11月2日,我國自主研制的C919大型客機首架機在中國商飛公司新建成的總裝制造中心浦東基地總裝下線。這不僅標志著C919首架機的機體大部段對接和機載系統(tǒng)安裝工作正式完成,已經(jīng)達到可進行地面試驗的狀態(tài),更標志著C919大型客機項目工程發(fā)展階段研制取得了階段性成果,為下一步首飛奠定了堅實基礎(chǔ)。
作為航空工業(yè)領(lǐng)域頂尖的產(chǎn)品之一,大型飛機無論軍用還是民用,都具有極高的技術(shù)含量。在此之前,我國已經(jīng)研制過運-10領(lǐng)導(dǎo)人出訪專機,并正在研制運-20大型軍用運輸機,但從未研制過如此噸位的專用民航客機。因此盡管從起飛重量來說,C919距離當代大飛機定義的100噸還有一定的差距,中國媒體卻絲毫沒有吝惜掌聲與鼓掌。與此同時,不乏有人對這款飛機上全球采購的部分抱有懷疑,但廣大網(wǎng)民也為中國航空工業(yè)的這一成績歡欣鼓舞。
從C919自身開始
作為中國航空工業(yè)的一次巨大進步,C919標志著中國人在完全自主研制大型民航客機的征途上又邁出了重要一步。但這一步同樣充滿了外界的質(zhì)疑,其中最重要的,便是C919上有大量的系統(tǒng)來自于國際采購,雖然作為有相當航空工業(yè)基礎(chǔ)的國家,C919從一開始就達到了50%的國產(chǎn)化率,但在剩下的50%中,有不少產(chǎn)品還是完成C919飛機研制所必不可少的,僅僅打通這一條產(chǎn)業(yè)鏈,中國的整個工業(yè)系統(tǒng)就還有不少功課要做。
第一樣便是眾所周知的大飛機發(fā)動機。作為后發(fā)工業(yè)國,中國在工業(yè)領(lǐng)域里全方位的“心臟病”一直是業(yè)界公開的秘密。近年來,隨著中國在工業(yè)領(lǐng)域積累的不斷加深和國家在相關(guān)方面的投入進一步加大,“心臟病”在很多領(lǐng)域已經(jīng)得到了相當程度的好轉(zhuǎn):我國已經(jīng)能夠自行設(shè)計制造具有世界先進水平的地面裝備柴油機,國產(chǎn)柴油機和燃氣輪機能基本滿足國產(chǎn)船只和軍用艦艇的需求,追趕世界先進水平的運載火箭發(fā)動機也已經(jīng)多次成功發(fā)射,但在航空發(fā)動機領(lǐng)域,中國至今依然在為解決型號的可靠性而苦苦奮斗,而在大飛機發(fā)動機這一領(lǐng)域,中國眼前的目標,還停留在解決有無問題這一基本的層面上。
盡管在過去40年里,中國已經(jīng)多次向大飛機發(fā)起沖擊,但在中國制造過的幾種大型飛機中,除了運-8、轟-6等幾款有著明確外國原型、可以全盤仿制之外,其他項目無一不是靠著進口發(fā)動機提供飛機最為關(guān)鍵的動力:運-10試飛用的是波音707上拆下來的JT-3D,轟-6K和運-20使用的是從俄羅斯引進的已顯落后的D-30KP-2,C919的發(fā)動機雖然是量身定做,但不折不扣地是一款美法聯(lián)合的產(chǎn)物,中國方面未來即使能夠合作生產(chǎn),應(yīng)該也僅限于組裝發(fā)動機這樣初等的級別。
當然,中國政府既不像普通小國一樣認為使用引進的動力可以高枕無憂,也不像某些不成熟的大國那樣認為只靠研制一種發(fā)動機就能扭轉(zhuǎn)乾坤。到目前為止,中國至少有2種以上、針對不同技術(shù)水平研制或仿制的國產(chǎn)發(fā)動機項目在推進之中,且都已經(jīng)進展到了裝機進行空中試車的后期階段(參見筆者《誰來推動C919——中國大飛機動力系統(tǒng)的不同選擇》一文),且整體進程較為順利。理論上,這兩種發(fā)動機如果在試驗中不出嚴重的技術(shù)故障或缺陷,應(yīng)該能在數(shù)年內(nèi)正式定型并且量產(chǎn)列裝。
從有無問題上看,這兩種發(fā)動機可以用于國產(chǎn)軍用大飛機,似乎國產(chǎn)引擎的問題可以暫告一段落,但對于C919這樣要在市場上搏擊的產(chǎn)品而言,問題遠遠沒有解決。由于性能、可靠性、使用維護成本都無法達到進口LEAP-1C的水平,這兩種發(fā)動機幾乎不可能作為正式引擎用于商用客機。對于軍用飛機,立足于自力更生保證供應(yīng),可以為此付出犧牲性能、價格甚至一定的安全可靠性作為代價;而民機則完全不同,對于那些整天打算盤要把班機油漆減薄一層或者從頭等艙的小果盤里減少一顆草莓的航空公司來說,實打?qū)嵉慕?jīng)濟性優(yōu)勢才是博得其青睞的關(guān)鍵。一臺引擎必須同時在造價、性能、使用成本和可靠性上取得最優(yōu)才能打動他們。因此想要讓C919換上“中國心”進入商用客機隊伍里,將更加先進的國產(chǎn)引擎研制成功無疑極為必要。至于目前還處在預(yù)研階段,但對于更大的C929客機而言必不可少的30噸級大型渦扇發(fā)動機,更要快馬加鞭才能趕上快速發(fā)展的世界水平。
如果C919上我們需要攻克的關(guān)鍵科技只有發(fā)動機,那么也許可以將其稱之為國產(chǎn)大飛機路上最后的碉堡,但在C919的研制中,還有許多基礎(chǔ)的東西要我國的航空工業(yè)去彌補。筆者在此僅試舉一例:中國商飛公司曾對外宣布了機身尾段、中央翼翼盒、水平尾翼翼盒、球面框等復(fù)合材料組件試驗件試制成功。但在完成總體設(shè)計方案后,中國商飛公司才發(fā)現(xiàn),靠買美國Cytec公司的復(fù)合材料,仍然不能按原設(shè)計制造出復(fù)合材料部件,一些重要的結(jié)構(gòu)件在國內(nèi)找不到供應(yīng)商,復(fù)合材料水平尾翼不得不找外國研制,C919的復(fù)合材料用量也不得一減再減以減輕C919的研制進度壓力。最終中央翼盒不得不改用難度稍低的鋁鋰合金,而就是這鋁鋰合金,雖然早在2012年1月就由西南鋁成功試制,但因為產(chǎn)能不足,大多數(shù)依舊依賴進口,根據(jù)計劃,到2018年,ARJ21支線客機、C919大飛機所用30%以上的鋁合金材料將采用國產(chǎn)鋁材……從這個角度看,材料這一基本的問題,依然不是一個小問題。
最后的“核”心
這里的核心,并不是泛指,而真正指的是中國核動力的一種設(shè)備類型,那就是用于大型水面艦艇和核潛艇的核動力推進裝置。這一類設(shè)備的用途雖然極為有限,但作用卻事關(guān)國家核力量的生死存亡。對于核動力潛艇而言,其動力的強勁與否關(guān)系到潛艇在水下的部署能力和機動性能,其安靜性則關(guān)系到戰(zhàn)略核力量在水下能否隱藏自身、保持自己的安全,其可靠性則維系著本國核力量在和平時期的安全;而核動力對于航空母艦在遠海作戰(zhàn)的自持力和機動性的增益更是任何其他技術(shù)手段無法達到的。
當然,我國早在上世紀70年代就算是攻克了核潛艇反應(yīng)堆技術(shù),現(xiàn)在第二代攻擊性核潛艇和戰(zhàn)略導(dǎo)彈核潛艇也已經(jīng)批量服役,國產(chǎn)核動力系統(tǒng)也已經(jīng)擺脫了上世紀70-80年代故障頻出,只能徘徊在船廠附近做“三島潛艇”或者出海遠航要靠艇上黨員干部冒著輻射一路航行一路搶修,噪音巨大被稱為“水下列車”的尷尬狀況,已經(jīng)能夠在作戰(zhàn)部署中獨當一面了。為什么還要說這是中國亟待解決的關(guān)鍵科技呢?
原因無他,那就是中外在這一技術(shù)領(lǐng)域的差距實在是太大了。美蘇在冷戰(zhàn)期間發(fā)展了四代反應(yīng)堆,英法也發(fā)展了兩代,由于這些國家技術(shù)水平高,工業(yè)積累深厚,他們的潛艇用核反應(yīng)堆已經(jīng)達到相當高的水平。相比之下,我國的第一代核反應(yīng)堆總體技術(shù)水平接近美蘇第二代核反應(yīng)堆,但安全性能在開始并不令人滿意,等到基本解決問題時已是上世紀90年代,性能已經(jīng)嚴重落后。加上90年代初期“軍隊要忍耐”的思想,導(dǎo)致新一代核反應(yīng)堆的研制遲遲沒有展開,以至于當?shù)诙藵撏ч_始研制時,核反應(yīng)堆因為缺乏相關(guān)技術(shù)儲備,不得不采取在前一代反應(yīng)堆基礎(chǔ)上改進的方式為其準備動力,最終也限制了第二代核潛艇性能的提高。至于艦船用核反應(yīng)堆,其體量和潛艇用堆完全不同,全世界也只有美俄還在研制這種特殊的反應(yīng)堆。
當然,近年來我國在核工業(yè)技術(shù)上也取得了不小的進步,在包括鈉冷快中子反應(yīng)堆、高溫氣冷堆在內(nèi)的新堆型上取得顯著的進展,在第三代核反應(yīng)堆的技術(shù)掌握和應(yīng)用上也有不俗的成績。但陸地發(fā)電用的核反應(yīng)堆與核潛艇用反應(yīng)堆有著本質(zhì)上的不同,后者更加強調(diào)結(jié)構(gòu)的緊湊和輸出能源的密度,同時對整套系統(tǒng)的震動和噪音有著極嚴格的要求,這使得中國在核工業(yè)其他領(lǐng)域取得的成績無法簡單移植到潛艇反應(yīng)堆上。至于要為未來的航母等大型水面艦艇準備的艦用核反應(yīng)堆則難度更高,由于中國幾乎沒有任何先例可循,幾乎從零開始的攻關(guān)必然還要經(jīng)歷艱苦的研究歷程。
更多的“高端”等待攀登
作為全世界最強的幾個主要工業(yè)國之一,中國的工業(yè)體系規(guī)模之大、體系之齊全在全世界也數(shù)不出幾個,雖然中國制造在許多超級工程、重型工程機械、軍工產(chǎn)品等領(lǐng)域都有著不俗的表現(xiàn),但綜合來看,缺少高端制造業(yè)、特別是缺乏頂尖制造業(yè)的局面仍然要持續(xù)相當長的時間。
在很多領(lǐng)域里,中國制造已經(jīng)將低端中端產(chǎn)品市場收入囊中,卻不得不在同時重金進口高端產(chǎn)品。以各種電子設(shè)備的集成電路芯片為例,中國每年都生產(chǎn)數(shù)以千億計的集成電路,但同時要耗資超過2000億美元用于進口各類芯片。同樣的現(xiàn)象在數(shù)碼相機、智能手機等各類消費級工業(yè)產(chǎn)品上存在,在機床、載重卡車、商船等大型工業(yè)產(chǎn)品上也十分明顯。誠然,要以中國一個國家與“外國”相對抗,要求占據(jù)全世界所有高端工業(yè)品生產(chǎn)的要求多少有些苛求。但很多產(chǎn)品中國自己不能生產(chǎn),又無法從國外合法地進口替代,最終要么選擇購買舊式產(chǎn)品,要么通過成本更高的方式,通過其他渠道獲得相關(guān)設(shè)備。要了解這些產(chǎn)品所涉及的范圍,只要關(guān)注美國對華高科技出口禁令清單,就能了解其中涉及的范圍有多廣。
隨著中國工業(yè)水平和國內(nèi)科研水平的不斷提升,我們有理由相信,像C919這樣補足中國產(chǎn)業(yè)鏈空缺的產(chǎn)品會越來越多,C919為填補中國高端工業(yè)產(chǎn)品領(lǐng)域空缺開了個好頭,也期待后續(xù)更多的精彩。
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