中国商飞集团12月25日消息:
在工业和信息化部发布第四批国家工业遗产名单中,运十飞机上榜。
既为遗产,需当铭记之,以警自身,以诫后人。
对于这款曾一举将中国大型飞机制造技术闯入世界先进水平,象征着中国自力更生艰苦奋斗创造各门类工业的代表。运十,在托起一代人的希望之后,又在波谲云诡的溃败中埋下数代人的心酸。
那宏伟蓝图与现实幻灭的反差,亦如杜甫那首千古绝句的悲呛:出师未捷身先死,长使英雄泪满襟。
匹夫亦有凌云志,横刀立马白云间
时间回到五十多年前...
1968年12月24日,由西飞生产的中型后掠翼喷气式战略轰炸机,H6首飞成功。它的出现,使中国初步具备了生产较大型飞机的能力。1969年2月,H6列装空军正式服役,周恩来总理旋即提出一个设想:
能否在轰6的基础上研制大型喷气客机?
紧接着1970年,主席在上海视察工厂相关工作时,提出上海工业基础好可以搞飞机项目的建议。于是,在毛主席和周总理的接连关切下,运十大型民航客机项目正式上马。
1970年8月21日,经审批,国防工业领导小组向上海下达大型民用客机及发动机研制任务,项目代号708工程、飞机代号Y10。由于是经过毛主席和周总理三番五次强调的,因而国家层面对708工程的重视程度非常之高。
究竟高到什么程度呢?有两个层面足以看出——
一是人员调配:凡是有大型飞机制造经验的单位,如西飞172厂、西工大、605所、空一所基本都抽调了精英骨干人员去搞708工程。
尤其是整个项目的负责人,来自西飞172厂的马凤山是业界绝对的扛把子!
此人是新中国培养的第一代飞机设计人员,毕业于上海交通大学航空工程系,曾在五十年代末前往图波列夫位于喀山的Tu16生产厂学习。当时因为老大哥的专家们承诺会在不久后把相关资料送到中国去,所以中国学生没有做详细的笔记,唯独马凤山除外。
他不仅以极其工整的书法把强度计算、结构设计、静力试验等相关重要参数一字不落的写下来了,甚至还手工画了一些图纸。
后来发生的事情想必大家也知道了,中苏交恶,老大哥承诺的资料没到不说,原本处于运转阶段的人员、装备、技术资料连夜撤走,致使包括H6在内的大部分项目一度陷入停滞状态。很多人直接懵逼了,没有资料图、没有数据,什么都不敢做。
还好有马凤山的笔记在,不然H6能不能在六十年代末服役还要打个问号,而他那本笔记,据说也成为172厂保卫科的绝密文件。
马凤山和运十
二是工业配合:大型民用客机是一个非常复杂的系统,涉及到众多工业部门的协作,而那时中国并没有为大型客机供货的专业级供应链。为解决这个难题,项目所在地上海基本把当地所有排得上号的工业,全部动员了起来:
上海第一汽车附件厂负责发动机研发和生产;
上海航空电器厂负责起落架生产;
上海无线电二厂负责雷达生产;
上海飞机制造厂负责飞机生产;
不过,即便是如此强大的明星阵容,在面对从零起步的大型民用客机时,也仍然感到举步维艰。
一位曾参与过运十设计的工程师后来这样回忆道:
由于缺乏大型锻模机和水压机,运十在设计中明确要求的13个一体成型部件,只有三个是当时国内可以做出来的,而对于大飞机极其重要的机翼主梁结构,甚至是由多片焊接组装起来的。
这种情况,直接导致运十的设计图纸被多次回炉重造,到1975年定稿时,完成技术报告多达789份,图纸14.3万份,技术手册200万多万字。
而在飞机本身制造层面之外,还有一个更大的难题:即适航标准和生产标准。
做708项目以前,中国航空工业只有苏联适航标准和生产标准,但根据马凤山团队对安全系数等相关参数的研究,认为要让运十达到国际较为先进的水平,只能采取英美适航标准设计。
运十的三面图和基本设计
举个例子:
以苏联标准为参考物的1953年版《飞机强度设计指南》指出,当飞机以大过载、大速压做小攻角曲线飞行时(俯仰机动),还需急剧偏转方向舵进行偏航机动。如果按照这种方式设计,最后计算出来的载荷会非常大。
而在英美适航标准中,俯仰机动和偏航机动是按两种情况分别设计,这样做出来的载荷必然比前者小。
说白了,苏标反应的是军机特点,图系列和伊尔系列的客机本身就是由军用运输机轰炸机改装得来,而英美则是摒除军机的桎梏,发展全新的民用客机,其在适航性和舒适性方面完全不是苏联客机能比拟的。
所以,一开始定位为大型民用客机和领导人专机的运十,只能用英美标准生产,否则技术上会出大问题。
但问题是在中美关系还没得到改善前,中国压根就没有英美标准的基础。
怎么办?
负责运十设计的上飞所先是招募了一批英文及航空专业人才,然后通过各种渠道收集了大量英美航空专业书籍,如《英国民航适航性要求》、《美国民航手册》、国际民航组织的《适航技术手册》进行翻译,再结合本国工业实情,为运10建立起全新的适航及生产标准。
这为后来中国建立起本国的国家民航适航标准体系,奠定了夯实基础,是中国民航体系迈向国际水平的里程碑事件!
千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金
所幸,功夫不负有心人,饶是在基础近乎一片白纸的逆境下,运十也交出了一张至少对于当时中国工业状况称得上完美的答卷:
1975年6月,运十设计图纸和技术报告全部完成;
1976年9月,运十静力试验机制造完成;
1978年11月,运十全机静力破坏试验全部完成;
1979年10月,由上汽附件厂负责生产的WS8发动机完成1000小时长试;
1980年4月,运十四大系统及操纵系统、液压系统、燃油系统、全机共振,完成模拟试验;
1980年6月,运十飞行试验机总装完成!
时间定格在1980年9月26日上午9点37分,中国航空工业迎来了历史性一刻:在英雄交响曲激昂的旋律声中,运十从上海机场腾空而起,一飞冲天,历时28分钟,首飞之战顺利告捷。
当飞机稳稳停在机坪上的那一刻,十年日以继夜的辛勤,顿时化作铺天盖地的欢呼声,响彻寰宇。
据运十副工程师程不时先生的讲述:
整个机场人山人海,工程技术人员,工人师傅,已经退休的老人,患了重症动完手术身上还挂着引流袋的老工程师,无不欢呼雀跃,热泪盈眶...
此役,使中国成为继美、苏、英、法之后,第五个研制出100吨级飞机的国家。它的诞生,不仅填补了我国不能制造大型飞机的空白,还形成了我国最早的大型客机研制体系。
首飞的运十准备降落
首飞成功后,运十又接连在北京、哈尔滨、乌鲁木齐、郑州、广州、合肥、昆明、成都等我国各大地区的主要城市进行了大规模密集试飞,并在1981年迎来了终极挑战
——穿越有世界屋脊之称的青藏高原,从成都直飞拉萨!
有必要指出,虽然我国在五十年代就开通了前往西藏的空中航线,但受制于飞机技术限制,飞往拉萨机场的航线只是在众多险峰间来回穿越,而没有实现一步到位的直线飞越。
直到运十的出现才打破这一技术层面的掣肘。
1983年,西藏遭遇重大自然灾害,受灾面积达20.37万公顷,受灾人口70余万,倒塌房屋200多间,死亡牲畜35.1万头。对于彼年铁路不同,陆路交通又极大被地质条件和极端天气影响的进藏通道来说,空中运输成为向灾区输送救援物资的主要渠道。
1984年3月9日,在708项目组人员的推动下,运十02号机开始承担起零时向灾区运送物资的任务。
一周之内,六次往返贡嘎机场,运送救灾物资多达40余吨!
当时,成都双流机场负责调度的工作人员,在看着运十来回几次执行高强度运送任务后,终于忍不住向程不时问道:
你们这是在试飞还是值班?
程不时
不可否认,那时的运十算不上尽善尽美,甚至连商业运营的标准都达不到,但作为我国独立研制的首款大型飞机,它的成功首飞,使我国航空工业在很多方面取得了质的突破:
除了上问提到过的适航标准,还有机体结构、系统设计、实验技术等等。
值得一提的是,运十还是中国最早大面积采用电子计算机应用技术的民用工业品,在研制和试飞过程中,针对气动布局、强度分析等封面,总共开发各类软件138个,这使得上飞后来成为了全国民机程序最集中的部门。
而在改革开放面向全国,中西交流日渐紧密的八十年代,运十的出现,也让整个航空界为之侧目——
美国普列斯顿大学航空系教授程心:
我以前说过关于中国没有能力设计大型客机的话,从现在起宣布全部作废,我不知道中国已经进行了这样大的工程,并且取得了这样的成就,这是一个很好的起点,我希望你们从这个起点很好的走下去。
韩国航空科学博士十人代表团:
你们有了运十,还怕什么波音麦道!
运十降落在拉萨贡嘎机场
美籍华人航空专家牛春匀:
我有机会参观了运十,是我这次回国最大的收获,虽然因此放弃了去苏州杭州的机会,但能看到这架飞机比什么人间天堂都强。
不过,颠覆欧美对中国工业认知的运十并没有等来披甲上阵的那一天,而是几经跌宕,在1986年财政部否决一笔3000万的预算后,项目被彻底终止。所有人都没有想到,曾托起一代航空人希望的划时代航空工业明珠,仅是以如此悲凉的结局而收尾。
出师未捷身先死,长使英雄泪满襟
关于运十为何下马的原因非常多,除了网上提到的时代特殊性之外,结合八十年代的国情而言,放弃运十这项决策是比较合理的。
先别着急喷,继续往下看!
首先是飞机本身的问题
其实,运十与中国早期研制出的先进产品情况类似,只是解决了从无到有的问题,至于实不实用那就另当别论了。而运十受制于当时中国工业大而不强,大而不精的状况,存在的技术性问题很多,短时间内既无法大规模量产,也不具备符合商业运行的性价比。
比如生产工艺:
前文提到过,研制运十时国内缺乏大型锻模机和水压机,13个需一体成型的部件只能做出来三个,剩下十个只能被迫使用较短的承力结构充当主梁。这种方法虽然能解决起飞的问题,但代价是牺牲机体结构寿命,既难以量产,也达不到民用客机动辄服役三四十年的商用标准。
比如飞机操纵缺陷:
六十年代后,波音空客等公司的主流大型飞机,都采用的是液压控制系统,通过液压装置控制飞行舵面,使得飞行员的操纵反馈更精准。
运十虽然采用了一定比例的液压系统,但总体上仍然沿用的是较为古典的调整片控制方式。简单讲,就是把操纵杆通过钢索连接到飞机各个舵面,中间通过小调整片减轻飞行员的操控负担。
这种纯靠蛮力操控模式,在遭遇气动载荷变沉时,非常不利于飞行员操控,稍微差池就会反馈错误。
因此早在五十年代美国轰炸机研制体系中,就采用液压辅助操控系统,到六十年代波音涉足专业级民用航空市场时,西方主流大型客机中,大部分型号采用液压操控,只要小部分沿用无液压助力系统钢丝绳。
很明显,在欧美科技液压操控时代面前,大量采用古典调整片操控的运十,丝毫没有国际竞争力。
运十驾驶舱操纵系统示意图
比如后期商业运行成本:
民航客机有三个核心竞争力,即安全性、经济性、维护性。第一个因为操控系统的落后,就已然逊色于欧美同代产品。
第二个经济性,除飞机本身外,燃油费是民航客机主要成本之一。
与运十差不多同时期出生的B737-300型客机,平均千公里每吨载荷耗油0.317吨,而根据运十试飞数据,平均千公里每吨载荷耗油0.62吨,平均油耗几乎是前者的一倍。
而在维护性上,欧美同期窄体客机采用的是双发引擎,运十为四发,地勤维护更复杂成本更高。
两者叠加意味着什么?
采购运十的航空公司如果想要盈利,飞机票定价至少比世界平均标准贵上一倍,别说彼时现有工艺无法大规模量产,就算能,除非采用财政补贴政策,运十的销售前景非常可悲。
其次是中国国情的限制
或许会有人说,波音和空客在研发大型民用客机时,出现的问题并不比运十少,可他们都克服了这些困难,而中国没有,所以我们不行。
请这些朋友认清一个现实:当时欧美是什么情况,中国是什么情况?
同样是创业,富二代失败限高背后还有爹妈拿钱还债,咱们普通老百姓创业失败,就只能卖房卖车了。
这就是那些年中国真实的写照:
首先,运十面临的困难不单单是飞机的问题,而是整个中国工业生产工艺落后的问题,要想把它变得尽善尽美,基本上要把一半工业部门都进行系统性升级才行,这就不是三千万能解决的事了,300个亿都未必能行!
其次,八十年代,国家财政捉襟见肘,政府任务向经济建设看齐,从吸引国际产业的基础设施建设到城市化升级,几乎到处都要用钱。
在一切部门优先让位于经济发展的大背景下,优先财政必然向民生及制造业领域倾斜,就连很多攸关国防的军工项目都被迫下马:
比如空军下马31项,包括远程轰炸机、空中优势战斗机、大型运输机等;二炮下马45项,包括多弹头形式的“DF6A、”固体发射的“DF7A”“DF12”空射火箭;海军下马11项,包括早期航母及新一代战略战术核潜艇。
若运十能够大规模量产且具备商业运行价值,说不定还能出线;但两者可能性全无,政府不可能拿宝贵的国家财政赌一个不明确的未来。
更何况,攻破运十技术难题需要大量航空人才支持,而当时中国空军力量薄弱,纸面数据被对岸吊打,急需一批自主研发且能大规模量产的战机、运输机、歼轰机改变劣势,不可继续在708项目上投入过多的人力物力。
最后,在改革开放初期,中国人均收入远低于世界平均水平,航空交通严重滞后,运十即使能投入商业运行,也很难有市场支撑。事实上,即使到航空交通业十分发达的2019年,在中国也有超过十亿人没坐过飞机。
所以在综合运十本身难题和中国国情困境之后,放弃运十,是当时比较合理的选择。
当然,戎评知道一定会有人吐槽,大型客机研发周期长,如果国家目光在长远一点,坚持把运十坐下去,等到现在就能实现大飞机自主了,也不至于几十年来我们在在空客波音买飞机的钱,比百余座大厦还高。
很显然,这是站在2020年的高度去思考八十年代的上帝视角,它没有任何实际意义甚至是参考意义。
我至今还记得,国家统计局国民经济核算司司长许宪春,在做十六大报告时提出,争取2020年国内生产总值达到35万亿元以上,到2050中国有望成为世界第二大经济国。
可仅仅在八年后,中国就超越了日本,成为世界第二大经济国,比此前规划提前整整四十年!
有时候,时代洪流的莫测变幻,是难以窥见半分轨迹的。