型轰炸机纯属鸡肋,有没有无所谓,理由是:在防空武器高度发达的今天,大型轰炸机作为战略核威慑力量的作用已经不复存在,其突防效果不可能超过弹道导弹,而我国奉行“永远不称霸,永远不扩张,永远不对任何国家构成威胁”的原则,决定了我们不会像美国一样需要用战略轰炸机远程奔袭去搞地毯式轰炸或者当巡航导弹载机(就像笔者想象中的中国的航母战略一样,中国的航母编队没必要像美国一样具备强大的由海制陆的能力,这是题外话了),中国现有的大量轰-6足以在夺取制空权后对周边的敌人进行大规模的轰炸。笔者认为,取代大型轰炸机作用的,应是一种具有隐身能力的大型远程攻击机(不属于大飞机之列),这种攻击机可以将我国的第四代战斗机放大而成(用战斗机放大成攻击机有过极其成功的先例),作战半径3000公里左右,起飞重量60吨左右,可以携带各类对地/对舰攻击武器,能对敌方地面/海面目标实施精确的防区外打击(必要时还能作为核攻击机使用),该攻击机主要用于威慑那些妄图利用其强大海军舰艇编队对我国图谋不轨的国家。 * 直升机的发展路线 直升机是一种极其特殊的航空器,具有相当复杂的结构,它的独特特性使它成为陆军航空兵和舰载航空兵部队的主要武器,并且在民用领域也有很好的前景。世界上能制造直升机的国家很多,但能独立设计并制造高性能直升机的国家却屈指可数。我国的直升机工业一直以来都只能对外国先进机型进行仿制,偶尔研制的直-11轻型机的性能在世界上也排不上号。航空兵在未来战场上将成为部队战斗力的核心,我国决不能长期依靠外国产品。笔者认为,我国已经仿制了多型外国直升机,积累了一定经验,在10年内研制出自己的中型通用直升机,15年内研制出自己的武装直升机应该不是难事。之后,我国应在自研的通用直升机的基础上改型设计我国自己的舰载直升机和民用直升机,此过程预计耗时5年。因此,中国在15年之内拥有完全独立自主的直升机工业是完全可能的。此外,在此期间还应进行偏转翼飞机的技术储备,更具当时世界发展的潮流决定是否生产装备偏转翼飞机。 * 垂直/短距起降飞机和空天飞机的发展路线 目前我国对垂直/短距起降飞机和空天飞机的需求还不迫切,只需进行技术储备即可,只要在需要研制此类装备时不会因面临技术空白而无从下手就好。 |