作者 | 熊文明mbl曹操讀書網

任正非講過一個故事：上世紀70年代，英國羅·羅公司主動提出可以將他們的斯貝發動機賣給中國，而且愿意直接賣軍用發動機。負責談判的中方領導人大喜過望，要向英國科學家致敬，英國科學家卻說，“要感謝的是中國科學家的偉大發明”。領導人回來后查是哪位科學家，是吳仲華。他在哪？在湖北養豬。那趕緊調回北京去做熱物理研究所的所長吧。mbl曹操讀書網

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這是被戲劇化的爽文故事，后來被人證實與現實有一些出入。但可以肯定的是，斯貝發動機的三元流技術，的確是建立在“葉輪機械三元流動理論”基礎上。1950年，吳仲華在紐約美國機械工程師學會年會上宣讀論文，正式提出這一理論，后來被學界定為“吳氏通用理論”，理論中的基本方程則被稱為“吳氏方程”，吳仲華的講學錄像曾一度被NASA作為培訓教材。mbl曹操讀書網

任正非感慨的是，如果我們當初沿著吳仲華的基礎理論，持續進行工程技術突破，今日我國航空發動機的局面或許會更加樂觀。?mbl曹操讀書網

2020年12月，美國商務部公布新的“軍事最終用戶”清單，58家中國公司中有八成與航空相關。這并不算是突如其來的壞消息，早在2020年初對中國商飛禁運的傳聞，就一度引發國內對C919發動機可能斷供的擔憂。2020年的一頭一尾，美國狙擊的重點都是中國的航空工業，尤其是發動機。mbl曹操讀書網

作為一架飛機的心臟，航空發動機是人類迄今為止最為復雜的工程技術之一。目前能造飛機的國家不少，但真正能獨立研制航空發動機的卻只有美、俄、英、法、中五個聯合國常任理事國。我國航空發動機建設始于上世紀50年代，從仿制和改進，到部分自主研發，再到完全獨立研發，走過了一條波折重重的道路。?mbl曹操讀書網

21世紀初期，隨著“兩機專項”的實施、中國航發的成立，我國航空發動機的發展開始進入追趕的快車道。在軍用航發方向，自主研發的“太行”系列發動機已經依次批產，逐步擺脫進口依賴。在民用方向，配套C919的“長江”發動機CJ-1000A已經進入試制階段，35噸級的CJ-2000也已于2020年實現了核心機點火試車，據傳已開始首臺驗證機整機裝配。mbl曹操讀書網

從上世紀90年代開始，中國關于航空發動機的各種反思和討論就此起彼伏，一直綿延至今。問題早就找到了，難在如何解決。以“兩機專項”和中國航發的成立為里程碑，中國開始了從技術創新到體制創新的四面突圍。mbl曹操讀書網

從“若有若無”到“聚力發展”?

“發展航空飛機固然重要，但趕不上發展導彈重要。——錢學森”mbl曹操讀書網

1958年，被譽為我國“航空發動機之父”的吳大觀借著去英國訪問的機會，在回國途中專程去了趟蘇聯，他要去向蘇聯航空工業部求證一件事。mbl曹操讀書網

傳聞蘇聯成功發射世界上第一顆人造衛星后，赫魯曉夫興奮宣稱，飛機今后都要進博物館。意思是有了導彈技術以后，飛機就沒什么用了。這個論調傳到中國，在決策層引發了激烈爭論。當時，中國已經在沈陽航空發動機廠根據蘇聯BK-1φ仿制出第一臺渦噴發動機渦噴-5，安裝該發動機的噴氣戰斗機殲5也在沈陽飛機廠沖上藍天。?mbl曹操讀書網

那接下來還要不要研制我們自己的發動機？吳大觀去北京詢問首長，首長說的很明確，打仗首先要考慮威力大的，況且飛機可以從國外買，導彈買不來。所幸蘇聯航空工業的部長們給他吃了定心丸：美國專家是有這個說法，赫魯曉夫確實也這么講過。但他們經過論證，認為這個說法不成立。戰爭中，導彈雖然殺傷力巨大，但真正要征服對方還得靠飛機。所以，美國并沒有停止搞戰斗機，我們蘇聯也還在搞米格-21。mbl曹操讀書網

建國初期的新中國國力薄弱，只能優先發展緊要的科技。在“優先發展飛機還是優先發展導彈”的爭論中，錢學森向中央提出《建立我國國防航空工業意見書》，主張集中力量發展火箭和導彈。中央在一系列調研討論后，把航空航天作為一個整體看待，將注意力先行集中于突破導彈和火箭。最終“兩彈一星”奠定了我國的國際地位和安全基石，也證明了錢學森的遠見。?mbl曹操讀書網

然而在火箭技術取得突破后的較長一段時間里，中央對航空工業發展遲遲沒有整體規劃，導致飛機尤其是航空發動機的自主研發缺乏戰略牽引。政界學界還在為“航空工業是否屬于高新技術”這一問題爭論不休，直到1995 年“九五計劃”意見征求稿發布，航空技術依然沒有列入高新技術。許多科學家開始著急了，由王大珩、師昌緒等7位德高望重的老專家聯名，向國家領導人寫信陳情。mbl曹操讀書網

專家們提出兩點大力發展航空技術的理由：一是海灣戰爭證明，空中力量在現代戰爭中仍具有決定性作用；二是發展航空工業對國民經濟的帶動作用明顯。專家們認為，我國航空技術與先進國家差距日益擴大，如不大力發展，不僅有軍事上的危機，未來國內民航客機巨大的市場也將全部被外國人占領。mbl曹操讀書網

對于航空發動機，“兩彈一星”勛章獲得者王大珩院士更是用“游離”兩字來形容，游離不等于沒有，而是時有時無，若隱若現。mbl曹操讀書網

“游離”意味著投入不足。我國第一臺自主設計的大推力發動機渦扇-6歷時20年，研制經費共計1.5億人民幣，在研制關鍵階段其中兩年可用經費僅有200來萬人民幣。而同時期美國研制一臺普通的大中型飛機的發動機，耗資約為20億美元。mbl曹操讀書網

上世紀80年代，美國相繼提出IHPTET(綜合高性能渦輪發動機計劃)、VAATE(先進渦輪發動機計劃等預研項目，分別投入50億和37億美元。我國也在上世紀80年代提出了兩項高性能發動機預研計劃，但20年的總投入僅僅相當于美國一個季度的投入，即使算上同期貨幣購買力的因素，兩者差距也十分巨大。mbl曹操讀書網

美國的航空發動機預研計劃mbl曹操讀書網

直到過去了大半個世紀，我們對航空發動機的戰略價值和復雜性才有了更為深刻的認知。從2011年開始，工信部牽頭對航空發動機與燃氣輪機啟動調研與論證；2012年“兩機專項”批準立項。2016年3月，國務院印發的《“十三五”國家科技創新規劃》中，航空發動機及燃氣輪機位列第一。mbl曹操讀書網

“兩機專項”的實施，意味著航空發動機作為國家戰略重大項目，當下和未來一段時期內都將獲得政策、資金和資源方面的強大支持，從根本上解決投入不足問題。截至2020年底，“兩機專項”的投入已經達到3000億元。在政策和資金的有力支持下，我國航空發動機和燃氣輪機技術正在加速追趕世界先進水平，實現歷史性跨越。mbl曹操讀書網

從“飛機從屬”到“飛發分離”

“飛機都沒有了，還要發動機干什么？”????????mbl曹操讀書網

1982年，由于國家空軍裝備體制變化，殲-9和強-6飛機計劃相繼下馬。作為其配套動力的渦扇-6發動機，也因為突然失去適用對象而面臨下馬，而此時渦扇-6已經歷經了18年的艱難研制，剛剛通過24小時飛行前試車。從1964年開始方案研究到1984年停止研制，渦扇-6共歷時20年，幾乎凝聚了一代人的青春。據相關人員事后回憶：?mbl曹操讀書網

“宣布中止研制的那一刻，吳大觀潸然淚下，臺上臺下也哭成一片。”?mbl曹操讀書網

因飛機下馬而終止研制還有上海長征機械廠承擔研制的渦扇-8。這臺為運-10大飛機配套而生的大推力民用航空發動機，曾裝載在波音707上成功試飛十幾次，并作為“運-10”心臟飛到拉薩等地，累計飛行時間170小時，各項性能均達到設計標準。1985年，美國通用航空發動機分部副總裁克萊勃司來華參觀，曾對渦扇-8贊嘆不已：mbl曹操讀書網

“你們在10年前能完成這樣一臺復雜的發動機，的確是一個偉績”。?mbl曹操讀書網

項目頻繁下馬既打擊科研人積極性，也耽誤發展時機。很長一段時間，我國航空發動機的發展路徑是“使用維護—測繪仿制—改進型號—型號研制—預先研究”，跟美國的路徑基本上是反過來的。美國當時已經建立起成熟的預研機制，走的是“技術預研—核心機—試驗驗證”的穩進路線。mbl曹操讀書網

2001年，吳大觀在《對航空工業兩個重大歷史問題的思考》一文中指出，航空工業制定的“科研先行、動力先行”的方針并沒有得到共識和貫徹，事實上淪為一般口號。mbl曹操讀書網

預研無法貫徹的根本原因之一在于，發動機的研制在當時從屬于飛機，即“一廠一所一型號”。一個廠要研制一款飛機，才會有一個研究所去研發一款配套的發動機。發動機跟著飛機走，飛機項目下馬，發動機研制也隨之停擺。?mbl曹操讀書網

另一方面，由于航發研制長期缺少技術儲備和預先研究，航空發動機的研制周期遠大于飛機研制周期，飛機往往等不起發動機，自主研制不如買別人現成。對于這個問題，航空動力專家劉大響院士曾經有過反思：mbl曹操讀書網

“長期以來過分強調以飛機帶發動機，以型號帶預研，對先期技術驗證重視不夠，許多關鍵技術在型號立項之前未能得到有效突破，往往型號研制與技術攻關、部件排故同步進行，造成型號研制反反復復，大大拖延了研制周期”。?mbl曹操讀書網

在航空工業專家的集體反思下，“飛發分離”的呼吁持續高漲。2009年，中國航發商用航空發動機有限責任公司（簡稱“中國航發商發”）成立，成為中國大型客機發動機項目的總承制單位，著手研制中國民用航空發動機。2016年，中國航空發動機集團有限公司（簡稱“中國航發”）正式成立，由國資委、北京國有資本經營管理中心、中國航空工業集團有限公司、中國商用飛機有限責任公司共同出資組建。?mbl曹操讀書網

自此，中國擁有了國家級的專業化航空發動機企業集團，意味著至少在體制上，航發研制徹底擺脫了對飛機研制的依附，走向獨立發展的星辰大海。mbl曹操讀書網

從“測繪仿制”到“自主研發”?

“能買就買，買不了就仿。”mbl曹操讀書網

任正非講的故事背景是上世紀70年代，事實上，從英國引進“斯貝”發動機只是一個意外插曲。早期我國大多數航空發動機來自于對蘇聯發動機的測繪仿制。作為航空工業的核心技術，西方國家對中國自始至終是封鎖策略。在蘇聯斷絕援助后，我國航空工業一度陷入無發可用的窘境。1972年，英國羅·羅公司主動提出愿意向中國提供斯貝MK202發動機，并同時轉讓技術，讓人頗為意外。?mbl曹操讀書網

1975年12月，中英雙方簽訂了約7700萬英鎊的購買合同。原計劃分兩步走，先用3年時間學會利用進口零件組裝出合格的斯貝，再用5年實現國產化。1980年，根據英國毛料研制組裝的斯貝發動機在英國完成模擬試車。但在80年代的國民經濟調整中，面臨著與渦扇-6一樣的現實，國產化進程因此中止了十幾年。?mbl曹操讀書網

斯貝國產化前后持續了30年，令人感慨。因為等不來發動機，為保障飛機生產，我們先把存放了20年的庫存斯貝發動機拿來使用，然后又從英國購入一批二手發動機。一直堅持到2010年左右，渦扇-9才終于跟上進度，實現了持續量產供應。?mbl曹操讀書網

從斯貝發展而來的渦扇-9“秦嶺”發動機屬于“部分自主設計”，在此之前，我們絕大多數是“仿制和改進”蘇聯的發動機。長期的測仿，導致研究所技術能力甚至不如工廠，技術無法消化，無法形成自己的研制體系。直到2002 年國產渦噴-14“昆侖”發動機定型，中國才算是第一次走完了自行研制的全過程。mbl曹操讀書網

中國研制的主要軍用航空發動機型號mbl曹操讀書網

2005年12月，由沈陽黎明發動機公司抓總研制的國產渦扇-10“太行”通過滿壽命測試，成為我國首個具有自主知識產權的大推力渦扇發動機。“太行”從1978年預研，到1987年立項，再到2005年12月底完成設計定型審查考核，歷時27年，這個過程可以說是磕磕絆絆，甚至發生過試驗機爆炸的事故。直到2011年，渦扇-10的最大加力推力被確定為125KN，意味著這臺被人們寄予厚望的“國產心臟”總算進入量產狀態。“太行”總算走過了被網友詬病“不太行”的階段，近來年的表現也算得上爭氣，截止目前沒有一架搭載“太行”的戰機因發動機故障墜毀。?mbl曹操讀書網

從仿制和改進，到部分自主研發，再到擁有自主知識產權，中國航空工業人清醒認識到，關鍵領域必須要自力更生，核心技術必須要自己掌握。然而作為人類最復雜的工業領域，航空發動機的研制不能閉門造車。渦扇-10的研制也曾博采眾家之長，例如核心機原理借鑒了美國通用的F-110，為滿足國內實際裝機需求，又引進了蘇-27作為試飛平臺，并且大量消化吸收了蘇-27配套動力系統AL-31F的技術經驗。和中國當前許多國產化的裝備技術一樣，渦扇-10既不照抄俄發，也不盲隨美發，而是同時吸取美俄兩國的經驗，再探索出一條符合中國實際的技術路線。?mbl曹操讀書網

從“填空補缺”到“望其項背”，最終確保和發達國家“并駕齊驅”的過程并不容易。中國航發成立后，確立了“三步走”的路線圖規劃。第一步，縮小與國外航空發動機先進水平的差距，初步建立航空發動機自主創新研發體系，打下發展基礎；第二步，基本建成航空發動機自主創新研發體系；第三步，走完代表性型號自主研制過程，建成自主創新的基礎研究、產品發展和產業體系，基本實現自主創新發展的戰略轉型，中國航發成為具有國際競爭力的創新型企業。mbl曹操讀書網

從“封閉獨立”到“開放融合”

??“小核心、大協作、專業化、開放式。”mbl曹操讀書網

前面半個世紀，中國航空發動機的發展并不順遂，上世紀90年代至本世紀初，科技界出現許多關于中國航空發動機發展滯后的反思。老專家們總結“我們對航空技術發展規律的認知不足，缺乏長遠計劃和穩定規劃”，但更深層次的原因還是在于體制。mbl曹操讀書網

美國軍工產業模式是以企業為主角，波音、洛馬、諾格等軍民兩用集團作為主制造商，雷神、霍爾韋爾、普惠、通用等集團為其提供分系統配套，往下還有TI、ADI等數千家軍民兩用企業負責供應材料和零部件，形成開放協作、逐級競爭、專業細分的金字塔狀軍民融合生態圈。?mbl曹操讀書網

冷戰期間，美國曾經通過政府操縱下的橫向競爭機制，扶持起了GE和PW兩大航發巨頭。1968年，美國國防部要求普惠和通用各制造和試驗一臺發動機。這種政府主導的“擇優扶強”效果明顯，最終成就了大名鼎鼎通用F-110發動機和普惠F-100發動機。mbl曹操讀書網

F110-GE發動機mbl曹操讀書網

普惠最初在競爭中獲勝，首先簽下合同。通用雖然在一開始的競爭中處于不利地位，但后續推出改進型F110-GE-129，普惠為與之抗衡又研制出性能改進型的F100-PW-229。1984年2月，美國空軍按雙承包商采購策略，對F100和F110按比例采購，基本上雨露均沾。兩家公司正是在這樣的“賽馬”機制和訂單扶持下，一路成長為全球頂級航空發動機公司。mbl曹操讀書網

而長期以來，我國軍工產業模式是由帶有較強行政色彩的軍工集團負責抓總，以高度計劃的方式對科研任務進行統籌、協調、保護。總體研究所到總裝廠，配套研究所到配套廠之間大多為“縱向協作、條塊割裂”的狀態，軍用民用兩條線，形成研制分離、缺乏競爭、自我保護的封閉壟斷體系。mbl曹操讀書網

“兩機專項”和中國航發的成立，為其保駕護航的是國家軍民融合戰略的深入推進。2016年中共中央、國務院、中央軍委發布的《關于經濟建設和國防建設融合發展的意見》明確提出，深化國防科技工業體制改革，進一步打破行業封閉，擴大引入社會資本，突出核心能力，放開一般能力，推進社會化大協作，推進軍工企業專業化重組。mbl曹操讀書網

打破軍民二元分離，推進開放融合既是體制上的突破，也是產業鏈的重塑與整合。以航空工業領域為例，美國一直奉行的“主制造商-供應商”模式正在被全球航空制造企業紛紛效仿。在這個模式下，一架飛機的研制需要供應商早期介入，共同參與研發。?mbl曹操讀書網

主制造商分拆自己屬下的制造生產單元，轉而成為系統集成制造角色，擺脫了“制造生產”這個需要高負荷才能出效益的“負重”環節，增強應對市場變化的實力；供應商則可專注于某一分系統的研發和技術實力儲備，做到更加專業化和高效率。mbl曹操讀書網

航空發動機作為一架飛機的核心系統，開放協作也可極大提升研制效率。例如羅羅公司從 2004年開始，就只生產核心零部件和附加值最高的30%，而將余下的70%轉包出去，從而在風險可控的前提下，盡可能地降低發動機全部零件的制造與采購成本。mbl曹操讀書網

中國航發在此基礎上進一步確定了“小核心、大協作、專業化、開放式”的發展模式，意味著中國航空發動機的研制可以在全國乃至全球范圍內吸納更廣泛的外部力量參與協作，企業則可集中力量提升關鍵核心能力。據披露資料顯示，“長江”系列發動機目前有350多家供應商參與，初步形成全球供應鏈。同時，16個國家的69 家供應商有意愿參與中國商用發動機項目。mbl曹操讀書網

歷史教訓已經證明，關起門來造不好發動機。航空發動機由上萬個精密零件集成組裝而成，研制周期漫長且涉及領域廣。自主研制航空發動機，對當下的基礎學科、設計、材料、工藝都是艱巨挑戰。中國制造業門類齊全，可調用資源豐富，但基礎工業提供的支撐還遠遠不夠。通過開放融合，打通上游產業鏈上（如材料、機械加工、計量測試等）的標準和數據壁壘，可加速制造資源的整合，豐富完善產業鏈，最大限度實現全行業的降本增效。mbl曹操讀書網

欠下的歷史舊賬和當下的技術封鎖，注定中國航空發動機的突圍道路依然坎坷，需要極大的決心、耐心和智慧。但是這條路上初顯的曙光，已經給我們指明方向，只希望將創新和改革堅持不懈的推進下去，不要再讓中國航空工業重復半個多世紀以來的隱痛和淚水。mbl曹操讀書網

以下文章來源于鈦禾產業觀察 ，作者熊文明mbl曹操讀書網

核心關鍵字： 內容產業