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标 题: 关于研制大型军用飞机的思考
发信站: 哈工大紫丁香 (Fri Oct 10 18:17:21 2003), 站内信件
——陕飞集团董事长兼总经理 胡晓峰
研制大型军用飞机是一个十分诱人的话题,与“两弹一星”一样,大型飞机的研发不仅是
一种壮国威、强国力的标志,更重要的是通过大型飞机的研制,推动一个国家基础科学以
及基础工业的发展,带动一大批相关产业。中国政府以及相关企业对研制大型飞机兴趣日
浓,并且开始考虑“十一五”期间的立项问题。
研制大型飞机的前期预研工作十分重要,这种预研的着眼点可能要更多地落在技术范畴以
外的方方面面问题。笔者认为,研制大型飞机首先要解决的是市场定位、产品定位、资源
评估、组织方式以及产品生命周期问题,其次才是去解决技术方面的若干问题。或者说,
首先要制定好研发战略,其次设计各种研发战术。
一、大型飞机的市场定位和产品定位
大型飞机是一个综合概念,一般来说,大型飞机是指起飞吨位120吨以上,商载航程5000公
里以上的航空器。大型飞机包括大型民用客机、大型民用货机、大型军用运输机以及大型
特种飞机。需要指出的是,上述类型的大型飞机由于用途的不同,其设计规范和标准也就
各不相同,一机多用是不可能的。因此研制大型飞机必须要搞清楚究竟想研制哪一种大型
飞机。
●市场定位
研制大型飞机,应当着眼于全球市场,但比较现实和有价值的还是应该着眼于中国市场。
就中国民用航空市场,国内外各种分析机构的分析报告尽管数据不尽一致但结果都一样令
人振奋,不过这种振奋不是为所有航空企业准备的。民用飞机市场(尤其是大型民用飞机
市场)实际上是一种“寡头市场”,基本被美国的波音公司和欧洲的空客公司“双头”瓜
分。这一市场进入难度极大,进入障碍不仅体现在技术门槛过高,而且也体现在一系列的
市场准入的歧视性法规上。俄、乌等国尽管航空技术跻身世界一流,但其产品至今仍然被
排斥在世界民航市场之外。笔者认为中国大型民用客机(包括货机)市场特点将依样复制
国际市场特点,由欧美主宰,因此,我们现在就意气风发地扮演起新的进入者去拼搏大型
民用飞机是不现实的。先从支线客机做起,逐步提高水平,增重增程,最终在大型客机上
争取一席之地也许是一条捷径。
现在转移一下目光看看中国的军用飞机市场。中国军用飞机市场取决于中国的国防战略选
择,有关的分析不宜在此披露,至少有三点是明了的,一是中国非常需要大型军用运输机
,二是中国很难从西方买到大型军用运输机,三是中国从国家安全角度考虑也不会依赖某
个外国为我们提供军事装备。基于这三点,研制大型军用运输机具备市场背景和需求背景
,更具备政治背景。
根据以上分析,研制大型飞机当前的市场着眼点应该放在军用运输机领域。
●产品定位
就中国国情及军事战略要求,我们所要研发的大型军用运输机的战技指标应考虑如下要素
:
地理因素:中国的地理特点是西高东低南热北寒。西部青藏高原平均海拔4000多米,北部
最低温度-50℃,南部最高温度40℃;中国又是一个幅员辽阔的国家,东西距离5000多公里
,南北相距5500多公里。因此要求大型运输机有较大的航程、较高的巡航高度、较宽的温
度适应范围,还应具备较强的高原机场起降能力。
装载能力:能够装载大尺寸、大重量的地面作战装备和航空兵地面保障装备。
空投、空降能力:能够空投中国部队列装的大部分装甲车和轻型坦克,能够超低空一次投
放十几吨的装备;能够多路跳伞,一次空降一百余名伞兵。
平台改装潜力:飞机构型以及系统配置能够兼顾特种机的需要。
鉴于以上考虑,我们要研制的大型军用运输机主要性能指标应当是:
▲最大载重量 50吨
▲载重40吨航程 不小于5000公里
▲巡航高度 10000-11000米
▲巡航速度 750-800公里/小时
▲货舱尺寸 宽4米,高4米,长20米
▲装载武装士兵300名,伞兵120名。
▲空投最大单件重量20吨,具备3米高度超低空空投能力。
▲有较好的高原(4000米海拔)和高温(40℃)机场起降能力;有简易机场(土跑道)起
降和短距离(800米以内)起降能力。
▲飞机总体布局可采用传统的上单翼、翼吊发动机、宽机身、后置大门布局。动力装置可
选择涡桨、桨扇和涡扇三种类型发动机。
美国、俄罗斯以及欧洲各大国都拥有强大的空运力量,近十年国际区域战争反映出大型运
输机的决定性作用,促使这些国家越发重视大型军用运输机的发展。美国已着手研制先进
宽体运输机(ATT)和新型战略运输机(NSA),欧盟将联合推出A400M,乌克兰的AN-70更
是一枝独秀。这些正在研制过程中的大型军用运输机都有一个共同特点,就是载货吨位在
40吨上下,航程在5000公里左右。因此我国大型军用运输机的设计指标选择是符合国际趋
势的。
二、研制大型军用运输机的资源评估
研制大型军用运输机,尤其是从零开始设计出一款全新的大飞机,将是一项浩大的工程,
技术上将会涉及数百个专业学科,制造上将会涉及到十多个工业行业。研制大型飞机我们
将面临许多关键技术的挑战:
在设计方面,我们要创建大型飞机的设计顶层管理文件体系,比如设计规范和标准的选择
、数字化设计管理体系、质量控制与保障技术等。在具体设计过程中,我们要掌握一系列
先进的或者成熟的设计技术,比如总体优化设计、气动力设计、复杂结构设计、多轮多支
柱起落架设计、系统综合设计,以及贯穿设计全过程的先进的分析和计算方法;
在试验方面,我们要具备大型飞机全尺寸静力试验、疲劳试验、系统综合试验等大型试验
的方法和手段,我们还要有能力组织各种风险科目的试飞;
在新材料方面,我们要能够可靠地获得大型的钢锻件、铝合金锻件、钛合金锻件、特殊非
金属材料的供应;
在航空发动机、机载设备和成附件方面,我们要有可选择的货架产品,或者我们有能力同
步研发这一系列配套产品;
在工艺和制造方面,我们必须具备大型整体壁板成型技术、大型锻件成型技术、大型复杂
件机械加工技术、先进的复合材料加工技术、大型飞机特需的胶接、焊接、密封、精密装
配技术;
等等。
中国航空工业艰难跋涉了五十年,在一定程度上积累了航空产品设计与制造的技术和经验
。表现在,航空工业系统拥有一大批经验丰富而且事业心强的工程技术人员,特别是仍有
一大批航空专家们为振兴祖国航空事业在矢志不移地拼搏着;通过近几年的重点型号研制
,航空工业以及相关产业部门的基础建设都有了大幅度改善,基本具备研制大型飞机的设
计、试验和制造手段;通过几十年的实践,航空工业系统对大型复杂工程的管理水平有较
大提高,某些管理技术已经与国际接轨。但面对大型飞机的研制,我们即使倾全国之力,
仍显得资源不足。
首先是设计基础薄弱。迄今为止,还没有任何一个飞机研究所全新设计过任何大型飞机(
其实连中型飞机也没有自主设计过),因此在大型飞机设计上,我们是不具备经验和手段
的。特别是一些关键的设计技术,由于预先的基础研究做得不够甚至干脆没做,我们是束
手无策的。ARJ21支线飞机的研制在中国航空工业发展史上有划时代意义,因为中国人终于
跳出“仿制”的藩篱,勇敢地走上自主研发的道路。但有一点要注意,ARJ21项目却大量地
走国际合作道路,关键的设计技术依然是取它山之石。研制大型军用运输机能否也取它山
之石,笔者认为将障碍重重,因为军机项目的对外合作,我们吃的苦头已经够多的了。
其次是材料工业跟不上。应该说,中国材料产业的发展是迅猛的,有些门类的材料产量居
世界第一。但很多特殊用途材料和高性能材料与世界先进水平有较大差距,大型飞机所需
要的某些牌号的铝合金厚板、大尺寸铝合金和钛合金锻件以及国际上开始采用的先进合金
材料,国内材料厂家尚无法提供。
第三是大型飞机的制造技术尚不具备。回顾历史,我们能造出的最大飞机目前看来只有运
10,再就是运8和轰6,但这些机种的制造技术相对落后,加工尺寸也相对有限。“麦道”
项目曾经为我们制造大型飞机打下了一定的体系基础,可惜的是这一基础今日已不复存在
。尽管目前在全国各地分散了不少可以用来制造大型飞机的加工手段,但真正要制造大型
飞机,我们可能不得不一切从头去做,还有不少关键的加工能力需要新建。
仅从以上三个方面分析,目前试图自主研制一个全新的大型飞机,国内的资源条件是不够
的。虽然自主研制大型飞机可以壮国威、强国力,但要正视良好的愿望与现实之间的差距
。笔者认为研制大型飞机势在必行,不妨换一个思路去做。
三、怎样研制大型飞机
研制大型军用运输机应当注意以下几点:
●满足军事装备急需。体现一个“快”字,要在比较短的时间内向部队提供足够数量的飞
机;
●采用成熟技术和经验。强调可靠的设计、可靠的试验验证和可靠的制造,投入使用的产
品就是一个成熟的产品;
●最大限度地利用全国的资源,以减少投资;
●弱化舆论效应,不要把研制大型飞机涂上过于浓厚的“政治色彩”。
笔者认为,与乌克兰安东诺夫技术联合体合作在中国生产AN-70飞机是一条非常值得探讨的
路子。
AN-70飞机是上世纪80年代前苏联计划研发的大型战术运输机,由于苏联解体,此项目到1
993年俄、乌两国才签定协议,决定正式联合启动AN-70项目。1994年1月,首架AN-70飞机
推出位于乌克兰基辅市郊的安东诺夫飞机总装厂。之后的十年间,AN-70项目经历了一系列
坎坷,包括第一架飞机试飞被撞坠毁,第二架飞机发动机故障导致飞机冲出跑道,目前又
经费枯竭无法进行最后阶段的试飞取证工作,等等。但这一系列不顺都抹杀不了AN-70飞机
独有的“亮点”。
AN-70飞机是世界上首次采用桨扇式发动机的军用运输机,飞机的飞行速度范围大,从98公
里/小时到750公里/小时,其低速特性是所有大型运输机中绝无仅有的,具有非常好的低速
空投和超低空空投能力。飞机的起降性能好,可以从600米跑道上起飞。货舱宽大(高4米
,宽4.1米),最大载重量47吨,载重30吨可飞行6000公里。综合性能比较,AN-70飞机优
于C-141飞机和A400M飞机。
中、乌联合在中国制造AN-70飞机有一定的可行性。
首先,由于俄、乌两国经济状况不佳,两国均无力购买AN-70飞机装备本国部队,乌克兰方
面不得不以极大的热情向中国推荐AN-70飞机,更希望得到中国的资金支持,将该项目的试
飞工作做完。从1996年珠海航展开始,安东诺夫联合体就与中国的航空企业保持经常性联
系,签署了若干联合开发AN-70飞机的意向书。乌克兰的热情与主动态度能持续多久取决于
该项目在本国进展的顺利程度。从现在掌握的情况看,俄乌合资的中型运输机公司(MTA)
正在试图筹资(估计8000万美元)完成AN-70飞机的全部试飞取证工作;印度政府在俄罗斯
政府的建议下准备加入AN-70飞机的制造计划;捷克已经成为AN-70飞机的第一个买家(购
买3架),2006年交付完毕。如果AN-70项目在中国之外的其它地方找到了更多的“光明”
,或者出现国际政治的干预,乌克兰的态度可能就会有所转变,至少乌方的底牌就会加码
。所以,我们应该抓住当前有利时机,引进AN-70飞机技术。
其次,AN-70飞机是一个基本成熟的飞机,符合中国的需要。除个别性能指标(如载重、航
程)稍低于中国大型军用运输机预想的指标外,其它指标均十分优秀。不过中国的大型军
用运输机究竟选择什么样的战技指标,目前尚无定论。可以从两个角度考虑问题,一个角
度是索性以AN-70飞机作为目标飞机,由用户重新制定任务规划,AN-70飞机未必就不能够
完成中国军方的特殊运输任务;另一个角度是根据大型军用运输机预想的战技指标要求,
对AN-70飞机的结构作相应修改,这也是完全能够实现的事情。
第三,在中国建立合资企业,走出一条联合开发大型运输机的路子。“联合”至少体现在
三个方面:一是资金的融合。乌方曾多次表示愿意以AN-70飞机的技术作为投资与中方联合
办厂,中方可以投入必要资金,一部分资金用于AN-70项目后续的试验取证费用,从而取得
AN-70项目的部分知识产权;另一部分资金用于在中国建设AN-70飞机部件装配生产线(飞
机总装和零件制造可以利用现有的国内资源,只做少量补充),从而取得中乌合资企业的
股权。二是技术联合。AN-70飞机在中国制造,先期主要面向中国用户,因此AN-70飞机不
可避免地要改为“中国版”,在机体结构、航电设备等方面要作必要改进(甚至换装国产
发动机),有必要的话还应该对AN-70飞机作全面的数字化反设计,全机还要走一个“国产
化”过程。安东诺夫设计局是国际上最优秀的大型飞机设计机构之一,在他们的指导下对
AN-70飞机进行改进或反设计,对于培养我们大型飞机设计能力是极其有利的。第三是共同
的市场行动。“安”系列飞机在国际军机市场上有很高知名度,安东诺夫联合体在国际上
促销飞机的能力也很强。AN-70飞机生产线在中国,但销售却面向世界,这对于投资回报以
及生产线的维持将十分有利。
第四,中国具备通过引进技术制造大型飞机的能力。体现在三方面:一是我们不止一次成
功地引进整机技术通过国际合作生产出各种飞机,Z-9、MD-82、SU-27,还有今年即将下线
的ERJ145都是成功的范例,证明这一条路子是走得通的;二是我们具备国际合作的管理经
验,也具备系统总成的掌控能力;三是通过认真整合现有的航空工业资源,大型飞机绝大
部分的加工作业我们都能够承担,如大型壁钣加工、大尺寸钣金成型、大尺寸热表处理、
复杂形面加工、飞机精密装配等能力都已经具备,一些关键加工技术(比如大型锻件)可
以由乌方承担。
根据以上分析,笔者认为在研制大型飞机上,如果走自主研发的道路,投资巨大、风险巨
大,很可能迟迟见不到成果。即使见到成果,中国军方的订货是有限的,大型飞机生产线
又如何维持?而通过合资方式引进国外大型飞机技术,投资小、风险小、见效快,同时也
逐渐学习并储备了大型飞机的研制经验。尽管AN-70飞机某些指标不十分理想,桨扇发动机
由于技术太先进又让人心存疑虑,但与自主开发的风险相比,这都不是什么大问题。
最后要指出的是,不论是自主开发还是技术引进,有一点是共同的,即中国的基础科学和
基础工业都会因此得到促进,特别是材料技术和材料工业、特种加工工艺技术和手段、试
验检测技术和手段等方面将会因大型飞机的研制而得到提升,这就回到了本文的文头部分
所说的,大型飞机的研制将推动一个国家基础科学和基础工业的发展。
本贴由花卷面包于2003年10月10日16:43:15在〖鼎盛王朝〗发表.
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