筆記摘要分享四
比如美國在這個問題上就和歐盟明顯對立。在全球氣候變暖議題上,跳得最高、喊得最響的,始終就是歐盟。歐洲想以減排作為一個平臺,來重
比如美國在這個問題上就和歐盟明顯對立。在全球氣候變暖議題上,跳得最高、喊得最響的,始終就是歐盟。歐洲想以減排作為一個平臺,來重新構建世界政治經濟秩序的心思,在國際上算得上是“司馬昭之心”,而碳關稅就是歐盟達成目的最重要的一個手段。
2021年7月14日,歐盟就宣布了一個“一攬子應對氣候變化”的提案,其中階段性的減排數據和目標都已經是老生常談,反而是一個貿易問題最為惹人關注:方案提出歐盟要在5年后,也就是2026年,正式開始對外征收碳關稅。歐盟的碳關稅提案,有一個學名叫作“碳邊界調整機制”。就是以碳排放權的價格,作為世界貿易體系的新邊界。你跟歐盟的碳價差不多,那你們之間就不用彼此交碳稅;你比歐盟的碳價低,那你就得補齊差價,歐盟才跟你做生意。碳關稅的具體稅率取決于“相對碳價”,而碳價根據碳排放權交易市場來定。
歐洲的碳交易市場啟動于2005年,至今有歐盟27個國家和英國、冰島、挪威等加入其中。其是全球碳價最高的市場,年成交額在2000億歐元左右,成交量70億~80億噸,2020年占到了全球交易所成交總額的88%,全球總交易量的78%。如果以碳價來作為關稅界定的新方式,那么歐洲將占據絕對的主導權。在2021年之前,碳關稅早就被歐盟提出過很多次,但2021年7月是第一次在正式提案中公布方案細則,首批涉及的行業有5個:鋼鐵、水泥、鋁、化肥、電力。這里面中國對歐盟出口最多的是鋼鐵和鋁,但體量也不大,按照2019年數據只有60億歐元左右。但歐盟和其他發達國家在碳排放上結盟的傾向性很強,中國銀保監會就做過一個研究,假定歐盟和G7結成碳關稅聯盟,共同對中國出口征收碳關稅,影響的出口額大約是1.1萬億美元,大概占中國2019年出口總額的40%。
眾所周知,世界貿易組織WTO的前身,叫作“關稅及貿易總協定”,經濟全球化和目前國際多邊貿易體系的基礎即在于此。重新界定全球關稅和貿易的規則,意味著一套全新的世界經濟體系和商貿邏輯,從這個角度來說,歐盟在碳關稅上的野心無異于要重建一個WTO,無論是中國還是美日,其實都不可能歡迎碳關稅。事實上我們和歐盟在氣候問題的交鋒上,非常頻繁且激烈。2009年12月7日到12月18日,丹麥首都哥本哈根召開的哥本哈根氣候大會,就是中國和歐盟在氣候問題上最為激烈的交鋒之一。當時歐洲提出過一個關于碳減排的“G8方案”,一句話總結就是從方案通過起到2050年,全球實現碳減排50%,其中歐洲國家在自身基礎上減掉原有碳排放量的80%。
由于碳排放總量固定,如果按照這個方案實行排放量的分配,發達國家將會以15%的人口,獲得之后40年間全球44%的排放權。發展中國家對發達國家的人均排放權比例是1:3.8,也就是說以后我們每個人排放1噸二氧化碳,發達國家的人就可以排放3.8噸二氧化碳。中國在哥本哈根氣候大會那年的人均碳排放量,和150年前的英國差不多。美國1900年的人均碳排放量比中國2005年的人均碳排放量還高了一倍。從某種程度上講,這種分配無疑是在固化世界的貧富差距,消解別的國家的經濟優勢。如果那時候中國沒能抗住巨大的輿論壓力,堅持我們的立場,那么到2020年,中國就一點排放權都沒有了,只能拿錢去找歐盟買。在歐盟的碳交易規則下,中國進口最多的很可能不是石油,也不是芯片,而是憑空被人為規定出來的“碳排放權”。
只有維持充足而相對廉價的能源的持續供應,才能形成一個社會持續發展的基礎。而社會和經濟的發展兌換到普通民眾的現實生活,就是人均收入,是衣食住行,是生存的自由,是受教育的自由,更是追求美好生活的自由。當人們認清碳排放權等于發展權,人均排放直接與人均生活水平相關的本質,恐怕也就很容易理解當年丁仲禮院士為什么會用質問的口氣說出那句略顯憤怒的話了:“那我問你,中國人到底算不算人?”
從經濟學的角度來講,氣候變化問題是典型的集體活動困境,即所謂的“公地悲劇”,也稱“公共資源悲劇”。這樣的問題,是沒有單純的“技術解決途徑”的。因為技術迭代和產業升級都需要時間和成本,科技不會白白進步,這個過程里,哪個國家都不可能“犧牲我全家,幸福地球村”。所以所謂的氣候問題,從來就不只是一個環保問題,它從來就是政治化的,最終必將走向多方博弈。
現今各個國家在氣候問題上的所屬陣營也的確十分復雜,有歐盟的激進,也有澳大利亞之類國家的事不關己,還有沙特這類能源出口國,它們時常發生立場變換,而中國近20年在氣候問題上始終不變的態度,則體現出了出色的前瞻性和驚人的魄力。
對于中國來說,我們是一個富煤貧油少氣的國家,無止境地消耗化石能源不是長久之計。我國很早就有一批科學家和各個行業的專家指出,中國不能按照歐美的工業化進程來走,應在傳統方式上盡快啟動綠色能源、可再生能源、非化石能源的發展。比如錢學森先生在20世紀90年代初期就曾在寫給時任國務院副總理鄒家華的信中談及未來發展綠色能源的重要性,甚至還提出了讓汽車工業跳過汽油柴油階段,進入電力階段的構想。中國的“雙碳”目標,從來不是要阻止誰的發展,而是要讓自身的發展更加健康、安全、可持續。所以其他國家可能會出于種種原因無法實現自己減排的承諾,而中國卻會為了自身的發展而堅定地在綠色能源的道路上走下去,這給我們帶來的一個重要的好處就是,目前中國在能源領域的技術研發,正在進入高速發展的階段。
關于引領人類下一次技術革命的是什么,世界上已經爭論了很久。有人說是5G,有人說是基因工程,有人說是區塊鏈,但在中國宣布承諾2060年碳中和之后,有一種聲音越來越大:人類的下一次技術革命,將會由環保需求推動。這個聲音也很好理解,因為真正決定一個時代和一個國家命運的,往往是“能源革命”。比如美國的崛起,就和它所打造的“原油體系”有極高的相關性。這個體系的核心是石油公司—輸油管道體系—汽車消費的鏈條,而基于美國的石油霸權,最終誕生了石油美元的全球貨幣體系。
碳中和的大方針指導下,對應能源—輸送—消費的邏輯,中國正在打造的是一個全新的能源體系:光伏/風電—特高壓輸電—新能源汽車。我們愿意做出承諾,并不是像很多國外的政客一樣,是在玩政治游戲;而是在國家發展的層面,看到了時代的機遇,而且我國在這方面也有得天獨厚的優勢。比如下面筆者會講的發電領域。
眾所周知,新能源發電的難點就在于不穩定。今天有太陽,就有電用;明天沒太陽了,那就一點電都沒有。無論是風能、水電、太陽能,都有這個問題。這就需要兩個方面的支持來解決。一是儲能,就是在太陽能充足的時候,把發好的電存起來,等沒有太陽的時候再用。這就是電池行業,比如前文提到的寧德時代。二是統籌協調能力,即對一個多能的新型電力系統,需要不斷動態調整每一種發電來源的比例。今天風比較喧囂,風能占比就高一點,火電廠就少開幾臺機器。這就需要一個有極強的資源調配能力的國家電網。這剛好是中國的看家本領,全世界沒有其他國家能做到。
我們真的能看到很多荒唐可笑的地方:有時候,大資本和A股的“韭菜們”其實都一樣,看著一個東西在漲就拼命地加倉。“韭菜們”最多也就是賠錢,大資本不僅賠錢,還把土地、電力之類的資源給砸了進去。而且那個時候的中國整個光伏產業屬于“兩頭在外”的狀態,上游的高純度硅材料都是進口的,下游的消費者也都在國外,中國企業做的不過就是個加工流程而已。
如果只看產能和市場份額,我們好像還很強,但如果看技術和模式,2010年的中國光伏產業恐怕真的就只是一個靠“騙補、騙貸、投機”催熟的資本怪胎。
第二波打擊來自歐美國家的制裁。多晶硅的需求隨著補貼的中斷而中斷,受害者除了中國企業,還有歐美、日韓的多晶硅生產商。在全球市場的競爭中,中國實際上占據了一定的優勢。首先是產能充足,盡管存在“兩頭在外”的情況,但每年全世界仍然有超過六成的太陽能電池是中國生產的。
中國雖然生產得多,但自己基本上不用,90%都用來出口了,這里面有八成都流進了歐洲市場。眾所周知,多年以來,中國企業的長處就在于規模生產帶來的超低價格。當中國光伏產品剛剛進入歐美市場的時候,中國產品實惠的價格瞬間就擊垮了西方廠商經營多年的壁壘。
所以,為了保護本國的光伏企業,歐美國家開始對中國廠商進行“雙反”調查。“雙反”指的是“反傾銷”和“反補貼”,說白了就是歐美國家看不得我們的企業在世界市場上攻城略地,于是想方設法出手阻止。第一項罪名就是“傾銷”,他們指責中國違反貿易原則,用異常低廉的價格銷售商品,搶占市場。第二項罪名就是“補貼”,他們認為中國產品能報這么低的價格是因為背后有中國政府在用真金白銀撐腰。
具體的處理方式,就是給中國產品加上了“雙反”關稅,強行提高價格,削弱中國商品的競爭力。這種手段的殺傷力是非常驚人的,中國產品的市場競爭力本來就源自超低的價格,現在對方強行把價格抬高,中國產品的競爭優勢瞬間就蕩然無存。與此同時,歐美日韓的廠商卻在本國政府的扶持之下,對中國市場進行傾銷活動。結果,2012年中國的光伏產業遭遇雪崩,產量首次出現下跌,全國43家多晶硅生產企業全部停工,無一幸免。缺少核心競爭力,導致了中國光伏產業的一場雪崩。
中外光伏產業對抗的第一回合,我方完敗。失敗是很正常的,畢竟,當時的中國企業并不具有“核心競爭力”。中國產品的優勢是低廉的價格,但在“兩頭在外”的情況下,靠賺“加工貿易”的那點辛苦錢,價格優勢實在是不值一提。就算歐美國家不對我國進行“雙反”調查,中國的光伏產業照樣只是“銀樣镴槍頭”——當時的中國光伏企業仍然需要大量進口國外高質量的硅晶材料,如果外國廠商集體抬高價格,我們的價格優勢同樣會受到影響。
不僅核心技術在別人手上,核心市場也不在國內,2010年,我們全國的光伏裝機量只有500兆瓦,而東歐捷克竟然有1.5億瓦,是我們的3倍多。偌大一個中國,市場規模甚至比不上一個歐洲小國。國產廠商發育不良,似乎也就順理成章了:那幾年,本土的廠商只能出海,因為在看似溫暖的國內,我們根本沒有養活這些廠商的條件。
所以,如果想從根本上獲得和歐美企業一決雌雄的能力,還是要掌握核心的技術,同時還要有一個龐大的國內市場。低廉價格只是戰術優勢,技術自主才是戰略優勢。戰術優勢只能解決短期的問題,只有掌握戰略優勢,才能真正躋身世界第一梯隊。面對全國多晶硅工廠全部停工的被動局面,中國政府開始了大反攻。
面對各種“雙反”,中國官方也對歐美廠商的產品展開了對等的制裁。
效果是立竿見影的:美國多晶硅的進口被瞬間切斷,美國企業徹底失去中國市場,德國多晶硅企業Wacker主動妥協,和中國政府達成了價格承諾。這雖然只是萬里長征第一步,但有非常重要的意義。這切斷了外國企業對我們的多晶硅傾銷,強行把中國的多晶硅市場搶回來,分給本土企業。
第二步,是光明正大地強化對光伏產業的補貼。中央先后發布了《太陽能發電發展十二五規劃》和《國務院關于促進光伏產業健康發展的若干意見》,明確了電價補貼標準和補貼年限,并且將多晶硅生產從產能過剩行業中摘除,對光伏產業徹底“松綁”。2012年,中國的光伏產業就活了過來,先后有16家企業開工復產。在官方政策的幫扶下,短期之內,中國產品重新獲得了“低價格優勢”,在戰術上取得了主動權。
在戰略方面,中國企業的技術實力也在不斷增強。2014年,美國對中國的“雙反”調查得出了最終裁決——美國人認定我方存在大幅度的傾銷和補貼行為,在第一次“雙反”關稅的基礎上開始進行二次“雙反”。而此時,我們也果斷接招,商務部和海關總署下令:禁止以加工貿易為名進口多晶硅。文件傳達的信息非常明確:第一,中國企業不能再賺“血汗錢了”,“兩頭在外”的格局必須改變;第二,既然他們不讓我們賺他們的錢,那么我們也不能讓他們賺我們的錢。
我們之所以有底氣和外國企業高強度一對一較量,是因為我們掌握了核心科技和自主技術。在“兩頭在外”最嚴重的時候,中國多晶硅生產線的核心設備都必須依賴從美國、德國、日本等國企業進口。但到了2014年的時候,我們早已實現了主要設備的自主設計和建造工作。到此為止,和幾年前那個“虛胖”的資本怪胎相比,中國光伏產業已經悄然完成了一場“蛻變”。
技術上,擺脫了對國外設備的依賴,實現了自主。模式上,告別了“兩頭在外”的加工貿易,吃到了更大更甜的蛋糕。政策上,得到了國家充分的支持。順理成章地,中國從西方手中接過了光伏產業第二輪擴張的指揮棒。擺脫“兩頭在外”困境的中國光伏產業,終于迎來了真正的春天。2015年,中國光伏產業不僅握有自主技術,而且還掌握了龐大的國內市場。剩下的,就只是表演時間了。2015年,中國生產了16.5萬噸多晶硅,占全球總產量的47.8%,生產了全球79.8%的硅片,生產了全球66%的太陽能電池片,其他組件的產量也達到了全球總產量的69.1%。
技術是企業安身立命的本事,掌握了技術,才能避免被別人“卡脖子”,面對別人的各種威脅才能泰然自若。而市場則是企業的后院,有了市場,才能有足夠的發育空間。尤其是龐大的國內市場,對于科技企業的發育來說是非常重要的。“兩頭在外”時期的中國光伏產業非常被動,就是因為一沒技術,二沒國內市場。沒有技術,就只能淪為“裝配工廠”,賺一點辛苦錢;沒有國內市場,就沒有一個安全的后方來提供發展空間。
到今天,中國已經成功實現了光伏領域的國產替代。離開了中國企業,全球光伏產業鏈都會停擺。中國光伏裝機量超越了美國和歐盟之和,全球最大的20家光伏企業里有15家是中國企業,供應鏈的各個環節,中國企業的份額都超過65%,中電投已經成為全球最大的光伏發電企業。
在筆者看來,中國光伏產業發展取得成功,和諸多因素有關。
其一,光伏技術屬于新技術。越是新興技術,對中國來說就越得心應手。由于歷史原因,中國在技術領域起步較晚,諸如汽車、大飛機之類的傳統技術已經被歐美廠商吃透,中國企業一沒有技術積累,二沒有口碑,在這些領域的發展阻力極大。但光伏、新能源汽車這類新技術,所有人都在同一個起跑線上,所以中國能發展得如此強勢。
其二,中國光伏產業進入全球市場的時間較早。從最開始的萌芽時期,中國光伏產品就活躍在歐美市場——以至于當時我們出現了“兩頭在外”的局面。因此,中國光伏企業可以說是從出生就在世界市場上活動,自然更容易嵌入全球光伏產業鏈。
其三,中國政府對光伏產業的強力補貼政策。“雙反”時期之后,中國政府為了刺激中國光伏產業發展開始對國內的光伏企業實施扶持政策。光伏企業抓住這個機會大力發展,為了多拿補貼,一些企業在推廣光伏設備的時候不遺余力,大幅度超額建設太陽能發電項目,以至于出現了國家“拖欠補貼”的現象。正是這樣強力的扶持,中國光伏產業才有了足夠的本錢在國際市場上叱咤風云。
液晶面板產業在中國的成功。首先是從終端產品定價上,10年前,一臺屏幕從日本或韓國進口的液晶電視動輒要賣到上萬元,而現在降到了1000元以下,這還不考慮通貨膨脹的因素,因為其中國產屏幕的大規模普及起到了重要作用。此外從產品品質上來說,中國公司京東方生產的液晶屏幕已經成功搭載在蘋果的iPhone手機上面,而蘋果被認為是對零部件要求最苛刻的廠商,這足以證明國產液晶屏幕的品質。此外,中國廠商在液晶顯示屏的多個細分市場上,市場占有率位居世界前列。
在很長一段時間內,“缺屏少芯”被認為是中國消費電子產業的兩大痛點,液晶顯示屏幕和芯片這兩個產業有很多相似的地方,都是重資產、高投入、高度壟斷型產業,其生產工藝也很類似,都需要大規模的無塵車間進行精細化生產。時至今日中國的芯片產業仍然與世界先進水平有較大差距,但是以京東方為代表的中國液晶面板廠商,則是實打實地進入了世界第一梯隊,如今全世界只有中國、韓國、日本3個國家仍然有資格留在液晶顯示工業的牌桌上,甚至連美國和歐洲都已經出局了,更不用說其他小國家。這個產業的國產替代案例,充滿了精彩的故事。
面板產業的獨特性質
從20世紀80年代開始,中國陸續從日本、歐洲等地引進了數百條彩色電視機生產線,生產那個年代主流的CRT電視,由此,中國出現了一批如長虹、康佳、海爾、創維、TCL等電視機生產大廠。但中國在顯像管等關鍵零部件上依然需要進口,當年的大尺寸彩色電視機價格居高不下。
從20世紀90年代末期開始,液晶面板工藝開始逐步成熟,日本和韓國廠商開始不斷上馬高世代的液晶面板工廠,例如生產5代線、6代線、7代線等的工廠,這一產業呈現出高度寡頭壟斷、重資產投資等特性。
雖然幾乎所有的液晶顯示技術,早期都來自美國公司的研發,但是真正將液晶顯示大規模投入工業生產的,是日本廠商。日本的精工、夏普等廠商從20世紀80年代就開始大規模地量產小尺寸的液晶面板產線,日本廠商的市場占有率一度高達94%。這一階段推動產業發展的一個大背景是筆記本電腦開始在全世界普及,90年代初期全世界一共興建了25條液晶生產線,其中21條在日本。
日本廠商在液晶顯示工業初期的壟斷地位,甚至引起了美國軍方的警覺。因為美國軍方認為,未來士兵隨身攜帶的單兵作戰裝具,上面很可能會需要有小型的液晶顯示屏幕。這種顯示屏幕具有輕薄、體積小、能耗低等優點,因此在戰斗機、坦克裝甲車輛、武裝直升機、戰艦等軍事載具上,將來也會大量采用以淘汰老舊笨重的CRT顯示器。美國軍方試圖引導在美國建立自主可控的液晶顯示工廠以實現這一產業的美國國產替代,但是出于耗資巨大等原因最終作罷。
以三星和LG為代表的韓國廠商從20世紀90年代開始發力液晶面板產業,初期每年巨虧,一直到末期,情況才開始發生逆轉。由于日本經濟泡沫破滅,日本廠商在耗資巨大的液晶面板工廠投資上開始捉襟見肘,而韓國廠商在韓國政府的大力支持下,采用包括大力引進外資等方式,開始接過日本廠商的接力棒,并且從日本引進了大量的技術和專家資源,成為全世界液晶面板產業的新龍頭。與此同時,中國臺灣的一些廠商也開始進入這個領域,不過與日本、韓國廠商相比仍然有差距。
中國大陸在液晶顯示工業的浪潮當中,起步不算晚。清華大學、中科院長春物理所等大學和科研院所在20世紀70年代就展開了相關技術的研究,并發表多篇有影響力的學術論文。20世紀70年代末到80年代初,原電子工業部774廠(也就是后來的京東方的前身)、770廠(湖南長沙曙光電子管廠)、中科院713廠(位于河南新鄉)、上海電子管廠、深圳中航天馬公司等先后建成4英寸基板玻璃的TN-LCD試驗生產線,以生產電子表、計算器和一些儀表的顯示屏。
這個時期的中國自主液晶產線,大都是小規模試驗產線,和日本廠商推出的大規模量產產線相比,仍然有很大差距。不過中國廠商的自主創新,為后來中國的液晶顯示工業培養了一大批人才,形成了早期的技術積累。可以說,沒有自主研發的技術積累,技術引進也很難有基礎。
1984年,深圳中航天馬公司建成第一條4英寸規格的TN-LCD生產線,770廠建成第一條7英寸規格設備較先進的LCD規模生產線(主要設備通過中國香港從日本引入)。
但不得不指出的是,直到此時,國內生產企業無論是自主拼裝設備還是從美國引入的設備,都是作坊式的小規模試驗線,沒有形成批量的生產規模,但這些實驗室和試驗線卻奠定了中國液晶產業的基礎。曾經在這些試驗線上工作過的一批人,在后來中國LCD產業發展的各個階段都發揮了積極的作用。
北京電子管廠,其原廠區位于北京市酒仙橋一帶,是蘇聯當年援助中國的一批工業大項目之一。但是因為設備長期老化,且存在國企固有的一些管理弊端,改革開放后很長一段時間內,該廠的經營效益不佳。
比774廠更先迎來命運分岔口的其實是時任總會計師的王東升。1988年,時年31歲的王東升被提拔為副總會計師,成為工廠副總師以上級別領導中最年輕的成員。上任后他花了3個月的時間想出一個改革方案,按照領導的安排給副總師以上的干部講課,講了不到5分鐘,下面已是鼾聲一片。1991年底,774廠賬面累計虧損3000萬元,年輕員工跑到商場當起了售貨員,老員工不愿離開,生活窘迫到只能到菜市場撿些白菜幫子回來吃。
此時,另一家企業答應幫王東升解決兩套房,只要他能來擔任常務副總裁一職。一邊是垂死的老企業,一邊是能幫助解決住房問題的新企業,王東升很快辦好了離職手續,準備開啟人生新的篇章。可偏偏在這時,1992年9月,王東升被突擊任命為774廠的廠長。關于去還是留的問題,王東升整整糾結了一個月,以至于任命后一個月他都沒有去接這個擔子。或許是王東升身上還帶著老一輩對工廠的執著,同事一句“為了我們師傅不再去撿白菜幫子”,王東升下定決心留在774廠,改造這個老態龍鐘的國有企業。
北京電子管廠本來歸國家電子部管,是副省級單位,后被下放到北京市。而為了減少改革阻力,王東升也和市里提出了幾個要求:一是市政府全力支持企業改造,走市場化道路;二是從自己上任開始,取消官本位與國企等級制度,自己則以職業經理人身份出任電子管廠經理;三是只有數據與廠長歸政府管理,其他人事權下放到企業。當時774廠已經成為北京市第一大虧損企業,而且市政府也無法承受讓1萬多人的企業破產的社會后果,在這種壓力下,政府也選擇相信王東升,讓其放手一搏。
股份制改革需要股東,但774廠連年虧損早已名聲在外,誰聽到774都立馬搖頭。銀行這邊也已經欠了一賬本的舊賬,資產負債率達到了98%。王東升很快想到了債轉股,通過債轉股的方式,大幅降低企業資產負債率,當資產負債率下降到一定比例之后就可以重新向銀行提請貸款。但銀行業提出了新的要求,想要進行債轉股就必須找到新的投資。可誰又愿意把錢扔進這樣一個無底洞,來救一個與自己毫無關系的企業呢?如果有這樣的人,那一定是曾經和774廠一起奮斗過的老員工們了。
王東升很坦白地在員工大會上說道:“各位員工們,企業正在改造,一部分人面臨下崗,但交錢入股不意味著你的職位能得到保留,而且交錢入股,企業成功的把握是50%,這筆錢也有可能收不回來。”即便如此,老廠的2600人還是湊出了650萬元資金,成功幫助京東方完成債轉股。國家在1998年才提出“債轉股”,而京東方在1992年就已經完成了債轉股。1993年4月,由銀行債轉股,員工出資入股,再加上一些零散的小股東,北京東方電子集團股份有限公司以混合所有制的身份正式轉型,也就是我們所熟知的京東方。
在20世紀90年代初期,為了生存,京東方曾經大力發展合資公司,例如,與日本旭硝子株式會社合資、與日本端子株式會社合資、與日伸株式會社合資等。1997年,京東方與臺灣冠捷科技合資,成立北京東方冠捷電子股份有限公司(京東方占股52%),1999年投產后成功盈利,把臺式電腦CRT顯示器做到了世界第一,這時候京東方的日子才慢慢開始好過起來,有了一定的積累。
此時,投身CRT電腦顯示器產業的京東方敏銳地發現,液晶屏幕正開始慢慢取代傳統的CRT顯示屏。與笨重的CRT屏幕相比,液晶顯示屏具有輕薄的特點,且顯示效果也隨著技術的迭代越來越好,非常明顯,未來是液晶顯示的時代,傳統的CRT顯示技術將被淘汰,而此時液晶顯示的核心技術都掌握在日本韓國廠商手上。
1998年決定進入TFT-LCD市場的京東方卻一直到了2003年才開始有所動作。而在京東方猶豫的這段時間里,早有企業開啟了中外合資,從事TFT-LCD生產工作,上廣電直接砸了100億元,從日本NEC引進了中國第一條5代生產線。
有著較豐富合資經驗的京東方,對于合資的體驗可謂喜憂參半。首先,合資能夠迅速帶來外方的技術和資金,還有品牌,使得中方企業能夠迅速獲得較好的現金流,在改革開放初期,合資不失為一條快速起步的捷徑。但是京東方在多年的合資當中發現,合資帶來不了真正的技術積累。首先合資企業缺少真正的研發平臺,大部分的研發積累都在外方的公司進行,大部分時候,合資企業從事的只是生產制造環節,拿著外方提供的成熟技術和圖紙生產。由于缺少研發平臺,合資企業也就難以真正積累研發技術人員,難以有效積累寶貴的技術專利。同時,由于中外方理念和利益的巨大差異,合資企業也常常陷入中外方的股權爭斗,類似案例比比皆是。
用王東升的話說,“合資合不來技術,更合不來中國的工業化”。京東方在1987年與松下合資辦彩色顯像管工廠,但20年過去了,松下都退出歷史舞臺了京東方還是沒能掌握顯像管的核心技術。真正要走出產業化之路,除了自研還是自研。
液晶面板行業與其他行業不同,具有顯著的周期性,每當行業下行時,總會有新勢力進入液晶面板行業,隨著新鮮血液的注入,行業上行,然后又發生產能過剩的問題,引發行業下行。
1997年的亞洲金融危機爆發后,韓國現代集團一直深受其累,特別是在1999年大宇集團解體之后,韓國現代的資金周轉發生嚴重困難,韓國政府一方面支持多家主要債權銀行對現代集團提供緊急貸款,另一方面則要求現代集團斷臂求生,縮窄業務。
此時京東方迎來一個千載難逢的機遇。1998年,韓國金大中總統上臺,他開始推行對朝鮮緩和的外交政策,這是幾十年來朝韓關系最好的時期,但是這段蜜月期也險些將韓國最大的財閥之一現代集團的前途搭進去。
在1998年,韓國現代集團創始人鄭周永最為寵愛的五兒子鄭夢憲在其父親授意下,首次打破了韓朝禁令:他親自趕著500頭耕牛,越過板門店來到了朝鮮。金正日當然知道這位趕牛人的分量,他會見了鄭夢憲,并安排人陪同鄭夢憲到朝鮮各地考察。此后,現代集團開始在朝鮮下巨大的賭注,包括投資9.42億美元修建朝鮮金剛山旅游項目,投資4億美元新建開城工業園區項目。此后父子倆一同飛往朝鮮面見金正日,并在某種程度上扮演了朝韓之間傳話人的角色。
2000年6月13日,金大中與金正日舉行了舉世矚目的朝韓峰會。后來,雙方體育代表團甚至一同出現在了奧運會開幕式中,并攜手走進會場,當時全球輿論都在猜測,朝韓是否真的會如愿實現統一。金大中因此獲得諾貝爾和平獎,個人政治聲望達到頂峰。
然而好景不長,此后朝韓關系并沒有維持太久的蜜月期,現代集團牽頭的金剛山和開城工業園區項目都受到波及,巨額的投資并沒有換來期待的現金流,反而成了現代集團巨大的包袱。此后,現代集團陷入了與金大中總統的政治丑聞當中,受到敵對政客和媒體的猛烈攻擊。2003年8月4日,負責朝鮮項目的現代峨山公司董事長鄭夢憲在留下遺書后跳樓自殺,現代集團的現金流危機正式暴露。
此前,現代集團也曾投入巨資發展液晶顯示業務,它的液晶顯示業務當時在全球位列第九,雖然在韓國國內規模不如三星和LG,但是相比起中國同行,現代的顯示業務已經是相當領先了。此后現代集團決定出售旗下HYDIS(現代顯示技術株式會社)的股權。此時的國際市場,現代可以選擇的收購方并不多,首先韓國國內的三星和LG都已經有非常先進且大規模的液晶顯示工廠,不再需要現代的這條產線,而日本廠商也深陷資金危機難以出巨資收購,賣給中國公司,幾乎是那個時候現代顯示業務的唯一選擇了。
此時的京東方認準這是個獲得液晶面板行業“最低技術資源”的機會,咬牙豪擲3.8億美元拿下了韓國現代HYDIS的產線、人員和技術。京東方也因此正式拿到了液晶顯示領域的入場券。
收購完成后的當年9月,京東方迅速在北京建設了一條5代線,先學習和吸收買來的韓國技術,有數百名經驗豐富的韓國工程師來到北京工廠上班。此時,通過并購的京東方直接站在了一個很高的起點上,它利用韓國的經驗和技術在國內建設了首條中國人自主的5代線,這就相當于中國企業第一次獲得了一個高起點的液晶顯示技術平臺,用于不斷培養人才、積累經驗、累積專利技術。
從業多年的王東升深知技術更迭對于行業的影響力。“標準顯示屏每36個月價格會下降50%,若價格保持不變,顯示產品性能需要提升1倍以上。”王東升也將這一規律叫作“王氏定律”。在王東升的眼中,技術跟得上不一定會贏,但技術跟不上就一定會輸。
技術在不斷地革新,京東方想要維持產量、質量、資金三方的平衡,就必須不斷擴產。但好景不長,在京東方收購韓國現代之后,2004年下半年液晶面板行業又陷入了下行周期,15英寸的顯示屏價格下跌到145美元一片,而就在2003年初,同類顯示屏的價格為230美元。雪上加霜的是,當時京東方的北京5代線剛剛開始量產,主打17英寸顯示屏,其市場價格在動工建線時為300美元,等到產線量產時卻跌到了150美元,加上產品初期良率不高,2005年京東方全年虧損達到近16億元,也是自1993年扭虧以后的第一次年度虧損。
因為這起收購案,王東升當時也承受了巨大的壓力,盡管王東升曾經帶領774廠走出撿白菜幫子的至暗時刻,但又帶領京東方參與了TFT-LCD產業而導致了虧損,集團內部不免出現不少質疑的聲音。直到2007年4月,液晶面板行業又出現好轉,并出現快速增長趨勢,京東方在困難中的拓展決策得到了回報,從當時來看,時間還是站在了京東方的這一邊。
但好景不長,2008年,受金融海嘯影響,歐美電子市場對于液晶面板的需求出現大幅下滑,而其供貨商日韓以及中國臺灣等液晶面板企業都出現了產能過剩的問題,庫存猛增帶來的直接結果就是生產成本暴漲,各大液晶面板企業都面臨虧損。而中國臺灣作為日韓企業液晶面板的主要供貨商,自2008年8月開始陷入了深度停擺。大陸此時找準機會,工信部牽頭成立了“海峽兩岸平板顯示產業促進工作組”,與臺灣液晶面板企業簽署了戰略合作協議。
中國大陸的液晶工業政策環境發生了重大變化,國務院常務會議原則通過的《電子信息產業調整和振興規劃》正式公布,“新型顯示器”第一次被列入國家政策支持的范圍。政策推動的背后,是大陸更希望臺灣面板企業能夠到大陸投資建廠,或者開放大陸企業投資臺灣液晶面板企業。
與大陸方面的熱烈歡迎形成強烈對比的是臺灣當局的冰冷態度,2009年6月30日公布的大陸投資政策直接斷絕了大陸企業投資臺灣液晶面板企業的可能性,而對于臺灣液晶面板到大陸建廠一事也僅開放了產業鏈后段的模組廠,關鍵的面板制造仍在禁止名單之中。同時,日韓企業也紛紛順應當地政府要求不愿意到中國大陸投資建廠,2009年5月,三星電子全球副總裁還強調“暫時沒有向中國大陸轉移液晶面板生產線的計劃”。
所謂時勢造英雄,隨著中國臺灣、日本、韓國對大陸面板行業的封鎖步調趨于一致,國內的京東方向高世代產線擴張的消息傳遍全國。京東方先后建設了成都4.5代線、合肥6代線、北京8.5代線、鄂爾多斯5.5代AMOLED線、合肥8.52代氧化物TFT-LCD線和重慶8.5代新型半導體線。這6條產線累計投資額超1300億元,這也就意味著京東方需要不斷尋找愿意投資給自己的人,來維持自己在技術趕超過程中的“燒錢”項目。
自京東方1997年在股票市場上市,至2020年底,募集資金就達到了730億元,是一艘真正的吞金戰艦。熟悉液晶面板行業的人都知道,韓國三星在進入液晶面板行業之后12年才開始盈利,中國臺灣的廠商入行也都交了10年左右的“學費”。京東方也難逃連年虧損的命運,由于盈利效果不佳,以及對投資者回報十分“吝嗇”,京東方也成為股票市場中飽受爭議的一只股票。
普通人心里都希望國產液晶面板能一飛沖天,但老百姓也不想看到自己的辛苦錢拿來打水漂,政府投資就在此時扛起了大旗。
京東方雖然本身盈利能力不強,但液晶面板產業對于電子產業來說是十分重要的一環,這也就意味著一旦京東方在地方建立產線,除了為地方提供基礎的就業崗位和稅收,還能夠吸引投資,帶動上下游產業落地,拉動地方經濟增長。
2003年北京市政府就通過北京工投提供了28億元貸款,盡管在隨后幾年京東方連續虧損10多億元,但隨著電子產業的飛速發展,北京市政府最終還是吃到了京東方帶來的紅利,僅項目本身投資就達到了上百億元,更別說還帶來了上百億元的配套投資,以及每年幾十億元的相關配套稅收,最終形成了產值超千億元、稅收40多億元的液晶產業鏈。哪怕股票不賺錢,地方政府的稅收、就業、GDP上都寫滿了對京東方的滿意。
京東方帶給北京市的收益顯而易見,然而京東方擴產線的腳步遠不能止于此,其他地方政府也紛紛邀請京東方到本地建廠,拉動產業發展。手里有了籌碼的京東方也硬氣了起來,各地地方政府為了引來這只“京鳳凰”分別給出了土地、稅收等優惠政策。成都政府甚至以參與定向增發的形式,投資22.5億元,以吸引京東方的4.5代線的落戶。隨著成都項目的成功,地方政府投資的可行性得以驗證,京東方正式走出了一條自己的低風險快速融資VIP通道。
“創投之城”合肥也不甘落后,迅速與京東方談起了項目落地的相關事宜。合肥有年產數百萬臺彩電的家電工業園,一旦京東方落地合肥,將當地的上下游產業打通,對于促進地方產業的成長有著極大的幫助。為了建設價值175億元的6代線,合肥市為京東方保底提供90億元的股權資金,并且成立了國有控股的融資集團,來為京東方落地進行資本運作,實打實為京東方來了一份“海底撈”式服務。而當時合肥市全年的財政收入只有300億元。
2008年對合肥的人來說一定有記憶,當時地鐵建設得特別慢、特別久,那正是因為合肥市政府為了支持京東方落地,暫停了修到一半的地鐵項目一段時間。項目落地之后,三井、佳能、美國應用材料、LG、日本東麗、日立等公司迅速帶著數十個配套產業項目來到合肥投資,每年又為合肥增添了近千億元的產值,吸納上萬人就業。2009年之前,合肥連續幾年GDP增長都在300億元上下,而到了2010年,GDP增長直接達到了800億元上下,比之前兩年的增長總量之和還多。
液晶面板產業是一個極其燒錢的產業,正因為如此,其天然具備寡頭壟斷的特性,也就是那些可以承受得起長周期投資燒錢活下來的國家和地區,最終能夠通過壟斷獲取超額利潤(具備類似產業特性的還有半導體等產業)。
液晶面板產業和京東方的出現,和急需轉型的一些城市帶來了機遇。某種程度上地方政府扮演了聯合出資人的角色,和京東方的命運捆綁在一起。由于近年來中國地方政府的融資工具大為豐富,因此它們可以支撐液晶面板這樣巨額投入的項目,這讓中國在與國外巨頭就液晶面板產業的競爭中笑到了最后。
京東方和液晶面板的案例給其他產業的國產替代提供了非常有價值的參考案例。
首先京東方巧妙抓住了韓國現代財政危機的窗口,投入巨資從韓國買回了現代的顯示業務,這使得京東方一下子獲得了一個高水準的技術研發平臺,這一動作,跟我們之前介紹的沈飛從俄羅斯引進蘇-27戰斗機生產線有相似之處。在買入韓國現代的顯示業務后,京東方就利用這項業務建立自主研發平臺,并在此基礎上不斷迭代7代線、8代線、10代線,形成自己完全獨立自主的技術研發體系。可以說,京東方的案例是在技術引進和自主研發兩者關系方面處理得比較好的一個案例,在其他很多案例當中,單純依靠技術引進容易受制于人,而完全閉門造車自主研發又太慢且容易與國際脫軌。
而上廣電等其他走合資路線的廠商,則結局慘淡,這充分說明,合資帶來不了真正的技術研發平臺,合資很難積累起真正的技術。
在2000年前后的合資熱中,吉林彩晶與上廣電分別以不同的方式與外商合資辦廠。吉林彩晶在當時從日本DTI引進了一條第一代TFT-TCL產線,但項目建成后良率低的問題始終無法解決,且產品16.1英寸和10.4英寸在行業內需求較低無法打開市場,導致項目失敗。上廣電與日本NEC合資的上廣電·NEC在上海掛牌成立之后,技術卻始終受日方控制,既無法自主開發適應市場的產業,也阻礙了公司自主擴張的腳步,最終企業因虧損而解體。
1992年后,北京電子管廠更換了領導班子,改制為股份有限公司,并經歷了老業務的關停并轉和大規模員工下崗。到了90年代后期,京東方通過分散合資與上市逐漸度過了生存危機,但也變成了一個沒有主營業務的邊緣企業。如果按照“利潤最大化”的原則,京東方本可以借著2000年之后的房地產東風成為一家房地產企業,什么來錢快、什么利潤高就去做什么。但事實是,曾經聚集了10多家中國電子企業的酒仙橋中只出了一個京東方。
京東方的崛起不僅僅是中國面板行業的崛起,也證明了中國的產業發展政策的確十分契合一些高門檻、高資金投入的尖端企業。屏顯、光伏、芯片、新能源汽車……中國之所以能夠培養出如此多的明星行業、明星企業,其背后離不開地方政府的深度參與和重度投資。
我們之前介紹的韓國的案例顯示,與韓國政府深度捆綁的三星、LG、現代等大財團特別適合發展液晶顯示、半導體等技術升級路線高度可預測、重資產、周期性強、高投入的產業,我們在中國許多地方也看到了類似的規律:也就是這種地方政府深度參與的產業,呈現出了與韓國模式類似的規律;相反,政府深度參與的產業,非常不適合諸如互聯網這種創新頻率高、產業迭代變化快、市場高度不可預測的產業,類似的教訓比比皆是。
從韓國的經驗教訓中我們同樣可以看出,韓國政府在扶持企業的時候非常注重企業的國際化程度,也就是通過國際市場來篩選企業和產業——那些能夠在更公平的國際市場上形成競爭力的企業,更容易獲得韓國政府的支持,因為它們多半是貨真價實、真刀真槍干出來的有競爭力的企業,那些拿了巨量扶持資源只會在本地“窩里斗”的企業
2020年心臟支架集采開標會議報量高達107.5萬個,約占全市場支架總需求量的80%。這相當于醫保局直接把蛋糕的80%都切走了,然后把所有人叫到面前來,告訴他們:你們打一架,最后10個勝者,就把我手里的蛋糕全分了吧。以往的藥物集采定價,方式是專家先對產品核定一個底價,若藥物定價與底價相差在15%以內,再進行下一輪談判,這才有了威名遠揚的“靈魂談判”。但“靈魂談判”也帶來了很多問題。首先,醫療產業的成本構成是比較復雜的,以心臟支架舉例,我們把其成本分為兩類:一類是容易直觀量化的顯性成本,另一類是不好簡單量化的隱性成本。
同時,一個產品的定價策略,要參考的不僅僅是成本,還有其所隱含的價值和市場的接受度。尤其是在目前以藥養醫、以械養醫的大環境之下,醫生的工資和人工費稱得上相當“低廉”,于是,一部分對醫生技術價值的認可也被轉嫁到了對醫療器械的定價上,以提成的方式回饋給了醫務人員。因此心臟支架的高定價至少是由三方面促成的:可變成本+隱形成本+對醫生的隱性補貼。醫保局的專家即使再專業,也始終和企業之間存在一定的信息不對稱,定價的尺度其實很難掌握。定高了,沒有達到給患者實惠、給醫保減負的目的;定低了,過度壓縮企業利潤,不利于企業健康可持續地運轉下去,傷害的是整個產業。
于是,醫保局干脆讓廠商自己定價。在集采政策之下,一旦出局,就等于直接丟掉了80%的市場。所有人都面臨著巨大的市場份額壓力,于是相當自覺自動地就將利潤空間壓縮到了極限。最終,10款中標產品平均降價93%;國產支架共7款,平均降價92%;進口支架共3款,平均降價95%。15分鐘的會議干掉了109億元的市場規模,市場經濟之下,決定價格走向的重擔,還是落在了那兩個字上:競爭。
事實上,在此之前的幾個月,同為高值耗材的超聲刀也曾在福建進行過一次集采招標,但最后卻沒有淘汰任何一個廠商,價格降幅也十分有限,達成的結果與這次心臟支架集采大相徑庭。究其原因,就是超聲刀的國產市占率還不到20%,技術實力與強生這樣的外資企業根本不在一個水平線上。
一是心臟支架并不能孤立使用,手術中還需要使用配套的球囊、導管、導絲等支架輸送系統,才能將支架送入正確的位置。而中國企業在支架輸送系統領域的技術水平和進口廠商相比,依然存在比較明顯的差距,國產化率顯著落后于心臟支架本身。進口輸送系統相比國產,適應證范圍更廣,在處理復雜病變的過程中,給醫生提供了更大的操作空間。
不過,復雜病變只占到所有相關病例的30%,相對常規的病變則占到了70%。在普通病變中,進口與國產在臨床上的實際效果已經不存在大的區別。進口支架的適用范圍可能更廣,但卻不會因此占據太大的競爭優勢。
二是進口支架的可靠性經歷了更完備的臨床試驗和跟蹤隨訪數據證實。醫療器械是一個很特殊的行業,常規的技術產業,通常以硬性的技術指標作為衡量標準,比如芯片的制程、計算速度、單位功耗等,強弱一目了然。但醫療器械則首先要保證安全性和有效性,這二者都不是可以簡單量化的指標。尤其是患者情況各異,使得臨床試驗,以及使用后的跟蹤隨訪數據,成為重要的參考指標。海外醫療器械產業的歷史遠遠長于中國,構建出了一套十分全面的評價、跟蹤、驗證體系,以不斷地證明一個產品是好產品。國際大廠的品牌信譽就是這樣一點一點建立起來的。有個做器械的朋友笑著說,這就是所謂的“底蘊”。國產支架雖然技術層面上已經逐漸追上了外資企業,但針對產品的評價和驗證體系卻還在構建的過程中,這是需要各方協作的系統性工程,很難一蹴而就。
過去國產心臟支架發展的兩大利器,一是性價比,二是差異化競爭。在集采政策之下,這二者都面臨著“失靈”的風險。
先來看性價比。此次中標產品的最高價是798元,最低價是469元。對于患者來說,在同等規格之下,2萬元到800元是一回事;800元和400元的比,又是另一回事了。在可承受范圍內,貴一點的甚至還更讓人安心一些,國產支架傳統的價格優勢很難凸顯。
再來看差異化競爭。以往的差異化競爭主要通過兩個方式實現:一個是價格差異化,然而中標產品相差最多的也還不到400元;另一個是地域差異化,但進入醫保剛好會最大限度地削弱地域之間的差異,業內風傳有些銷售團隊在集采過后直接原地解散。心臟支架畢竟關乎生死,老百姓一定會希望在可承受的范圍內用最好的產品。但從集采后公眾的反應,乃至是媒體解讀時的方式來看,患者和國民對于國產支架的信心和認可度,暫時還比不上進口支架。
就今天這個時點上中國的心臟支架產業來說,我們與國際巨頭的技術實力和研發水準幾乎是在同一水平線上的,只是輸送系統的適應證范圍與細節依然存在差距。在獲取信任、建設品牌,以及加深底蘊上,中國企業還有很長的路要走。
而在技術實力的比拼之外,還有一個全行業共同的坎等在路上。競爭是殘酷的,改革則永遠伴隨問題產生。集采能給患者帶來實惠,也能給企業帶來死亡。此前心臟支架廠商的產品毛利率基本集中在60%~80%的區間,此次降價后預計凈利率水平將會下降至0%~10%,按照均價700元的中標價計算,單個支架的凈利潤將被壓縮至0~70元。換句話說:擬中標的這些產品利潤空間已經很小,有些產品可能不賺錢,甚至是賠錢在賣。2020年11月6日,集采結果公布的第二天,A股的醫療器械板塊蒸發了700億元的市值,隨之傳來的是各大廠商的裁員消息。企業在想盡一切辦法削減成本,提高生產運營效率,來保證不要被驟降的利潤率拖垮。
700元的心臟支架能不能用?當然能用。首先,此次中標的產品大多問世超過10年,10款中有7款是此前市占率排行前十的產品,質量已經經歷過市場的驗證,同時前期研發成本已經收回,降價空間本就很大。而且,國家在質量上有嚴格的監管制度,也已經出臺政策加強監控、溯源。偷工減料被發現之后面臨的風險是巨大的,哪怕是為了追求利益最大化,聰明的企業也不會干這種性價比極低的事。相比對質量的擔憂,更切中要害一些的擔憂其實是:700元的心臟支架還能不能買得到?
價格過低影響供貨量是有先例的,在此前的藥物集采中,一些擊穿底價進入醫保的藥物,比如治療乙肝的一線藥物恩替卡韋,治療淋巴瘤的替尼泊苷,甚至是替尼泊苷的替代藥物甲氨蝶呤,都出現過不同程度的斷貨。有人指責藥廠在無法維持利潤后停產相關藥物的行為很不人道,但如果企業一直在做虧本的生意,虧到最后就是倒閉,結果一樣是藥物停產,到時候和尚跑了,連廟都塌了。
為了避免陷入“有價無市”的境地,國家這次做出了一些努力。首先就是我們上面提到過的,國家把定價權交給了企業,你自己定的價,肯定綜合考慮過自己的承受能力。其次,此次集采涉及的市場份額大約是全市場的80%,還有20%的空間留給企業做緩沖。許多更先進的新型產品,由于成本還處于高位,要么報價太高落選,要么就根本沒有參加投標。它們的戰場是醫保之外的那20%市場。集采前一臺心臟支架介入手術總共的花費在2萬~3.5萬元不等,但手術的操作費也不過3000元左右,人工費的最低占比還不到10%,分到一線醫生手里的就更少,很多一線醫生一臺手術只能拿到幾十元的放射補貼。
中國長期以來,都是以藥養醫、以械養醫的模式。這種模式并不健康,但不可否認的是,這一定程度上給醫生帶來了與工作性質更加匹配的報酬。如今心臟支架的利潤水分被擠干,如何平衡醫生的收入成了另一個問題。國家想到的解決方式是:推行醫保DRGs。
DRGs(diagnosis related groups)中文翻譯為(疾病)診斷相關分組。簡單來說,就是未來醫保將不會按照病人在院的實際支出付賬,而是先給病人分組。分組會考慮患者的病情、病種、嚴重程度、治療手段等條件,每一個組別,對應一個支付總額,你屬于哪個診斷組,醫保就固定支付給醫院多少錢。比如A和B分在同一個診斷組,不管他們用1.3萬元的支架,還是700元的支架,醫保支付給醫院的錢都是一樣的。
為在全國推行DRGs,官方專門制定了相關措施。已實行DRGs的地區:不下調支付標準,結余部分醫療機構可以留用;未實行DRGs的地區:醫保參照DRGs地區數據,拿出結余資金的50%激勵醫院。國家醫保局醫藥價格和招采司司長鐘東波在后續的回應中說,“這些結余資金可以通過資金變成對醫生的獎勵,也給咱們這些心臟科的大夫添些績效鼓勵”。
這樣一來,在器械上擠出的水分,一部分就將被轉化為對醫生的獎勵或補貼,將原本的灰色收入,轉換為了更加陽光的收入。長遠來看可以重新構建醫療體系的底層邏輯,緩解醫患關系的緊張。
中國醫療器械產業最早起步的時候,全國僅有幾十家制造廠,從業人員還不足1200人,有的還是隨部隊一起行動的“馬背工廠”。國內所需的醫療器械,甚至是體溫計、注射器、聽診器都要依賴進口,更不要提心臟支架。技術沒有掌握在自己的手里,有時候就算我們愿意拿錢買,都還要看人家愿不愿意賣。這就是為什么別人能對我們進行技術封鎖。
市場經濟的一個核心概念,就是價格會在完全競爭的條件下調配市場的資源。擠出器械價格中的水分讓利于民,砍掉灰色收入,構建更加陽光、合理的醫務人員薪酬機制,都是對資源的重新配置。而完全競爭的前提,是你首先要在產品上有一戰之力。
在天津陳塘商務區服務中心三樓的那間會議室里,從企業代表進入會議室,到會議結束,只花了15分鐘。但為了能有這15分鐘,為了讓中國人對自己的“心臟”有話語權、有定價權,中國企業最少努力了20年之久。
回溯心臟支架的國產化歷程,經驗和教訓主要有兩個。一是立足本土,進行差異化競爭。相比北、上、廣等一線城市,次一級的二、三線城市作為中國市場的基本盤,以龐大的規模撐起了國產心臟支架的起步和發展。本土企業立足本土需求,進行本土化的商業擴張,才有了今天國產支架75%的市占率。
二是應該加大對上游基礎科學研究的投入,同時還要在下游更加注重以產業鏈邏輯進行產品布局。
假設今天心臟支架突然被完全中斷了進口渠道,對相關手術的影響也并不大,但如果支架配套的輸送系統完全中斷進口渠道,就會在處理復雜病變的過程中帶來一些明顯的麻煩。拿導絲來說,如果某些病變部位比較硬,進口的導絲可以一直去鑿病變,頭部一直銳利,但國產導絲可能三五分鐘后頭部就毛了,需要進行更換。這背后是中國基礎材料工藝領域的發展水平依然落后于海外的現狀。企業在進行核心產品的研發時,也應該更注重對上下游配套產品的技術研發和突破。
除此之外,國內逐漸健全的資本市場,對這一批崛起的中國心血管介入器械廠商的輸血作用,也同樣不容忽視。醫療器械企業的研發周期長,研發投入巨大,以樂普醫療生產的NeoVas完全可降解支架為例,其官方數據顯示,產品從研發到上市耗時10年,臨床研究入組1400多例,歷經4年臨床隨訪,投入資金超5億元。一個健全的資本市場和通暢的融資渠道,對于醫療器械的國產化進程將是最好的助力。樂普、微創、藍帆、吉威等心臟支架的相關上市公司的研發資金中,有相當一部分都來自資本市場融資。
中國空軍在“十四五”期間將繼續提升主要作戰裝備的先進程度,彌補與國際先進水平之間的代際差距。沈飛的功績就在于支撐起了中國戰斗機家族的骨架——基于蘇-27技術平臺而開發出的一系列戰機滿足了中國軍隊在戰機數量、質量上的迫切需求——殲-11填補了國產重型殲擊機的空白,殲-15填補了艦載戰斗機的空白,殲-16則成為我軍實現“攻防兼備”戰略轉型的核心武器。
20世紀90年代,阿富汗戰爭剛剛結束,兩伊戰爭也已落幕。硝煙尚未散去,美國又在1993年入侵索馬里,導致了索馬里內戰的爆發,直到現在索馬里政府軍也只能控制首都地區。小國在世界上別說話語權,似乎連生存都要仰人鼻息。那么,什么是小國,什么是大國呢?烏克蘭現在可以說是小國,以前說它是大國也可以。為什么?因為烏克蘭曾經擁有戰略核武器,海上有航母,天上有最先進的戰機。只是時至今日,塵埃落定,在烏克蘭自斷臂膀銷毀其戰略打擊能力后,淪為了小國,也成為大國角逐的犧牲品。
而處于90年代的我國也同樣面臨著嚴峻形勢,雖說我們是擁有核潛艇核武器的陸上軍事強國,然而在三位一體的打擊中,空中力量依舊是我們的短板。美國的雙發戰機F-15早在70年代就已翱翔于藍天,蘇聯的米格-29也于1977年后橫空出世。而我們,依舊是二代單發戰機巡航于祖國的藍天。這,顯然是作為大國的我們不能允許和接受的。三代雙發戰機的研制和服役,迫在眉睫。
20世紀90年代中期,美國曾做過評估。奪取戰爭制空權,打殘中國空軍,僅需兩個戰機聯隊,這個評估并不狂妄。海灣戰爭結束后的第二年,中國手中僅有一支以殲-7、殲-8系列戰斗機為骨干的落后航空力量。一旦爆發戰事,尤其是在面對具備超視距空戰能力的對手時必定會處于完全被動的局面。而空戰中主要靠技術取勝,落后一代的戰機與強手交鋒,會出現“找不到、打不著”的情形,甚至只能成為敵機的靶子。當時,連一些飛行員都感嘆:“現在我們裝備的飛機,給美、俄的三代機當靶機都不夠格!”
這么說并非夸大其詞,20世紀60年代開始,由于我國航空工業技術薄弱,空軍軍機裝備停滯不前,到20世紀70年代至80年代,整整20年時間,空軍武器裝備依舊停留在大量的殲-6和殲-7服役的時代。中國空軍裝備了3000多架殲-6,這是一支國土防空型的空軍。而到80年代后期,殲-7的產量逐步上來了,但殲-6依然是空軍的主力飛機。而當時的美國和蘇聯,部隊已經普遍裝備了第三代戰斗機F-15和F-16、米格-29和蘇-27,這與我們的大國地位形成了強烈的代差感。
代差意味著什么?在現代戰爭中,制空權是非常重要的決勝因素。1991年海灣戰爭中,美國出動空軍,F-15、F-16戰斗機以及F-117戰斗機,把以米格-21、米格-23為主力,還有少部分米格-29的伊拉克空軍打得毫無還手之力。伊拉克的三代機米格29剛起飛升空,就被敵人打下來了。
極度艱難的軍工引進
為了解決這一燃眉之急的問題和達到既定目標,我們必須馬上采用“引進最先進戰機,進而吸收”的方案。而我們的選擇要么是與包括美國在內的西方合作或向其采購,要么就是與蘇聯達成采購與合作的意向。而在軍售領域,從來沒有一門單純的生意,其背后與軍售雙方之間的政治有著密切關系。二戰后,蘇聯積極拉攏印度,對抗以美國為首的北約;而剛剛獨立的印度,由于對英美國家不信任的態度,而投入蘇聯的懷抱。但隨著地緣政治格局的變化,印度又逐漸成了英美拉攏的對象,這使其可以順利地從這些國家購買武器。
相同道理,也發生在我國身上。新中國成立之初,蘇聯大力援助我國;到赫魯曉夫之時,力度更是超過斯大林時期,而其背后是蘇聯想要染指我國主權的企圖,結果遭到我國領導人的斷然拒絕。中蘇關系的急轉直下,促使中美關系進入了一段“蜜月期”。作為中美“蜜月期”的一項成果,便是“和平典范”,在對我國當時最先進的沈飛的殲-8 Ⅱ型戰機,進行現代化改造,以應對來自蘇聯的空中威脅。為此,我國軍方選擇了美國格魯曼公司作為項目合作伙伴,主要是換裝50架殲-8,換裝美制的機載雷達及火控系統,合同約為5.5億美元(1986年)。
美方評估的結果是,換裝后殲-8 Ⅱ的作戰能力,達到了美方F-16/79的水準(閹割版的F16)。沒想到的是,中美雙方又出于種種原因而分道揚鑣。格魯曼公司雖有心完成,可“和平典范”仍被迫中止。然而事情的轉機出現在80年代末,此時的中蘇關系實現了正常化。蘇聯軍方主動提出,愿對華出售先進戰機。這使中方再度把引進先進戰機的希望,投向打算重修舊好的昔日盟國。
1990年6月,中央軍委常務會議決定向蘇聯采購蘇-27型戰斗機,整個采購工程也因此代號“906工程”。1990年10月,蘇聯分管部長會議副主席率團訪華,并于11月1日簽署了《中蘇政府間軍事技術合作委員會第二次會議紀要》(簡稱《紀要》),基本敲定了中蘇之間蘇-27型戰斗機的采購合同。12月,中蘇雙方在北京簽署了軍售合同。中國放棄購買蘇方推薦的米格-29,轉而購買首批26架蘇-27(其中2架為教練型),總價30億元。當時的中國還缺乏外匯,合同金額大部分以“以貨易貨”的方式支付。
整個90年代,中國引進了數以百計的蘇霍伊戰斗機及其生產線(只有發動機,俄方堅持由它出口),總花費差不多100億美元。這是新中國成立以來金額最大的一次武器采購。有人計算,此金額甚至超過了1949年后國家對航空工業的總投資。1990年,中國軍費開支不過290億美元,扣除維持生活的“人頭費”和日常費用外,武器采購經費不足100億美元。蘇-27軍購項目,是當時單項金額最大的一筆開支。事后證明,中國在經費困窘時仍不買相對便宜的米格-29,而采購較貴的蘇-27,是有遠見的選擇。中國選擇蘇-27作為新一代主力戰機,是高起點的選擇,為加速本國航空工業的發展,尋求到了一條捷徑。
而這個頗有遠見的任務,將由沈飛來完成。它能否完成這項艱巨而又光榮的任務,把與西方和俄式戰機這30年的差距拉回來呢?
蘇-27給中國空軍的印象,不是震撼,而是“無比無比無比震撼”。這種光是油量就超過殲-7空重的戰斗機,居然能夠達到F-16的機動水平,在當時的中國空軍看來,簡直驚為天人!而那時候,國家一堆二代機等著換,沒時間等你慢慢吹風、試飛拿數據。如此艱巨的任務給沈飛,期待它也同樣造出讓空軍為之一振的戰機。而它,有這個實力嗎?
早在1952年7月,中央便決定將剛剛建成一年的沈飛擴建為噴氣式飛機制造廠。從1953年開始建設,僅用三年零九個月的時間,沈飛提前一年零三個月完成了新中國第一座大型噴氣式殲擊機制造廠的全部建設任務,一座現代化的航空工業城在沈陽北部崛起。
第一個五年計劃的全面執行,沈飛的基本建設也進入了一個新的階段。1953年10月24日,第二機械工業部第四局擬定總體設計任務書,將沈飛擴建為米格-15畢斯噴氣式飛機制造廠明確了于1957年前,建成具有年產1000架米格-15畢斯飛機能力的殲擊機制造廠,并完成第一架噴氣式殲擊機的試制任務沈飛都出色地完成了任務。
沈飛對工作的熱忱以及對提升職工的整體文化素質,堅持先培訓、后上崗的原則分不開。沈飛為了系統地培養干部職工,從1954年專門撥款興建了5700平方米的業余工學院,并在業余時間舉辦干部特別班。此外,還選送干部深造。正因為工人素質高,掌握操作技能快,所以生產的飛機質量有保證。
而面對蘇-27的生產,沈飛當時面對的難題有兩個:一是從二代機到三代機的跨代的難度;二是從生產米格式戰機到生產蘇霍伊戰斗機的不同。沈飛的優勢也是有的,沈飛具有生產俄式戰機的經驗。只是這次的跨度和難度確實相當大,且時間緊迫。毛主席說過,有條件要上,沒有條件創造條件也要上。有了這樣的決心,我們才能在新中國成立后的短短時間內從一個農業國變成一個工業國,從一個工業國變成一個擁有核武器的大國。而也正是有這樣的初心,沈飛人完成了祖國和人民寄托的任務。
仿制確實是件費力不討好的事,尤其是在體現一個國家最高工業能力的飛機上,仿制難度不僅不比正向研制小,甚至某些地方難度還要大點,且不管做得怎樣都會有人說你“還不是抄襲的”“仿制都干不好”。壓力很大,動力也很足。壓力是你本就該做好的壓力,動力是肩負著盡快為國家提供雙發重型大航程戰機的重任,我們遼闊的陸疆和海疆都急需這種大航程的飛機。
蘇-27是1992年引進的,并不是1992年就開始研究蘇-27的國產化,那個時候只是買了這個產品,可是我們下定決心要引進蘇-27生產線。1993年4月中央軍委就批準了整機引進蘇-27生產線的“934工程”,開始了蘇-27國產化的進程,然而“934工程”與俄方形成的拉鋸反而使得之前“906工程”提到的第二批意向合同有枯萎的跡象:我方堅持要求俄方轉讓生產線,俄方卻只同意提供整機成品。雙方從1993年拉鋸到1994年,眼看第二批蘇-27的合同就要“飛”了
1995年12月,時任中央軍委副主席的劉華清再次率團訪俄。中方堅持要俄方轉讓生產技術,同時,中方還與俄羅斯簽署了第二批24架蘇-27采購合同,原則同意完全以美元購買。最終,雙方基本達成蘇-27生產技術轉讓的共同精神。1996年4月和7月,第二批共24架蘇-27SK抵達中國廣東某基地。同年12月,俄副總理波雷納科夫訪華,與中方正式簽下引進蘇-27生產線的協議。
根據合同,中國航空工業第一集團屬下的沈飛在15年時間內制造200架蘇-27,其中第一批蘇-27的機體全部由阿穆爾河畔共青城飛機生產聯合體提供,以后批次的機體逐步過渡到由中國自主制造。但俄羅斯仍然提供全部200架飛機所需的發動機、雷達及電子設備、機載武器。1997年,中國組裝蘇-27工作正式立項。
1997年沈飛和空軍研究所提出國產化蘇-27立項(即殲-11A/B項目),2001年國產化殲-11A/B立項。在此之前,沈飛實際上根據形勢發展需要,已經開始了氣動摸底工作:李天等人組織吹風洞,李明組織國產化材料研究,聯合國內其他研究所研究蘇-27模擬飛控系統的破解和國產化等。1998年由俄羅斯材料組裝授權生產的殲-11(不是殲-11A/B)做過靜力試驗,也做過試飛。在1999年9月,首批國產殲-11開始正式交付部隊。
到了2000年后,替換蘇-27機翼蒙皮、尾翼材料為復合材料時做過長時間的加載試驗等。期間利用和俄羅斯交流的機會,找過蘇-27相關研究人員探討過蘇-27顫震設計準則等問題。可以說,這個摸底過程,既有逆向推測的過程,也有正向探索的過程,也有請教別人的事情,顯然這個過程并不容易。沈飛的工作是面對一個成功的產品需要摸透產品為什么這樣設計,這樣后期才能進行改進;是從后往前,然后才能改進出符合發展要求的產品。對逆向的工作進行克服并且從有到知,難度可以想象。
為什么引進和建立我們自己的生產線相隔了幾年時間?任何事情都有它的規律,可以加快,但不能越過。這不是一架的問題,這是幾百架,是未來中國空軍發展方向和使用機型的問題。任何產品和機型的引進,一般都要經過使用、觀察、自我維護或者對方維護的過程,進而決定是否引進生產線自己生產。不論是汽車還是更復雜的戰機,都要經過這樣的過程:在幾年的使用過程中,判斷是否滿足自己的需求,能否完成作戰要求和任務;最后,才會決定是否引進生產線,消化吸收。
而在這一過程中,我們的步子無疑是堅定和正確的。堅定的是我們繼承老一輩的光榮傳統,一切不受制于他人。可以學習,可以仿制,但是要獨立自主吸收創新,絕不能喪失主觀能動性。我們不是印度,更不是韓國。正確的是,在國防經費如此艱難的情況下,依舊用大筆的資金走“引進、消化、改進、創新”的路子。
蘇-27,沈飛得到了什么?”那就是繼承了蘇聯20世紀70—90年代重型殲擊機的設計思路,知道了為什么要這么設計。摸索道路是最難的,但知道了“要怎么做”之后,就能通過長期的仿制生產反向逆推,進而進行自己的改進與創新。那么,沈飛吃透蘇-27了嗎?如若沒有吃透蘇-27,沈飛就做不到創新。我們可以從控制系統和發動機兩方面來看。
(1)控制系統
一、二代戰機主要是由機械控制,三代戰機開始就有了計算機集成控制。蘇-27來得及時,讓我們有了從二代機向三代機的轉換,首先就是飛控系統的轉變。一、二代戰機主要是通過機械控制,簡單來講就是飛行員通過手控操控桿、腳控金屬操控連桿來帶動戰機的尾翼和方向舵進而控制飛行姿態。在這個時期,各國對飛行員的體能要求極高,因為當時輔助系統還沒有融入液壓技術,戰機在較高速度航行的時候人力控制飛機需要消耗很多的體能,否則就不能完美駕馭戰機,這就是機械飛控(傳動)系統。
但隨著人類噴氣渦扇航發技術的迅猛發展,戰機的動力系統愈發強大,尤其是在高速高空狀態下單靠人力操控戰機無異于癡人說夢,鑒于此,輔助類的液壓系統技術徹底融入了二、三代戰機,成為必要條件。隨著航空工業及計算機等技術的成熟,原有飛行員人工機械傳動更迭為電子傳動、金屬索具更迭為高科技電纜,這就是現在我們所說的電傳飛控系統。
而當時美國的三代機F-15依舊是機電控制,俄式的蘇-27俯仰飛行控制系統是一個模擬式四余度電傳操縱系統。它由СПУ-10E飛控計算機、桿位移傳感器、飛機運動傳感器(速率陀螺、加速度計、攻角傳感器)、大氣數據傳感器(靜壓、動壓)、左右平尾作動系統及人感系統、極限狀態限制系統等組成。簡單地說,蘇-27是半機械半計算機控制。
現代戰機,已開始借助計算機控制,而沈飛在經過消化吸收后,在此基礎上,成功研制了我們自己的飛控系統。目前世界上,飛控系統的選擇就好比是手機是用安卓系統還是蘋果系統。而戰機的飛控系統,要么選美國(北約)系統,要么選俄式飛控系統,要么是中國飛控系統。現在的殲-11、殲-20等能使用自己的飛控系統,這都得益于沈飛的勞苦。世界僅此三家,這并不容易。
優異的飛行控制系統,能讓戰機在訓練中盡量降低事故的發生率。例如:配備人工智能系統的F16戰機,在進行飛行訓練時,飛控系統發現飛機飛行高度過低,并會影響飛行安全時,便會發出一個回避提醒指令提醒飛行員。若飛行員仍沒有采取相應糾正措施,系統便會臨時掌控飛機的控制權,并執行自動調整程序來保障機組人員的安全。
我們自主研制的數字電傳飛控系統,具備高可靠的主動容錯控制。通過試驗表明,在飛機一側機翼損傷10%、20%、30%,甚至50%的情況下,通過飛控系統對剩余舵面偏角、飛機迎角、速度以及發動機推力的自動調節,可以實現飛機的再平衡飛行。這就意味著,我國飛機在動力系統正常的情況下,就算是外部受到巨大損傷,仍能平穩飛行。
當然,任何事情有利有弊。飛控系統的提升在節省飛行員體力和智能化方面是有優勢,但是飛行員的一些動作也沒法再任性操作了。就好像開車從手動擋轉換為自動擋一樣,要有個慢慢適應的過程;從駕駛純機械控制的戰機到機電控制的戰機再到電傳(計算機)控制的戰機,也有個逐步適應操作的過程。否則,極易操作不當,甚至導致墜機事件。
飛控系統越來越先進,這也需要飛行員逐步習慣和熟練,慢慢從駕駛機械傳動飛機的模式轉換到駕駛電傳控制飛機的模式;如果沒經驗、駕駛不當,容易和計算機協調控制發生對沖,卷入尾流導致墜毀。
(2)發動機
號稱全球軍力排名第七名的韓國,沒有自己的戰機發動機。KF-X戰斗機作為韓國最大的武器研發項目,其發動機的選擇來源主要是美國和歐洲。因為韓國沒有實力也沒有能力研制、開發自己的戰機發動機。
全世界目前也只有6個國家可以研發自己的戰機發動機,分別是美國、俄國、法國、英國、瑞典,以及中國。但在噴氣式發動機領域,我國的起步較晚,并且應用于戰斗機的噴氣式發動機不同于火箭發動機,火箭發動機屬于一次性用品,對于燃料效率、材料耐久性要求并沒有那么高。例如火箭發動機只需擁有不到2小時的壽命,而噴氣式發動機的使用壽命當然是越久越好。所以對于發動機的制造材料有著非常高的要求,而這些材料的配方,全世界也僅有幾家公司擁有。
要在高空、高壓、2000攝氏度高溫的情況下,使金屬尾噴口既可打開,也可收緊,還能改變方向而不會熔化等,所有這些都是難題。即便你克服了這些問題,要量產又是一個難題。如果你保持不了品控,將無法做到量產。這也是為何很多國家能做出一兩臺發動機,卻做不到量產。如果說做出一臺發動機需要10年,那么你能達到量產的水準可能還需要10年。這就是全世界只有6個國家可以量產的緣由。
央視紀錄頻道播出的《軍工記憶:殲11系列飛機》,披露了中國從組裝生產蘇-27到最后全面國產化的奮斗歷程。從中我們可以注意到,在殲-11國產化之路上,中國國防科工人先后攻克了新型復合材料、座艙透明件、彈射發射架衍射平顯等一系列難題。其中,型號副總設計師季曉光更是中肯地評價了國產太行發動機的真實狀況。
對于我國的航空工業而言,被譽為“工業皇冠”的航空發動機是長期短板。我們在學習蘇-27發動機的構造之后,研制出自己的太行發動機,又稱渦扇10(WS-10)發動機。這是典型的第三代軍用大推力渦扇發動機,更是我國首個具有自主知識產權的高性能、大推力、加力式渦輪風扇發動機,它的出現填補了國產先進渦扇發動機的空白。但當時太行尚不成熟,在單發的殲-10上試飛會有風險,而蘇-27國產化是其發展的唯一機會。其中,中國工程院院士、著名飛機設計師李明主張“自己的飛機配自己的發動機”,對太行發動機配裝到殲-11飛機上起到了關鍵作用。
渦扇10系列發動機,是由中國航空研究院606所研制的國產第三代大型軍用航空渦輪風扇發動機,也是中國第一臺大推力渦輪風扇發動機。20世紀80年代初期,中國航空研究院606所因70年代上馬的殲-9、殲-13、強-6、大型運輸機等項目的紛紛下馬,與之配套的研發長達20年的渦扇6系列發動機也被迫下馬。此時中國在航空動力方面與世界發達國家的差距拉大到20年以上。面對中國航空界的嚴峻局面,國家于20世紀80年代中期決定發展新一代大推力渦扇發動機,這就是渦扇10系列發動機的起源。
“渦扇10”工程于1987年10月立項,同年,渦扇10系列發動機進入驗證機研制階段,1992年10月驗證機在086號飛行臺上開始試驗,1997年開始型號研制(飛行前試驗階段)并進入發動機與型號匹配的突擊階段,2000年10月開始高空臺試驗。
該型號發動機裝機首飛是在2001年7月,2002年6月裝單臺太行渦扇10發動機的蘇-27進行了首飛,取得階段性成果。2003年12月裝兩臺渦扇10A的殲-11A首飛,2003—2004年間渦扇10A開始試裝殲-10戰斗機。2005年5月11日開始定型持久試車,2005年11月10日通過長久初始壽命試車,12月28日完成定型審查考核。渦扇10A發動機是渦扇10的發展型號,主要裝備于殲-11B戰斗機。渦扇10A發動機與渦扇10太行發動機最大的區別是核心機技術不同,渦扇10的核心機是CFM56核心機技術與俄羅斯AL-31F的核心機技術相結合的產物。渦扇10A發動機的整體性能接近F110-GE-129IPE(F110發動機的性能改進型)。
研制該發動機時成功地采用了跨音速風扇;氣冷高溫葉片,電子束焊整體風扇轉子,鈦合金精鑄中介機匣;擠壓油膜軸承,刷式密封,高能點火電嘴,氣芯式加力燃油泵,帶可變彎度的整流葉片,收斂擴散噴口,高壓機匣處理以及整機單元體設計等先進技術。在“太行”的早期型上,其高壓渦輪葉片采用的是DZ125定向凝固合金,但定型批產渦輪盤早期型應用的是GH4169高溫合金,如今已經開始應用FGH95粉末冶金。高低壓渦輪采用對轉結構,這在第三代發動機上是罕見的。
2014年6月5日22時37分海軍東海艦隊航空兵的一架戰機,在進行夜間高難度戰術課目訓練時失事。飛機的領航員趙鵬和正在駕駛飛機的華鵬不幸犧牲。趙鵬是山東省臨沂市蘭陵縣人,華鵬是江蘇省宿遷市泗陽縣人。1999年趙鵬參加飛行員招考,并以優異的成績成功通過選拔,先后在海軍航空工程學院、海軍飛行學院學習,畢業后到海軍航空兵浙江義烏某部擔任飛行員,2011年6月晉升為海軍少校軍銜,犧牲前為正營職領航長。入伍15年來,趙鵬榮立個人三等功1次,嘉獎8次。國產發動機背后,大國崛起的背后,是無數科研人員、試飛人員、飛行員用英勇和執著以及鮮血鑄就的。
在經歷了20年的艱苦努力之后,太行發動機的研制終于跨越了最艱難的階段,看到了黑暗盡頭的光明。隨著太行發動機大批量生產交付部隊使用,發動機制造企業也在歷練中逐漸走向成熟,培養出了一大批成熟的技術工人。經歷這二十載摸爬滾打,“不太行”的“太行”發動機走出了澡盆曲線,進入21世紀第二個10年后其可靠性大大提升,殲-11BS、殲-16以及部分殲-11B都開始使用國產太行發動機。如今,安裝了太行發動機的成飛殲-10C,也涂上了中國空軍的灰色涂裝。
這意味著不僅僅是雙發重型戰斗機,甚至是單發的殲-10也開始嘗試換裝太行發動機。因為單發戰斗機對于發動機可靠性的依賴程度比較高,殲-10換裝太行發動機可謂一次里程碑式的事件。可以這么說,殲-11換裝太行發動機并不是該型號的終結,而是一個不斷改進完善的新起點。這不得不說,當時花掉國防費用的大頭引進蘇聯最好的戰機蘇-27,再對其吃透創新是一項英明舉措,沈飛也功不可沒。
筆者認為,沈飛和蘇-27的案例,和后續我們會討論的高鐵一樣充分展示了“技術引進”和“自主創新”之間的良性關系——自主創新是目的,技術引進是手段,通過技術引進實現自主創新,需要的是吃透引進的技術。所謂“吃透”技術,就是指我們通過對蘇-27的仿制工作,通過逆向工程,徹底搞清楚蘇-27飛機設計過程中的各種問題——為什么這個零件上要開孔?為什么那個零件中間要挖一道槽?可以說,沈飛通過吃透蘇-27使中國成功掌握了蘇聯重型殲擊機的設計思路,也讓中國成功地獲得了第三、四代重型戰斗機的設計、制造能力。
除此之外,因為沈飛吃透了蘇-27,中國還獲得了一個“知根知底”的重型戰斗機技術平臺——借著蘇-27優秀的設計,我們利用蘇-27技術平臺先后開發、驗證了國產重型戰斗機發動機、國產戰斗機飛行控制系統等一系列重大創新項目。
蘇-27的案例完美詮釋了如何平衡“技術引進”和“自主創新”兩者之間的關系——外部先進的產品和技術被我們吃透之后,我們也可以獲得研制、開發這種先進產品的能力,進而實現自主創新。中國還有很多產業的發展水平落后于世界先進水準,“引進—吃透”的發展路徑
真正讓國家下定決心發展航母,是20世紀70年代以后的事情。進入70年代,冷戰的加劇導致我國的海疆防御形勢更加惡化:1974年1月開展的西沙海戰盡管創造了“小艇打大艦”的戰爭奇跡,但依舊暴露了艦艇缺乏空中支援的問題。當此之時,國內經濟實力和軍事工業已經有了一定的發展,針對戰爭暴露的問題,以及新增海外貿易對國家建設的貢獻度增加,發展新武器以控制遠海島嶼和航道就提上了日程,而在戰火中催生的,就是殲轟-7“飛豹”戰斗轟炸機以及國內第二個航母發展計劃。
其實早在西沙海戰爆發之前的1970年,海軍就已經收到了中央發展航母的預研指示。時任造船工業領導小組辦公室主任的劉華清上將,在1970年5月16日主持完成了題為《關于建造航母問題的初步意見》的報告,上報中央。隨后在接到上級指示后,劉華清受命組織了航母專題論證座談會,在這次會議上,航母發展計劃被定為“707工程”。經過上千名技術人員和數百參研單位的討論,劉華清最終定調“707工程”先發展一艘3萬噸級的輕型航母。該型航母計劃到1972年底完成重點科研設計工作,1973年開工建造,力爭在“四五”(1971—1975)末期建成首艘航空母艦并下水。
盡管“707工程”確定了開工和下水時間,但從零開始研發航母卻難如登天:一方面,我國科研人員缺少研發航母的技術儲備,封鎖之下的國情也缺乏行之有效的參考方向,僅有的匯報資料只有一本標注著參數指標的《美帝蘇修航母圖冊》;另一方面,航母畢竟是一個海軍艦艇體系,包括艦載機在內的各種配套子系統同樣耗資巨大。當時我國尚處于“文革”時期,國力孱弱,軍隊把研發重心放在了戰略地位更高的核潛艇和戰略導彈上,難以同時支撐航母的發展。最終“707工程”因為面臨著登天難度和政治風波,被無情下馬。但整個中央高層發展航母的決心并沒有因此動搖。
因為自研航母短時間難以成功,1978年,經時任中央軍委主席華國鋒批準,海軍準備向英國購買或合作生產1.8萬噸級的輕型航母,并搭載“鷂”式垂直起降戰斗機,期望以較小的成本保證海軍遠海的制空權。80年代初,我國跟英國就購買或合作生產航母的計劃進行了談判,但英國在航母和艦載機的報價上獅子大開口,嚴重超出了當時中國能接受的價格。與此同時,1982年英阿馬島戰爭直接暴露出英國輕型航母存在的嚴重問題,無論是艦載機滯空時間、保證艦隊制空權還是在艦隊續航上都難以滿足現代戰爭的需求。隨后,由于改革開放,中國為了保障以經濟建設為中心進行了百萬大裁軍,大幅壓縮了軍費,外購航母的計劃也隨之取消。
盡管自研的“707工程”與外購英國航母最終都以失敗告終,但付出的努力也并非一無所獲。在對航母的預研與同國外同行的交流中,我國海軍人對未來的中國航母有了清晰的認識。1982年,劉華清上將擔任海軍司令后,開始調整海軍戰略部署,將原本的“近岸防御”推向“近海防御”戰略,為中國新的航母工程鋪路。在此之后的1985年,劉華清提出“先搞預研,暫時不著急上型號”的發展模式,確定了國內第三個航母工程的基本思路。項目于1989年1月7日得到批準,這也就是人們所熟知的“891工程”。
受制于當時國內的經濟和科研條件,“891工程”主要以科研論證為主。其整體思路為立足國內的現有水平,發展一種5萬噸級、采用常規動力、裝備蒸汽彈射器的中型航母,并據此開展航母的整體結構、作戰系統、蒸汽彈射器、攔阻設施、艦載機等相關方面的技術研究。根據相關計劃,項目決定在“七五”期間開始論證航母的發展,“八五”期間開展研究,2000年后視情況上型號。
與之前發展航母的經歷類似,“891工程”同樣受限于技術與資金的困難,但中國科研人員依舊突破困難進行了長期的研究:沒有技術,就積極接洽歐美,參觀西方各種航母,并通過各種渠道獲得航母的設計圖紙,購買廢舊航母進行拆解、學習;沒有資金,就通過軍委支持,將航母的各子系統研發工作分散到現有的軍備研發規劃當中去;沒有人才,就開辦廣州艦艇學院飛行員艦長班,從零開始培養中國的第一代航母艦長……也正是在漫長而曲折的項目進展中,中國海軍加強了對航母核心技術的掌握,也為未來真正改造中國第一艘航母“遼寧號”打下了堅實的基礎。
1991年蘇聯解體時,“庫茲涅佐夫號”航母剛建造完成被蘇聯接收,而2號艦“瓦良格號”僅完成了68%,主體建造盡管已經完成,但各子系統大多還未安裝。盡管俄、烏兩國都有續建完成“瓦良格號”的計劃,但正如上文所說,蘇聯解體后由于研究機構和生產廠散落各地,再加之俄羅斯經濟崩潰,實際上已經沒有能力繼續建造。另一方面,歐美對于徹底扼殺蘇、俄航母之路依舊賊心不死,導致建造程度已達40%的“烏里揚諾夫斯克號”核動力航母被美國以“皮包公司”的形式,作為廢鋼鐵拆毀出售。而“瓦良格號”也成了各國眼里的香餑餑,作為蘇聯航母的遺珠,它也自然受到了我國海軍領導人的關注。
對比中國曾經購買到的報廢航母,諸如“基輔號”、“明斯克號”以及“墨爾本號”,庫茲涅佐夫級航母的2號艦“瓦良格號”更符合中國的實際情況:一方面,中國早期造船工業師承蘇聯,對于使用俄艦有著更多的心得與體會,即便是買回之后續建也能最大限度兼容現有的造船工業;另一方面,6萬噸級的“瓦良格號”噸位更大,在尺寸上也僅比美國尼米茲級核動力航空母艦短22米,且采用常規起降戰斗機,無論是在作戰能力、續航方面,乃至在與“走向深藍”的海軍發展戰略的契合程度方面都更為合適。也正因如此,“瓦良格號”受到了我國的格外關注。
其實早在1990年之后,已經升任中央軍委副主席的“航母之父”劉華清即趕赴蘇聯,重啟了中斷30年的中蘇軍事技術合作。1995年5月,在得知烏克蘭決定將未完工的“瓦良格號”出售時,劉華清迅速指示總參、海軍裝備部和中國船舶總公司開展調研論證,商討回購后續建的可能性。而負責中烏燃氣輪機設備購買項目的中船總公司總經理黃平濤更是直接接到指示:“到黑海船廠考察‘瓦良格號’航母,看看有沒有購買的價值。”接到任務之后,黃平濤迅速考查“瓦良格號”情況,并在回國后向中央建議購買““瓦良格號”航母。
隨后不久,中央組織了包括艦船武備科技專家和軍政高層官員在內的航母考察團趕赴烏克蘭,調研采購“瓦良格號”的可行性。此后,中、烏雙方就“瓦良格號”的轉賣談判隨即展開。1995年12月,烏克蘭政府代表團訪問北京時,隨行的副總理阿納托利·基納赫在接受記者采訪時證實,中、烏雙方正就“瓦良格號”轉賣進行談判。但由于某些大國的粗暴干涉,最終烏克蘭方面迫于壓力,將艦載武器設備拆卸一空,“瓦良格號”徹底變成了一個“空殼子”。隨后,中、烏官方談判破裂,為了避免國際矛盾激化,以政府和軍方形式購買“瓦良格號”的計劃只能被迫中止。
盡管政府間采購不力,但依舊無法阻止海軍獲得“瓦良格號”的決心。從1997年開始,受時任海軍副司令員賀鵬飛中將委托,全國政協委員、香港創律集團董事局主席徐增平正式踏上了替國家購買“瓦良格號”的漫漫長路。1997年10月,徐增平正式接觸烏克蘭政府,提出以個人名義將“瓦良格號”購買后,由第三方造船廠改裝為“海上賭場”使用。在此之前,徐增平專門在自己的創律集團旗下注冊了一家澳門創律旅游娛樂有限公司,注冊資本為600萬澳元,并在北京和澳門設立了運營辦公室。經過了一年多的談判之后,烏克蘭政府于1998年同意將“瓦良格號”船體以1800萬美元的價格出售給徐增平,連帶航母設計圖紙共計2000萬美元。
眼看一切進展順利,但烏克蘭政府卻在最終手續審批完成前變了卦:由于美、俄等國家施壓,烏克蘭方面決定將“瓦良格號”公開拍賣。但好在烏克蘭政府為徐增平留了后門:從公布拍賣公告到拍賣日設立時間僅間隔72小時。也就是說,當時只有中國方面準備的相關資料和申請文件相對齊全。在馬不停蹄地補齊了申請文件之后,經過公開競標,徐增平以澳門創律旅游娛樂有限公司的名義正式購得“瓦良格號”的艦體以及30多萬張設計圖紙。
中國順利購得“瓦良格號”自然引起了西方國家的不滿:在設計圖紙移交之后,中國技術人員就發現圖紙中的關鍵部分有相當數量的缺失,被懷疑為俄羅斯情報人員所為,后來經過與烏克蘭方面再交涉,才將黑海造船廠所存的圖紙副本重新影印后補齊。而在航母回國的過程中,美國更是直接向土耳其施加壓力,阻止無動力的“瓦良格號”通過土耳其海峽,甚至提出了將“瓦良格號”切割成小塊分段運出的無理要求,致使該艦停在烏克蘭港內近兩年時間。最終在長期談判之后,“瓦良格號”被迫以拖行方式通過土耳其海峽。隨后歷經4個月的海上航行之后,“瓦良格號”于2002年3月抵達大連港。
2000年6月14日清晨,“瓦良格號”被拖離舾裝碼頭,正式踏上了漫漫歸國路。為渡過博斯普魯斯海峽,中國方面被迫租用了16艘大馬力拖船以滿足土耳其方面要求。在此之后,徐增平的任務已經完成。而耗費巨資、做完這一切的徐增平,宣布澳門創律旅游娛樂有限公司破產,將航母連同公司本身一同出售給國資背景的東方匯中公司,隨后退出了國人的視野。抵達中國的“瓦良格號”也并沒有按原定計劃修復后作為賭船使用,而是默默地停靠在大連造船廠的散貨碼頭閑置了下來……
與“瓦良格號”在大連造船廠的冷清相比,中央軍委的決策層則陷入了對“瓦良格號”乃至中國航母發展的大討論之中……毫無疑問,繼承了蘇聯三代航母發展經驗的“瓦良格號”是一筆珍貴的財富。結合中國此前購得的基輔級航母“基輔號”和“明斯克號”,我們已經基本理清了蘇聯航母發展至今的思路。如果可以在此基礎上續建成功,就相當于直接繼承了蘇聯航母30年的發展經驗。
但經過中船重工以及大連造船廠的技術人員重新評估后發現,盡管“瓦良格號”艦體只是輕微生銹,但其由于烏克蘭受到美、俄等國家的施壓,內部已經被拆除了裝備的高價值設施和武器部分。再加上烏克蘭動蕩局勢之下的粗放管理,“瓦良格號”各設施存在著不同程度的損壞:其中主動力軸被直接焊死,船體上的海底門被直接偷走,不少黃銅閥門和金屬電纜被盜走,船艙內更是遍布垃圾,甚至甲板上都有不少海鷗筑巢。但所幸航母的動力系統尚在,通海閥、錨機、錨鏈、螺旋槳等零部件也并未缺失。經過重新評估后,確定“瓦良格號”的實際完成度只有40%左右,盡管依舊具備續建的條件,但與此前烏克蘭宣傳的68%完成度相去甚遠,難度也陡然而升。
由于荒廢多年,“瓦良格號”的整體情況并不樂觀。此時,要不要續建“瓦良格號”、以什么方式續建“瓦良格號”就成為橫在中央軍委和海軍高層之間的一個難題。大多數人主張續建“瓦良格號”,通過這種方式我們可以盡量利用掌握的蘇聯已有航母的發展經驗,盡快完成航母的設計。但這一方案也存在不少反對者。
“瓦良格號”續建成功意味著直接繼承了蘇聯航母30年的發展經驗。但首先蘇聯航母的發展規劃長期服務于冷戰中蘇聯海軍發展戰略。蘇聯在歐亞大陸長期保持著陸軍和空軍優勢,其陸緣投射能力強大,對海軍投送力量的需求較小,不需要發展類似歐美等國家的制海型遠洋海軍。再加上蘇聯長達4.3萬千米的海岸線,直接導致了蘇聯水面艦艇力量相對孱弱。因此蘇聯航母在定位上并不同于歐美國家航母遠洋海軍主力艦的地位,而是作為單獨的“重型航空巡洋艦”使用,并不過分強調制海權,而是更強調全面戰爭時對敵方海軍的區域拒止能力:在和平年代,可以執行護航、反潛和掃雷等任務;在戰爭爆發后,則可以通過艦載機執行反“反潛”作戰,掩護己方的戰略核潛艇,并為執行超音速反艦任務的圖-22M轟炸機提供空中和水面掩護。即便在艦載機無法使用的情況下,“庫茲涅佐夫號”依舊可以憑借搭載的12單元P-700“花崗巖”重型反艦導彈獲得強大的作戰能力。
而中國海軍與蘇聯海軍在國家利益和發展戰略上存在顯著不同。改革開放之后,我國對外貿易比重日益提升,航線安全和地區環境穩定對我國國家安全意義重大,我國更需要一支類似歐美的制海型遠洋海軍,以提供區域制空、制海權的穩定,在我國的核心利益地區執行反介入區域拒止作戰,在這一點上我國同美蘇的航母策略都存在一定的區別。為了發展航母而勉強續建“瓦良格號”,照搬蘇聯海軍的發展戰略,無異于“削足適履”。
再加上當此之時,我國的綜合國力已經今非昔比:造船噸位已經位居世界前茅,改革開放初期上馬的一系列軍工項目已經落地開花,經濟實力和科研能力都已經滿足了建造航空母艦的需求,完全可以從頭開始自建一艘新航母。
考慮綜合成本、結合海軍實際情況和國家戰略需求,最終經過反復論證,經中共中央、國務院、中央軍委批準,2004年8月總裝備部向海軍、中船重工集團通報,正式啟動新的航母工程,項目代號“048工程”。“048工程”確定了未來發展航母的三步走戰略:第一步,用10年時間建造兩艘重型航母;第二步,再用10年建造2艘大型航母;第三步,則是視情況發展大型核動力航母。而“瓦良格號”將被續建并加以改造,作為海軍的“訓練航母”使用。
計劃敲定之后,在來到大連后3年無人問津的“瓦良格號”開始了漫長的續建和改造工作。盡管受限于保密緣故,“瓦良格號”改建工作的相關內容一直沒有公開,但我們依舊可以通過公開新聞和相關照片來一窺改建工作的雪泥鴻爪。
2005年4月26日,“瓦良格號”被拖入大連造船廠老廠區第五干船塢。在船塢內,附著在“瓦良格號”艦底的藤壺等海洋生物被徹底清除,全艦表面除銹并重新噴涂防腐涂料,螺旋槳、舵面等部件被一一檢查。8月初,原本銹跡斑斑的“瓦良格號”煥然一新,重新噴涂了中國海軍水面艦艇標準的淺灰藍色涂裝,水線以下防銹漆則由原本的紅色改為黑色。等到2005年12月底,“瓦良格號”的重新涂裝工作基本完成。隨后大連造船廠又花了一年多時間,將船上不相配套的各種設施拆除,為各種子系統的上艦騰出了足夠的空間。
2008年底,“瓦良格號”飛行甲板前部被切割,拆除了原本的12單元P-700“花崗巖”反艦導彈發射井;2009年5月,“瓦良格號”艦艏的蘇聯海軍航空兵的徽章被拆除,舷側的俄文艦名被鏟去;8月21日開始對艦島進行改造;2010年3月19日,“瓦良格號”被推入舾裝碼頭進入外部改造;同年5月30日,有軍事愛好者觀察到“瓦良格號”煙囪開始冒煙,這意味著鍋爐已經開始工作。自此經過了5年艱苦的續建與改造,“瓦良格號”的艦體建造終于基本完成。
而各子系統的研發由于早年對于航母預研工作的技術儲備也進展迅速。
動力方面,“瓦良格號”與其俄羅斯姊妹型“庫茲涅佐夫號”相同,采用了4臺GTZA-674型艦用齒輪傳動輪機組搭配8臺KVG-4燃油增壓鍋爐帶動4臺TV-12-4蒸汽輪機驅動,總功率為4軸20萬馬力。這套動力設備在黑海造船廠時已經成功安裝,保存狀態也基本完好,再加上20世紀90年代后我國在引進的俄羅斯現代級驅逐艦中采用了同樣的動力總成,因此無論在使用還是維護上都相對方便、可靠。
電子和作戰系統方面,由于美、俄等國家阻撓,“瓦良格號”上所有的電子系統和作戰管理系統在購買后都被拆除,但對于電子工業更強的我國來說并非壞事。“瓦良格號”續建時改用的各種電子和作戰系統,絕大多數都是長期以來在我國水面艦艇上久經考驗的成熟產品。其中主雷達采用的是“海之星”H/LJG-346型海基主動相控陣雷達,這種雷達長期部署在我國的052C型導彈驅逐艦上,工作波段在S波段和C波段,探測距離達到了450千米。“瓦良格號”采用的346型雷達布局與“庫茲涅佐夫號”航母采用的“天空哨兵”相控陣雷達相同的布局,四面陣分別安裝在艦島的前后及左右兩側,提供360度的全向視野。
為了與H/LJG-346型雷達配合,設計人員在其上層甲板前后各安裝了一臺半球形的H/LJQ-364型搜索雷達。該雷達是原中船723所在20世紀90年代研發并在21世紀初大量裝備的快速反應雷達,在21世紀初大量裝備在我國海軍從054輕型護衛艦到052C驅逐艦的各型水面艦艇上,因此足見這款雷達在我軍艦載雷達裝備體系中的地位和重要性。該雷達具備對海、低空搜索兼顧目標指示的能力,工作波段在C波段和X波段,在航母上主要為各種近防武器提供目標指示或火控信息支持,同時還可以作為低空補盲警戒雷達使用。
而整個“瓦良格號”雷達系統中最顯眼的是裝在艦島頂部的一部382型三坐標對空/海搜索雷達。這種雷達是在參考了從俄羅斯引進的MR-750“軍艦鳥-MA”三坐標對空搜索雷達基礎上改進而來的,曾經在054A型導彈護衛艦上久經考驗。與原版的MR-750雷達相比,382型號雷達在最大探測距離、高度、資料處理和分辨能力上都要優于前者,天線每掃描一圈能處理超過100個目標軌跡,并同時精確追蹤超過20個目標,對空探測距離超過250千米。而與安裝在054A上的基本型382型雷達相比,安裝在航母上的改進型382型雷達增加了氣象通道,可以為艦載機提供有效的氣象指引。
除了以上這些主要的艦載雷達,在“瓦良格號”改造過程中還安裝了各種其他功能的艦載雷達設備以及各種大小不一的天線系統,其中包括上海無線電四廠生產的RM-1260/1290型船用導航雷達,754型I頻導航/直升機空管雷達,為1130近防系統提供引導的344型火控雷達以及各種通信、數據鏈和電子戰系統的天線。這些系統也大多在之前的海軍艦艇上歷經考驗,未來直接投入作戰。
至于艦載機之外的艦載武器方面,國內在改造“瓦良格號”的過程中根據國產航母在海軍的定位以及國內武器的實際性能進行了大刀闊斧的改裝:原本計劃安裝的P-700“花崗巖”反艦導彈發射井被拆除,將剩下的防空、反潛武器均改為國產武器,其中包括3門H/P殲-11型11管30mm近防炮、3座18聯裝的“海紅旗-10”防空導彈發射系統、2套12管RBU-12000反潛火箭發射裝置和6套24管多功能發射裝置,僅保留了最基本的自衛能力,將絕大多數艦艇資源運用到指揮、通信,以及通過艦載機奪取制空權和制海權的作戰上來。
除了為艦載機和艦隊服務的各種電子設備與作為海軍艦艇基本的防御能力,“瓦良格號”改裝的重心停留在了作為航母對艦載機保障能力的強化上。
在飛行甲板方面,續建的“瓦良格號”由于對艦島和船身上半部分做了重新規劃,飛行甲板總面積達到了15100平方米,比姊妹艦“庫茲涅佐夫號”的14700平方米更大。增大的甲板面積保證了“瓦良格號”可以在甲板上最多容納15架艦載機和4架直升機,一定程度上增加了艦載機的出動密度。而艦艏的滑躍式飛行甲板保持了與“庫茲涅佐夫號”相同的14.3度上翹角度,設計師結合對其他航母研究的經驗對飛行甲板進行了重新設計,提高了其調度合理性和使用便利性,增強了艦載機作戰時的出動密度。
除了艦艏的飛行甲板,“瓦良格號”延續了庫茲涅佐夫級航母的基本設計,在艦體左側有一條與艦體中線呈7度夾角的斜角甲板,以供艦載機著陸或復飛使用,斜角甲板上設有1道攔阻網和4根攔阻索。可以說,續建的“瓦良格號”基本上沿用了“庫茲涅佐夫”級航母的飛行甲板設計,在保證可靠性的同時又在細微處進行了一些合理化改動,在保證艦載機起降能力的基礎上對原有設計進行優化,更符合中國海軍的戰略需求。
“瓦良格號”的航母機庫位置位于第五甲板,最多可以容納18架戰斗機和5架直升機,通過在航母右舷艦島前后兩側的各1部艦載機升降機,有能力將30噸級的重型艦載機在飛行甲板和機庫之間調運。雖然前期拆除“花崗巖”反艦導彈發射井空余了大量空間,但受限于建造之初的結構限制,大連造船廠還是保留了“瓦良格號”的機庫的基本設計。
由于殲-15折疊寬度大于原版蘇-33,因此“瓦良格號”的升降機和艙門也做了加寬處理。有了航母就需要足夠的艦載機和操縱航母的艦艇成員,而在“瓦良格號”的改建過程中,艦載機和艦艇成員的訓練任務也在緊張有序地進行著……
而航母之所以是航母,最緊要的就是制海權和制空權的奪取,因此艦載機以及與之相配套的各種保障設施才是航母存在的最大依仗。而我國的航母計劃經歷了早期彎路,嘗試了殲-8、殲-13艦載型以及外購英國“鷂”式戰斗機等多種艦載機方案失敗之后,最終還是選擇站在蘇聯艦載機經驗之上進行開發。
選擇蘇聯艦載機,是由我國海軍的現實利益決定的。21世紀初,我國在地區沖突中在陸基與戰略核力量方面有著一定的優勢,但海軍能調動的力量相當孱弱,遠不足以與美、俄抗衡。陸基戰機和水面艦艇所能覆蓋的最大范圍不過第一島鏈,而且一旦出戰極容易陷入喪失制空權、被敵方鎖定的尷尬局面。唯有發展重型艦載戰斗機,才能利用高速、大航程的突破和壓制,奪取制空權,利用體系化作戰打擊對方的防空節點和敵方艦隊,從而有效保證我軍利益。而世界上能生產重型艦載機的,只有曾經的蘇聯。
21世紀初我國曾專門派遣代表團與俄羅斯談判關于蘇-33艦載戰斗機的采購事宜。由于俄羅斯在1999年最后一架蘇-33下線之后就將生產線封存,再加上經歷了1998年金融危機之后整個國家經濟困難,盡管俄羅斯原則上同意重啟生產線為中國生產蘇-33戰斗機,但卻表示必須采購50架才能滿足要求。而中國態度則是買2架,后增加到買2批次共計14架,但被俄羅斯方面拒絕。為此,我們只能尋求另外的渠道。
俄羅斯拒絕出售蘇-33一來是因為單獨重啟生產線生產少量戰斗機確實不賺錢,再者就是擔心中國會逆向仿制。由于蘇-33在開發測試之初曾經廣泛在烏克蘭“尼特卡”海軍訓練基地試飛,蘇聯解體之后,來不及被俄羅斯海軍接收的蘇-33原型機就被遺留在烏克蘭。我國政府通過特殊途徑,從烏克蘭購買到了已經處于閑置封存狀態的蘇-33原型機T-10K,并交由沈飛。最終由沈飛在蘇-27的國產型殲-11B的基礎上,參考T-10K的相關設計,成功設計出了殲-15艦載戰斗機,并于2009年8月31日首飛成功。
有了艦載機之后,剩下的就是艦載機飛行員的培訓。在此之前,我國雖然有一定數量的海軍航空兵,但主要還是以岸基基地起降為主,并沒有任何航母的實戰經驗,對艦載機在航母上的起降作業更是知之甚少。再加上我國航母采用滑躍甲板起飛艦載機,飛機起降完全依賴艦載機性能和飛行員的操控水平,難度遠比美、法等國采用的彈射器技術的要大。
為了解決艦載機訓練存在的問題,蘇聯曾經在烏克蘭的“尼特卡”海軍訓練基地建立了“銀針”地面模擬甲板試驗系統,這套模擬系統完整地囊括了航母起降艦載機所需的滑躍甲板、“斯維特蘭娜”攔阻系統和“電阻”無線電著艦引導系統。蘇聯海軍早早地在地面模擬甲板系統上完成了全部的起降訓練之后,再到“庫茲涅佐夫號”航母上完成剩余的作戰訓練,從而降低了直接掌握滑躍甲板起飛艦載機的難度。
瓦良格號”續建過程中,我國海軍也在位于武漢的中國船舶設計研究中心的新區建成了航母模擬訓練平臺,用來做模擬訓練。該平臺是一座與“瓦良格號”航母艦橋與甲板外形相似的建筑,不僅尺寸上與“瓦良格號”航母相似,而且同樣擁有與“瓦良格號”類似的滑躍式飛行甲板,還停放有飛機模型。殲-15的艦載機飛行員就是在這里完成了從起飛、降落到基礎訓練的絕大多數工作,為在“瓦良格號”上的部署打下了基礎。在完成了航母艦體改造、子系統安裝、艦載機生產與飛行員初期培訓之后,原“瓦良格號”的續建和改造工作基本完成,具備了服役條件。
2012年9月25日,國防部正式宣布,中國首艘航空母艦于當日正式交付海軍入列,從此“瓦良格號”這個異域風情的名字被正式改名為“遼寧號”,舷號“16”。同年11月23日,海軍特級飛行員戴明盟駕駛編號552的殲-15艦載機在“遼寧號”航母上成功完成了起飛和降落測試,戴明盟也因此榮獲“航母戰斗機英雄試飛員”稱號。隨后兩年多里,遼寧艦先后進行了包括艦載機連續起降、駐艦飛行、短距滑躍起飛等試驗,測試了相關武器裝備。并在2013年11月26日與兩艘051C型導彈驅逐艦和兩艘054A型導彈護衛艦組成航母編隊,前往南海海域開展了為期47天的科研和訓練,這也標志著遼寧艦編隊擁有了一定的實際作戰能力。
在“瓦良格號”的基礎上,中國成功續建了“遼寧號”航空母艦,進而又獨立設計、建造了“山東號”航空母艦,吃透了蘇聯航空母艦的設計經驗和生產經驗。因此,我們完全可以說:從“瓦良格號”到“山東號”,中國成功解決了航母的“有無問題”,實現了航空母艦這種超級裝備的國產替代。在此我們不妨詳細分析一下:從“瓦良格號”的引進再到后續“遼寧號”“山東號”兩艘航母的建設,這條辛苦的征程到底給中國造船行業帶來了什么?
答案是:給中國帶來了獨立自主的超大型水面艦艇設計、制造能力。更準確地說,續建“瓦良格號”為中國帶來了獨立自主的航母產業鏈。
何謂“制造能力”?超大型的船塢、重型吊裝設備、成千上萬經驗豐富技術過硬的造船工人……這就是制造能力。舉例來說,航母的艦島(上層建筑)通常都是需要吊裝到船體上再進行組裝的。美國“福特號”的艦島重量高達555噸,這就需要船塢裝備有重型的龍門吊車。另外,航母上所使用的也是特種鋼材,如果只是特殊便也罷了,不論是體積還是數量還都異常龐大,這就要求造船廠要掌握大型特種鋼材結構的焊接工藝以及相關的設備和人員。因此,“瓦良格號”的續建工作給中國海軍帶來的絕不僅僅是一艘戰艦,全中國參與“瓦良格號”續建的企業、為了續建“瓦良格號”而開發的工藝和技術、相關的設備與進行的人員培訓——航母產業鏈——才是重頭戲。
以美國為例,美國海軍的核動力航空母艦的建造、維護以及零部件供應來自全美45個州2000多家企業的合作,帶來了超過12萬個工作崗位。僅在弗吉尼亞州,就有250家進入航母供應鏈上的企業,每年帶來45億美元的產值。
在中國,情況也差不多。航母上無數個零部件,大到航母的發動機,小到桌椅板凳,每一種產品背后都有對應的供應商。而只要這些企業為航母提供過哪怕一次產品,那么這些企業就算是進入了航母的供應鏈——這些企業從此便掌握了航母上某種裝備的設計、制造能力。
更重要的是,這個供應鏈是中國獨立自主建造的。
以航空母艦的甲板鋼材為例。現代航母的甲板對鋼材的要求極高,不僅要承受艦載機降落時高達數十噸的沖擊力,還要能承受噴氣式戰斗機尾部射出的火焰炙烤,更要能抵御海洋上高濕度、高鹽度的侵蝕。中國續建“瓦良格號”的時候,甲板鋼材的問題也就擺在了工程人員的面前上。而當時,全世界只有俄羅斯和美國能生產優質的航母甲板鋼材,我們曾經想從俄羅斯進口,但被對方一口回絕。為了研制可靠的甲板鋼材,鞍鋼和中國一重的技術團隊刻苦攻關,終于研制出了擁有10萬噸軋制能力的特種軋鋼機,成功為中國航母造出了屬于自己的甲板鋼——這種甲板鋼的屈服強度和美國航母所使用的甲板鋼不相上下。
什么是“航母制造能力”?這就叫“航母制造能力”!
正是無數家這樣的企業整合在一起,中國才造出了屬于自己的航空母艦。如果當年中國不對“瓦良格號”進行續建,這些廠商也就沒有機會進入國產航母的供應鏈,也就不能為航母建造提供合適的產品,中國的航母產業鏈也將不復存在。而當年我們選擇了續建,也就等于我們選擇了建設航母產業鏈。因此,筆者認為續建“瓦良格號”是中國走上自主設計、建造航母的第一步。
而中國自主設計、建造航母的第二步,則是由2019年服役的“山東艦”邁出的。如果說從續建“瓦良格號”而誕生的遼寧艦使得我們獲得了航母的設計、制造能力,那么山東艦就等于驗證了我們的設計、制造能力——中國接手的“瓦良格號”雖然只有40%的完成度,但動力單元等核心設備仍在。遼寧艦雖然歸屬于中國海軍,但并不是國產航母——我們必須要有一艘完全獨立自主的航母,才能證明中國完全吃透了“瓦良格號”——這就是山東艦。
從航母產業鏈的角度看,“瓦良格號”到遼寧艦的轉變,是一個引進技術、吃透技術的過程。而遼寧艦到山東艦的過程,則是一個吸收技術、再度創新的過程。由于保密,網上關于山東艦的資料大都比較簡單,但僅從這些碎片信息里,我們也能看出很多值得品味的東西。首先,相比起遼寧艦,山東艦的艦島有顯著的縮小——艦島尺寸縮小,至少說明了兩件事:第一,山東艦的集成水平比遼寧艦更高;第二,山東艦的甲板上能停更多的戰斗機。其次,相比起遼寧艦,山東艦的滑躍起飛甲板的角度降低到了12度,這樣的設計能讓艦載戰斗機攜帶更多的油料和彈藥,還可以騰出地方停放更多的戰機和輔助機械,從而提高總體戰斗力。山東艦解決了部分因遼寧艦主體建造結構差異而無法更改的問題,更契合中國海軍的使用需求,這也意味著中國造船工業徹底吃透了蘇聯30年的航母設計和生產經驗,一躍站在了巨人的肩膀上。
國產替代發展的終局形態應該是怎樣的?
筆者認為無非這樣幾種結局:
(1)國產替代失敗,中國技術升級失敗,全球主要產業依然被美國等發達國家掌控,中國繼續被“卡脖子”,中國掉入中等發達國家陷阱。
(2)中國取代美國成為世界大部分產業規則的制定者,形成事實上的中國標準主導全球。
(3)中國搞中國標準,美國搞美國標準,其他小國家在中美兩個體系中選擇站隊,接入了美國標準,就不再接入中國標準。
(4)中美兩國各搞一套產業標準,其他小國家在中美兩個體系中自由接入,同時接入美國標準和中國標準,和中美兩國同時做生意,中美之間既有競爭又有合作。
而我們認為,第一種和第三種結果,對于中國來說都是非常糟糕的,而要取代美國實現第三種結果,難度則非常大,不僅需要中國付出十二分的努力,還需要美國犯戰略性的錯誤才有可能。其中,第四種結果是中國很有機會努力并相對對中國有利的終局。
不久前,我們看到富士康創始人郭臺銘的一個觀點,非常有意思,大概的意思是,未來的世界,會形成中美“雙操作系統”格局,像富士康這樣的企業,應該同時接入中美兩個系統。
實際上,當今的國際規則,大部分是美國制定的,其他大部分國家和美國之間的關系,類似應用開發者和蘋果(或者谷歌安卓系統)之間的關系。
當今的國際貿易大部分是采用美元結算的,英語是國際通用語言,互聯網、半導體、操作系統等產業標準大都是由美國制定的:美國掌控著世界主流專利體系并且隨時可以利用這一體系對其他國家進行技術禁運,美國的媒體主導著全世界的議程設置,好萊塢的大片主導著全世界的文化輸出,美國的高校吸引著全世界最優秀的人才……
當其他國家和美國發生沖突的時候,你可以理解是平臺上的開發者和平臺擁有者的沖突。辛巴最多的時候其旗下賬號曾經占到整個快手總流水的40%,但是當辛巴和快手關系搞僵的時候,快手開始打壓辛巴家族,結果是依賴單一平臺的辛巴很難抵御這一打擊。類似地,當依賴于美國系統的其他國家要和美國發生沖突的時候,這些國家幾乎毫無招架之力。
但是國際手機主流操作系統,有安卓和蘋果兩大系統并存,安卓相對開放,蘋果相對封閉,兩大系統互相競爭,其他中小開發者同時接入安卓和蘋果兩大系統,并且可以迅速在兩大系統之間切換。比如當騰訊開發了一款備受歡迎的新游戲時,哪怕蘋果系統應用商店率先將該款游戲上架,它也可以迅速用發達的中間件和服務極快地推出安卓版本,用戶可以同時玩蘋果版本和安卓版本,其差距極小。類似的案例還在汽車行業發生,中國內地和美國的汽車方向盤在左邊,日本和英國、中國香港的汽車方向盤在右邊,同一個廠出的同一款車,比如豐田凱美瑞,只需要在日本出售右方向盤版本,在中國出售左方向盤版本就可以了,兩大系統切換很方便。
這個思路為我們描繪了將來中國產業界可以為之努力的方向,也就是世界形成中美兩大產業標準,互相競爭,但是又不是完全老死不相往來,其他中小國家在中美兩大標準之間自由切換,同時接入,兩邊做生意,兩邊都不得罪。
筆者認為,這一結果是有機會實現的,且是在中國能夠看到的產業出路當中相對對中國最有利的。
例如,中國的互聯網產業,本質上是與美國形成了“雙操作系統”模式,美國有Facebook,中國有騰訊,美國有亞馬遜,中國有阿里巴巴,美國有谷歌,中國有百度,美國有Uber,中國有滴滴打車……
實際上,互聯網產業的中美雙操作系統模式,就有很特殊的時代背景,首先互聯網這個產業太特殊,中國對于外資互聯網公司有著很嚴格的限制,例如Facebook、谷歌在華業務有諸多限制,這給了本土的騰訊、百度等公司巨大的市場空間,經過20年的發展,中國的互聯網產業毫無疑問具有了世界級競爭力,在全世界僅次于美國,不僅能夠很好地服務本國市場,還在海外取得了一定的成就。
那么,其他產業有沒有可能復制互聯網走過的“中美雙操作系統”模式呢?筆者認為是很有可能的。
例如芯片產業,長期以來,我們的整個產業鏈都落后于國外廠商,不管是芯片設計,還是光刻機、光刻膠、EDA軟件都比國外落后一些,但是這個產業又非常講究產品迭代,只爭朝夕,這使得領先者的地位越發領先,馬太效應越來越強,追趕者與領先者的差距越來越大。但是在中美科技戰開始后,中國許多產業被迫開始用國產芯片、國產光刻機,這給了許多中國廠商以機會,中國第一次有機會搭建一個相對完整的半導體產業鏈,并且形成自己的標準。
早在新中國成立初的百廢待興時期,毛主席與錢學森聊天時就曾經問他,是先搞火箭還是大飛機。錢學森選擇了火箭,因為他認為火箭容易一些。從這個故事中我們可以看出,搞大飛機有多難。但是難,也要搞。毛主席在中國擁有了原子彈和遠程火箭以后還是不忘提出:“上海工業基礎那么好,可以搞大飛機嘛。”
其實,中國從20世紀50年代就開始學著造飛機。在蘇聯的援助和手把手的指點下,我們學會了組裝制造殲-5(米格-17)、殲-6(米格-19)等50年代水平的軍用飛機。到了60年代,中蘇關系進入冰凍期,這下,中國的航空工業就出大麻煩了。當時米格-21(殲-7)的全套技術資料都用火車運來了,但是沒有了蘇聯的指點,中國人想自己按圖索驥地把米格-21仿出來,結果就是搞不定。從60年代到80年代,仿造的殲-7就是不過關。最后殲-7Ⅲ總算成功了,可這米格-21也落伍淘汰了,由此可見當時中國航空工業的水平。其實軍用飛機的制造比民用飛機還要容易一些,大型民航客機的制造堪稱航空工業的皇冠,中國在這方面更是差得遠。比如運7,這是仿造蘇聯的安24,也是從60年代就開始立項,一直到90年代末安裝了美國普惠發動機后才算真正過關。這就是中國航空工業的真實水平,以這種水平,想要在80年代研制出媲美波音707的大型民航客機,簡直就是癡人說夢。可是,我們就是要做我們的中國夢!運-10大飛機項目上馬!
我們難道不知道航空業不是一朝一夕的事情,而是需要幾十年甚至是上百年的積累?不用說大飛機,就是造汽車,也不是一朝一夕的事情,而是需要工業基礎的長久積淀才能實現。七八十年代中國工業整體水平低下,重卡、家轎都做不好,一個桑塔納還無力國產,這樣的工業基礎想獨立研發大客機,想一步登天?就算到了90年代,我們還開著黃河、解放汽車,故障率高,油耗巨大。可我們為何還要上馬運-10?因為如果現在不去做,現在不去積累,那要到什么時候才開始呢?不做,怎么知道結果會如何?我們并不想一步登天,但我們想踏出第一步!
當時的中央領導,對發展空軍、發展航空工業高度重視。1949年新中國剛剛成立,戰爭創傷還沒有來得及醫治,中央就下決心成立空軍。“一五”期間上156項工程時,毛主席說:我國是一個大國,世界上有的東西,我們不能樣樣都有,但是重要的東西如飛機和汽車,我們就一定要有。筆者認為,這樣的精神,才是指引我們上馬運-10的重要原因所在。
1970年8月,國家計委、軍委國防工業領導小組批準了航空工業領導小組提出的《關于上海試制生產運輸機的報告》,向上海市下達了大型旅客機及其發動機的研制任務,并納入國家計劃。該工程被稱為“708工程”。據此,從全國抽調了400多人,在上海成立708設計院,利用空軍5703修理廠,仿制以波音707為目標的大飛機。
我們首先面對的就是定型困難,運-10大飛機最初確定以轟-6轟炸機作為基礎改型設計的研發思路。1970年7月29日,在第三機械工業部召開的研制大型運輸機預備會議上,經過討論歸納了8條設計要求:載客100人左右;在轟-6基礎上改,不是重新設計;采用進口的斯貝發動機3~4臺;航程5000千米;高度1萬米;速度每小時900千米;全天候,在復雜氣候條件下,不論白天黑夜都能飛行;飛機外形要考慮美觀漂亮。1970年8月27日,國家計委、軍委國防工業領導小組也正式下達了運-10飛機的研制任務,批準在上海試制生產運輸機。同年9月14日,為大型客機配套的發動機在上海第一汽車附件廠試制。1971年,三機部決定將為運-10和轟炸機配套的渦扇8發動機研制工作分別放在上海和成都兩地同時進行。
在上海方面要搞“大飛機”的指示消息傳達到中航工業西安飛機工業有限責任公司(簡稱“西飛”)以后,后來的運-10總師馬鳳山提議大型運輸機雖然以轟-6為基礎,但是不一定要完全仿照圖-104(圖-104就是圖-16轟炸機的蘇聯客機版,轟-6是仿制圖-16)的路線,運-10也由此成為中國第一架按英美適航條例(CAM4b和后來的FAR25部)設計的國產飛機。馬鳳山介紹了初步考慮的3個方案:第一,使用轟-6的機翼翼型,機身參考英國三叉戟客機,使用3臺發動機尾吊;第二,使用4臺發動機尾吊;第三,使用4臺發動機翼吊。經過會議討論,眾人傾向于第一個方案。
但時間到了1971年2月,情況發生了很大的變化。飛機設計組經過討論,認為遇到很大困難,因為工作中受到的牽制太多,成品不落實、材料和新工藝定不下來。設計組內部也有人認為設計方案不妥當,難以滿足軍隊的同志提出的8點設計要求。由于技術要求不斷提高,原來轟-6的改造方案在實踐中不斷被突破,面臨著要整體更改的局面。1971年4月,設計人員和軍隊參加設計工作的飛行員代表對原來轟-6的方案有不同意見。針對這個問題,航空工業領導小組的首長專門到上海確定了技術要求。首長發動群眾提方案,結果有人甚至提出用5臺發動機的方案。最后多數人確定采用類似波音707那種外形的方案。1971年4月確定新的設計技術要求:實用航程不能少于7000千米,巡航速度要在每小時900千米以上,升限要達到1.2萬米以上,起飛滑跑距離不得大于1300米。
在1971年12月19日還出現了一個意外,巴基斯坦的一架波音707飛機在新疆著陸時損壞。1972年1月13日,葉劍英元帥便指示要迅速去剖析殘骸。上海708工程設計組負責人熊焰立即帶隊前往新疆,整個過程共歷時3個多月,前后去了32個單位的約500人。通過對這架殘骸的剖析和研究,設計組人員對波音707的主要數據有了一個基本的了解。總之,我們的人員不僅“解剖”了美國波音707飛機,還分析了英國的三叉戟和蘇聯的圖-104。運-10的翼型最終采用的是英國的三叉戟尖峰翼型,這種翼型經過了164次復雜實驗,才最后被定下來。發動機的安裝布局則借鑒了美國波音707的翼吊式。而運-10的氣動設計吸收了來自英國的技術,結構設計和系統綜合則參考了來自美國波音707的技術。至1975年6月,運-10的設計圖紙全部完成,共發圖14.3萬標準頁。同年6月,仿制自美國普惠JT3D-7渦扇發動機的國產渦扇8發動機在上海研制完成。
運-10的定型參考了幾種機型。也就是說,我們參考了蘇聯圖-104,參考了英國三叉戟,參考了美國波音707,最后才定型了運-10的外形。沒有做過大飛機,即便是飛機外形,我們都要多加參考,這是我們面對的第一個難點。而美國波音707在定型之時就有現有的成熟機型(KC135機型機身可使用,美國軍方早已檢測過了)可以使用,基礎雄厚。
第二個難點是技術。機身定型就已耗費巨大,下面更難的是面對材料、工藝流程、安全標準化、發動機問題,以及控制系統的各類難題。我國航空工業與同期以歐洲空中客車和美國的波音公司為代表的歐美航空工業對比,缺乏技術積累,在運-10的設計和制造過程中突出的表現就是整機15個系統共435項成品和部件的絕大多數(305項)都需要全新研制,并不像歐美有周邊配套企業和配件供應。這無疑對我國航空工業、整個工業體系是個巨大的挑戰,也讓運-10的成熟性、可靠性和項目的進度充滿了變數。畢竟這些材料、動力、制造工藝等方面的現實差距是無法以熱情和努力來短期彌補的。
因而可以說,運-10雖然意義重大,但它突破不了我國工業能力基礎的限制和基本的科學工程發展規律(其實我們也沒想突破規律,而是按規律從無到有一步步來)。從立項直到下馬階段,運-10從來沒有達到過當時的“國際先進水平”,嚴格說就連美國20世紀50年代的水平(波音707首飛于50年代中期)也遠遠沒有達到。比如僅以最基本的壽命來說,唯一一架可飛行的運-10樣機,僅有200小時的安全壽命,只能保證做完一些基本試飛科目。事實上在從首飛到下馬的5年內,02號樣機最后也只飛了130個起落,共計170個小時。
我國航空工業由蘇聯援建而成,長期立足于仿制和在仿制基礎上的改進,因此在航空材料的開發上極具惰性,基本上蘇聯援助什么樣,后來就什么樣。以至于在拿到波音707的資料以后,我國發現僅在作為結構主要材料的鋁合金方面,國內就根本拿不出與西方7075等牌號相同性能的產品,只能以國產LC4鋁合金先頂上。由于國產鋁合金易裂且裂紋擴展快,加上抗腐蝕性差,不耐疲勞,運-10在制造和試飛過程中,部件出現裂紋極為頻繁。再加上當時運-10連結構的疲勞壽命試驗都沒有做,因此只能在確保安全的情況下,估算出200小時的安全壽命,用于完成試飛大綱的基本科目試飛。
在當時的計劃中,國內最終要將材料體系與西方接軌,而7075鋁合金等民機普遍使用的原材料,西方并不限制對我國出口——哪怕是80年代末以后。即便是運-10真要如當時計劃的那樣批量生產和使用,也還要全面更換材料重新設計一次,并把大量該做的試驗全部補上。這就是基礎工業的問題。不用說在天上要飛二三十年的大型客機,就是汽車的材料(汽車壽命一般為二十年左右)和配件,我們也是逐步發展的。
實際上國內第一款實現材料西方標準化、滿足西方長壽命標準的飛機,就是殲-10。它直到定型的時候,才基本完成全部材料設備的國產化(發動機等少數方面存在例外),而時間已經到了21世紀初期。殲-10除了材料,對每一個結構部件都進行了以有限元分析為代表的先進技術分析和極為徹底的疲勞壽命試驗,每一個部件的薄弱點在哪里,以何種強度飛行多久會讓哪些部件首先開裂等問題基本上都摸得一清二楚。
可當年運-10研制時,不僅連最基本的結構測試都極不完善,而且生產制造上的問題也非常大。比如我國當時嚴重缺乏很多大型部件的生產能力,運-10不得不大量采用土法上馬的解決方式:大型的整體蒙皮做不了,就用多塊小型蒙皮拼接;大型的整體鍛造結構件做不了,就先拆分成幾段先鍛造好,然后焊接組合。這些做法在短時間內解決了先把飛機造出來的問題,但在長時間使用中,必然導致大量的結構質量和壽命、安全問題。
事實上01號樣機(測試結構強度的靜力試驗用)和02號樣機(能飛的那一架)在生產過程中經歷過多次嚴厲的質量整頓,這才保證了制造裝配的基本順利完成。這一局面無疑阻礙了運-10的結構性能和可靠性的提升,這也是運-10在試飛中故障率居高不下的關鍵原因之一。在后來上海飛機制造廠與美國麥道公司的合作過程中,在外方提供全套生產、質量管理體系的情況下,運-10的質量問題仍然相當嚴重。
而在一些核心設備上,運-10也缺乏批量生產的基礎。比如關鍵的發動機,運-10最初階段的保障來源于國內引進波音707時多采購的40臺備份產品。該發動機的國產化研制進度一直很糟糕,故障和事故不斷——事實上想想20世紀90年代末期“昆侖”發動機的表現,也就能知道,在80年代成功生產出大飛機用的大尺寸發動機并不現實。出于這些原因,民航部門堅決抵制運-10是可以理解,而且也是正當的。強行將極不成熟的運-10進行大批量生產和投入使用,不僅會帶來極大的額外成本(造價高、維護難、出勤率低),而且遲早帶來災難性事故的井噴,對于民航的運行是潛在的毀滅性風險。
這是工藝流程問題,還有批量生產的問題。工藝流程就是解決該如何一步步操作的問題,而能否批量生產則是判斷飛機是否成熟的重大標志,更不要說最核心的發動機問題和飛控系統問題了。可這個世界上沒有任何科學和工程技術是從天上掉下來的,沒有對各種缺陷進行有針對性的改進,何來成熟可靠的設計與技術的進步?西方客機為什么今天能在可靠性和維護性上獲得后來者無法企及的水平,就是因為西方客機研發團隊對每一批次的產品都會根據上一批產品在實際使用中的缺陷反饋,不斷進行針對性的設計修正和新的材料工藝開發。
幾十年的積累,包括浩如煙海的數據庫、強大而完善的設計試驗體系、極為成熟的反饋—修改—使用—反饋的自我進化流程、高素質高水平的大規模技術人員群體,這才是波音和空客最難以戰勝的地方。可笑的是,至今有很多所謂的“工業黨人”以為只要投入資金,就能砸出技術成果——就算錢能買到同樣的原料和設備,能買到別人的整個體系嗎?能買到別人積累的幾十年時間嗎?事實上自主發展和引進國外先進技術不僅不是互相矛盾的事情,而且反而是互相支撐的。當年美國為什么突然推進了麥道客機與中國在上海的合作?就是因為運-10展現了中國已經開始初步具備大飛機的設計制造能力——雖然還非常稚嫩,但這已經形成了合作的資格和基礎。而反過來,引進外方的先進技術體系,又可以很好地促進本國項目的基礎發展。改革開放以后,我國就迎來了這樣的轉機——麥道出現。
1978年11月,運-10在飛機結構強度研究所進行全機靜力試驗,證明飛機強度符合要求。與此同時,開展了全機四大系統地面模擬試驗。1980年9月26日,飛機由機長王金大首飛成功,但直至翌年年初才向外公布。1978年,中國駐美聯絡處致電三機部,反映美國麥道公司愿以抵消貿易方式向中國出售DC-9或DC-10旅客機。如買其飛機,可同意出售DC-9專利,進行技術合作。8月23日,三機部黨組向國務院國防工業辦公室及國務院報告了上述情況,并建議復電駐美聯絡處,約請麥道公司派人來華洽談。
雖然,運-10從首飛成功到1984年,共飛行了130多個起落、170多個飛行小時,先后飛抵北京、哈爾濱、烏魯木齊、鄭州、合肥、廣州、昆明、成都、拉薩等國內主要城市,并7次沿“死亡航線”飛抵高原城市拉薩,成為首架飛往拉薩市的自產飛機,但是,其實中央已決定擱置運-10,同年得知消息的上海飛機研究所219名技術人員聯名上書國務院《不要花巨額外匯去組裝MD-82,建議在運-10基礎上發展我國民航工業》,而高層批示:此事已定,不要再議了。1985年2月11日,運-10在完成短跑道起降測試后返回上海。這次亦是運-10的最后一次飛行。
就決策程序而言,運-10下馬僅有口頭表態,沒有經過充分的技術和經濟論證,也沒有履行集體決策程序,在無明確文件指令、無人簽字、無機構蓋章的情況下以停撥研制經費形式暫停。從嚴格意義上講,運-10沒有正式下馬,可以說是被擱置或者被暫停。在這里必須強調的是,不論運-10是否成功,中美都會合作,中國都會引進歐美技術學習大飛機制造。
1985年,中美開始合作生產MD-82客機。過去組裝是由上海飛機制造廠一家單位獨自完成的,而后面的MD90項目由中航總組織上海航空股份有限公司、西飛、沈飛、成飛4家企業共同承擔,這也是中國航空工業第一次實施國際通行的“主制造商—供應商”模式。而引進的MD82直接就讓我們接觸到了當時世界上最先進的客機,因而即便運-10成功,也已然落后于時代,可以說它是上一個時代的產品和設計。
與麥道合作之后,對于MD82飛機,中方加工的零件數只有2000多項,而MD90機體國產化率達到70%,中方生產的零件數有4萬多項。中方4廠不僅要完成麥道自身應完成的大部分工作,而且要承擔許多供應商所擔負的工作。
在制造過程中我們還是主要責任方。MD82是由麥道公司提供零部件和配套件,我們按照麥道提供的工藝文件,在麥道的質量控制下組裝的。而對于MD90飛機,美方只提供圖紙和原材料(包括鑄件毛坯),中方負責從零件制造到總裝試飛的全部工作,并在質量控制和適航保證方面承擔主要責任,這里需要強調的是發動機、機載設備及部分系統相關件由美方提供。
1987年5月23日,中美合作生產的第一架MD-82飛機總裝完成。我們的收獲是巨大的,中方的收獲主要可以概括為如下幾點:第一,建立了國內首個民機合作生產模式和經美國聯邦航空局(FAA)和中國民用航空局航空器適用司(CAAC-AAD)聯合批準的質量保證控制體系。第二,掌握了先進的飛機構型管理技術,使得飛機在生產運行過程中能始終不斷地滿足工程更改,使反映不同客戶要求的產品設計能夠得到落實,并能保持正常生產。第三,建立了一套科學、系統和嚴密的管理指令系統,從而對項目生產經營活動的全過程實行了“法”治。第四,引進了“主制造商—供應商”模式,建立供應商管理控制系統,為國內民機合作生產走向市場經濟管理探索出一條路子。第五,在國內民機生產過程中,最先推行了項目管理,初步探索出一套適合中國國情的項目管理模式。
而且通過合作生產,中方在管理工作和其他方面也取得了重要收獲:第一,熟悉、掌握了大型客機總裝生產的先進技術,其中包括大容積(300立方米)氣密試驗、液密鉚接、機載設備地面安裝測試、大型復雜零件編程加工、鏡面蒙皮拉伸成形、燃油導管機內焊接等尖端工藝和操作技藝。第二,發展了航空產品的補償貿易。第三,成功地引進了麥道公司的先進管理經驗,取得了飛機總裝和零部件制造兩個生產許可證;企業在飛機生產系統方面的管理達到了國內一流水平,具備高科技領域發展外向型經濟的能力和條件。第四,經過實戰培養了一支能夠適應國際技術合作的員工隊伍,這支隊伍將在國內民用飛機的設計、制造、試飛、售后服務等方面發揮骨干作用。第五,建成了以飛機總裝、全機試驗、生產性試飛交付和飛機零部件轉包生產為核心的民用航空工業骨干企業。
通過MD90項目的實踐,我國航空工業民機制造實現了三個第一:第一次實現民機完整項目的國際合作,以機體國產化率達70%的比例,生產出具有20世紀90年代水平的150座級干線飛機;第一次成功實施了國際流行的“主制造商—供應商”模式;第一次在行業范圍內建立了與國際接軌的項目管理、供應商管理、質量管理和適航管理體系。
與麥道項目的成功合作,使上海成為我國民用航空工業基地,我國的航空工業也獲得了整體性的進步,在航空技術和管理上縮短了與世界航空工業先進水平的距離。也因此才有了下面的成果:1999年1月20日,首架MD-90-30干線飛機完成氣密試驗,提交FAA生產檢驗委任代表檢查獲得通過,飛機進入全機總裝階段。10月3日,首架MD-90-30干線飛機由美國飛行員駕駛,在上海大場機場首飛成功,11月取得FAA頒發的適航證。2000年2月24日,第二架MD-90-30干線飛機在上海大場機場生產試飛成功,3月7日獲得該機的國際適航證。該項目(MD90)充分顯示了中國在干線飛機的制造和總裝技術方面已獲得巨大的進步,達到了20世紀90年代的國際水平,并具備了小批量生產的能力,尤其驗證了上航作為干線飛機主制造商的系統管理能力和總裝能力。干線飛機的制造和總裝能力,體現出國家航空工業的總體水平。
在運-10下馬后的15年里,中國民用航空工業一直處于市場換技術的陣痛之中。我國在和歐美各國15年的合作中,通過給波音、空客、麥道制造機身零部件,學會了機身制造技術等。尤其是麥道,傳授了107萬份的核心技術資料(如何將DC9發展成MD-80/82飛機,涉及改進、試飛、驗證設計的機密)。麥道派出上千人的隊伍進行生產線和工業體系標準化的傳幫帶,一舉將中國從兩架飛機零件不能互換的手工作坊,帶入了標準化工業大生產的門,可以說沒有麥道就沒有中國航空工業現代化。
從1980年到1998年,中國購買國外飛機共耗資150億美元。截至2010年,中國擁有的1560架大飛機中,53%由波音公司制造,中國民用航空市場也隨著市場換技術,逐步被波音和空客壟斷。但我們并沒有放棄這個市場,而是通過麥道逐步學習,也自主設計生產了ARJ21,它可以說是我們吃透了MD90以后的成果。2021年9月2日,ARJ21飛機的安全可靠性得到驗證。工信部官網公布,截至2021年8月30日,ARJ21飛機機隊的航線飛行時間累計超過10萬小時,這證明了ARJ21的成功,也證明了我們已經有能力制造自己的支線客機。ARJ21最大的意義——在運-10夭折后,第一次把自主設計、組裝生產
作為蘇聯留給烏克蘭的重要遺產,馬達西奇公司在航空發動機領域有非常雄厚的資源和經驗。身為超級運輸機An-225的引擎提供商,馬達西奇掌握了大型航空發動機的許多核心技術和資料。中國的航空工業部門對此有極濃的興趣,所以中國民企——天驕航空早已計劃通過投資的方式和馬達西奇合作。然而,烏克蘭方面卻出于種種因素打斷了早已訂好的計劃,強行終止了對中國企業的投資。天驕航空向國際仲裁提出申訴,要求烏克蘭賠償數百億元,烏克蘭方面則直接宣布對中國企業和個人進行制裁。
實際上,只要是和航空發動機有關的事情就沒有小事。在國內的社交媒體上,關于航空發動機的討論歷史遠比芯片話題要悠久得多。兩者的重要性,也根本無法相提并論。中國航空發動機的故事,至少從2000年前后就已經是中國科技和軍迷圈子里的日常話題了。以至于只要談到中國飛機,就必然有人說發動機不行;談到發動機的問題,就必然有人說材料不行。
這種討論熱度直到殲-20出來之后才逐漸降溫,但仍然有相當大的市場。
航空發動機的戰略價值
有句話說得好,“航發無小事”,主要是因為航空發動機屬于“戰略級”產品,其相關的技術也具有“戰略級”的重要性。這個“戰略級”,體現在政治、經濟和軍事3個方面。什么是“戰略級”?那些能讓小國變大國、弱國變強國、棋子變棋手、病夫變英雄的東西,就是“戰略級”的東西。這些東西包括但不限于原子彈、航母艦隊、隱身轟炸機、洲際導彈,以及航空發動機。
首先,我們算算航空發動機的政治賬。
根據《中美貿易協定》,中國2021年應當從美國進口超過2000億美元的產品,而其中占絕大多數的是工業制成品(manufactured goods)(見圖3-13-1)。而在工業制成品之中,我們能買到且價值最高的就是波音公司的客機。其實,客機我們已有前文提到的C919,但它的發動機問題卻始終懸而未決。國產的CJ1000A(長江1000A)型發動機遲遲沒有進入量產,于是C919也不得不依賴于美法合資公司CFM提供的發動機。
中國是美國飛機的最大進口國,美國向中國出口的第一大產品就是飛機和發動機。由于C919還沒有完全進入實用階段,我們仍然處于“依賴進口”的狀態。而如果中國有了自研大型客機和發動機的能力,那么我們在相關談判的時候就會更有底氣。
政治賬算完了,我們再來算算經濟賬。
根據北京航空航天大學校長、中國工程院院士徐惠彬的介紹:未來20年里,中國需要5000~6000架民用大飛機。如果完全依賴進口,將花費超過1萬億美元——這筆錢如果拿到今天的市場上,足夠把波音、空客打包起來買4次。注意,如果要進口外國飛機,就要用美元來結算,那么就一定會動用國家的外匯儲備,而今天,中國的外匯儲備一共也就3萬億美元出頭。咱們這么多年攢下來的家底,去外國收購點油田、礦山這樣的不可再生資源不是更好嗎?
能獨立自主地生產航空發動機,除了能省錢,更能賺錢。
以美法合資的CFM公司LEAP-1C發動機為例(它也是C919的“候選”引擎),其單臺價格在1450萬美元左右,賣出一臺LEAP-1C等于賣出了1.8萬臺iPhone12。而LEAP-1C的全球訂單總量在2018年的時候就超過了2萬臺,相當于賣出3.6億臺iPhone12——這比蘋果手機部門10年的銷量總和還要多。
所以,如果我們也有這樣一家能夠在國際市場收割訂單的航發公司,那么相當于我們又多了幾個華為、小米。
經濟賬算完,我們算算軍事賬。
眾所周知,現代戰爭的主戰場已經從陸地轉移到了海洋和天空——典型的例子就是海灣戰爭——奪取了制空權的美軍,能夠在任意時間和任意地點將精確制導炸彈丟在伊拉克軍隊頭上。由此,這場戰爭不再是勢均力敵的較量,而是成了一邊倒的“攻擊表演”。現代戰爭的精髓在空戰,空戰的核心是飛機,而飛機的命門是發動機。
因此,能獨立設計和制造航空發動機的國家,往往也是能夠獨立設計、制造戰斗機的空軍強國。在高科技戰爭中,如果一方的裝備可以獨立自主,而另一方的裝備只能靠進口,那么戰爭的結果其實在宣戰之前就已經注定了。
我們的確可以買到先進的裝備,但我們沒辦法買來一場勝利。目前,在美軍戰斗機群中,三代機和四代機平分秋色。而我軍盡管也有經費方面的考量,但高端軍用航空發動機的產能問題對中國空軍和海軍航空兵裝備的更新換代也有很大的影響。如果我們能夠有更大的發動機產能,那么裝備更新換代的速度也必然會加快。所以,為了獲得戰場上的優勢,我們必須有獨立自主設計、制造高性能航空發動機的能力。
航空發動機雖小,但它和光刻機一樣,反映了一個國家制造業的天花板。航空發動機和光刻機我們都造得出來,那別的東西我們只要稍微用點心思也肯定能造出來。這等于明確地告訴對方——不要逼著我買你的產品,逼急了我自己造,你一分錢都賺不到——這也就是為什么在國際政治、經濟的博弈中,光刻機、航空發動機、科技產品和生產它們的廠商往往也扮演了很重要的角色。
因此我們說,航空發動機具有“戰略級”的重要性。
航空發動機的研制困難,來自它特別的要求:在極端的工作條件下,滿足極端的安全性。如果是民用的客機發動機,還要考慮噪音、壽命和油耗問題,也因為如此,民航客機發動機的技術研發難度實際上要比戰斗機引擎高得多。
現代噴氣式飛機的發動機工作條件有多極端呢?以航空發動機渦輪葉片為例:戰斗機發動機渦輪葉片面對的溫度,最高可以達到2000攝氏度,民航客機發動機渦輪葉片面對的溫度,一般也都達到了1700攝氏度——這還不是最嚴酷的要求——畢竟,我們還要保證發動機葉片、軸承在這樣的高溫之下可以長時間穩定工作。
除了高溫,發動機內部的渦輪葉片還在以每分鐘數萬轉的速度高速旋轉。高速旋轉帶來的是超強離心力,葉片末端甚至要承受其自身重量1萬倍以上的離心力的撕扯,并且由于發動機必須持續工作,這種撕扯也必須持續數個小時。
如果用不銹鋼作為葉片材料,且不說重量問題,不銹鋼葉片在1400攝氏度左右就會開始熔化,到了1700攝氏度的時候,早就已經液化了。如果同時還施加了超強的離心力,那么整個發動機就會瞬間解體爆炸。
為了解決這個問題,人們就需要讓發動機葉片能夠抵御超高的溫度,同時還能抗住超強離心力的撕扯。這就對設計能力、材料、工藝的水平發起了挑戰。
首先,我們看看為什么設計能力這么重要。舉個例子:為了解決葉片散熱的問題,現在的主流方法是在葉片上鉆孔,學名叫作氣膜孔——通過孔洞里的空氣流通帶走一部分的熱量(見圖3-13-2)。
如果我是設計師,一連串的問題就朝我拋過來了:每一個葉片上要打多少孔?在什么位置打孔?打多大的孔?怎么打孔?更令人絕望的是,這些氣膜孔還不完全是筆直的,中間可能還會有一定的弧度或者傾斜角,那么到底應該用多大的弧度?傾斜多少角度?這些問題的解決方案可不是拍腦袋就能想出來的,每一個孔洞的位置、形狀、大小、深淺、角度都需要經過嚴密的計算、建模和試驗,光打孔這個問題就足夠讓幾代科研人員花費幾十年的時間來進行研究了。
航空發動機上有成千上萬個零件,幾乎每種零件都需要科研人員這樣前赴后繼式的努力。就算我們能夠利用“逆向工程”制造出一個完全一樣的發動機,也只能暫時和別人站在同一起跑線而已。如果我們不知道“為什么要這么設計”,那我們的技術恐怕只能停滯不前了。
再來說說材料問題。為了解決散熱問題,還需要一種特殊的材料——熱障涂層(thermal barrier coating)——用特殊涂層把葉片包裹起來,使葉片本身不接觸高溫。如果我是材料部門的負責人,那么接下來的問題足以讓我崩潰:什么樣的物質可以實現隔熱需求?怎么合成這種物質?葉片在高速旋轉,這種涂層會不會因為離心力而裂開或者脫落?
就算我們能從外國發動機的葉片上刮下一些碎片來進行研究,甚至就算我們有一大桶這樣的“涂料”,也并不意味著我們就能夠完美還原——可樂的配方就寫在瓶子上,也沒見誰能夠完美還原。——怎么把這種涂層涂在葉片上呢?一層有多厚?涂幾層?……當然這也肯定不是幾個老師傅拿著刷子就能搞定的,也需要專門的設備和技術。
光是想想這些問題,就已經能感受到它的難度了。除了涂層,葉片本身所用的金屬也有講究。面對1700攝氏度的高溫挑戰,現在英美航發廠商普遍采用鎳基合金來制造渦輪葉片,且還要輔助熱脹涂層和氣膜孔散熱結構。暫且不論打孔和特種涂層的事,就單單這種鎳基合金,就已經是純純的高科技產品了,全球從事高溫合金的廠商加起來不超過60家,且集中在中、美、俄、英、法五大常任理事國和德國、日本這種科技強國手中。
只可惜,即便是德國、日本這種擁有先進高溫合金制造能力的科技強國,如今也已經基本喪失了獨立設計和制造大型航空發動機的能力——哪怕德國在精密加工領域是世界領先,哪怕日本在鎳基合金領域的技術非常先進,但在航發領域,這兩位就像是兩個偏科嚴重的學生——一個科目考了滿分,其他科目直接交白卷。
其實德國和日本有不少企業能做出頂尖的航發零部件,比如美國、英國的很多款航發的渦輪和壓氣機(都是核心部件)都是德國制造的,但你要讓德國人自己整一臺航空發動機出來,不好意思,不存在的。
日本也嘗試過自己做整機,也造出了“F7”這種看上去很美的產品。但是在2013年5月,裝備4臺F7發動機的海上自衛隊P-1反潛機在空中居然發生了“四發停車”的罕見事故——F7發動機的真實品質瞬間就暴露了——4臺全部熄火的概率很低,但日本人居然“做到”了。
畢竟,全世界能夠獨立設計、制造靠譜航空發動機的國家,只有聯合國五常。在這個領域,我們即便在某些細分領域落后,最后總分排名也是世界前五。
設計并制造航空發動機”本身就是一個非常艱巨的任務。但對中國來說,各種制裁和禁運,讓我們的難度系數還要乘以2。不過,在經歷幾十年、幾代人的努力之后,中國軍用航空發動機水平已經僅次于美國和俄羅斯。各類技術相繼追趕成功,除了少數型號需要從俄羅斯進口,我們已經基本實現了軍用發動機的獨立自主。以戰斗機發動機為例,下一代國產發動機渦扇15的推重比在10左右,基本和俄羅斯土星公司的117S相當,已經接近號稱“最完美發動機”的美國F-135。
但在民用領域,因為要求更高且我國起步更晚,至今還沒有實際量產。在民用航空發動機的市場上,還沒有中國人的身影。不過,目前我們自主設計CJ1000A發動機已經開始進行各種測試了,如果能夠投入市場,中國將成為“世界航發俱樂部”的新玩家。不過,縱觀新中國航空發動機的發展歷史,我們的確也走了不少彎路,犯了許多錯誤。技術上的成敗,是科學的探索;但管理上的彎路,值得我們警惕。
第一個問題就是研發體系不夠科學——在過去很長一段時間里,中國航空發動機的研發設計是從屬于飛機研發的。這樣做的好處很明顯:作為從屬于飛機設計的一個子系統,航發和飛機之間可以實現完美匹配。但問題是,那時中國的航空工業底子還很薄弱,研發發動機的時間遠遠長于研制飛機的時間,所以經常會出現“飛機等發動機”的情況。
以20世紀60年代、為H-5轟炸機升級而準備的渦扇5為例:1963年1月,渦扇5發動機設計成功,但由于葉片加工的問題,渦扇5直到1970年才試車,1971年才開始試飛。但很遺憾,隨著轟-5改進項目的取消,渦扇5發動機項目也被取消了。從西方的普遍經驗來看,發動機的研發本就是一件需要非常長時間的事情。隨著技術指標越來越高,對發動機設計和材料的要求也越來越高,研發時間直線上升。
由此可見,先進航空發動機的研發本來就是一件需要持之以恒的事情。所以,發動機的研究應當作為一個獨立的領域進行發展,而不能因為飛機項目的中斷而中斷——不同時代多個型號的飛機使用同一系列發動機的情況即便是在財大氣粗、技術先進的美軍之中也很常見。目前,這個問題已經得到了妥善的解決。我們成立了中國航發集團和航發動力公司來專門進行航空發動機的相關研制工作,這表明中國的航發研發和設計也已經成為一個獨立領域,不再從屬于其他項目了。在經過了“聚焦主業、瘦體健身”的改造之后,航發動力裁撤了很多和核心發動機業務無關的業務,航空相關的收入占比從2014年的55.98%上升到了2018年的85.33%。
第二個問題則是軍民融合不夠深度——出于保密和國防安全等需要,很長一段時間以來,中國航發從設計到制造都完全與民營經濟絕緣。航空發動機的零部件都是由軍工體系中各種以數字為代號的工廠負責制造的。而從全球范圍來看,歐美的大型航發企業都很重視軍民的協調發展。在過去,軍/民用發動機之間的銷售比值可達4:1,但如今,情形已經完全逆轉了。2017年,美國GE公司的民用航發收入是軍用部門的5倍以上。
由此可見,盡管隨著中國未來的發展,我們會有大批新式戰機入列,會給相關軍工企業帶來巨大的收入,但不論是軍工企業還是民營企業,如果現在不抓住機會深入研究航發技術,就很難吃到這波“民航紅利”。今天,在航空發動機領域,中國的軍民融合已經開始逐漸走入深水區了——軍工企業的技術開始在民用市場上使用,民營企業也承接了相當一部分的軍用訂單。
在航空發動機的研發歷史上,和中國最為相似的其實是美國。盡管當年美國有著比中國領先一個時代的工業基礎,但中美兩國幾乎都是在仿制別國產品的基礎上掌握了獨立生產可靠的噴氣式航空發動機的技術。
后來,美國人成功地從“仿制者”蛻變成為“創造者”——以美國普惠(Pratt&Whitney)公司為例——盡管手中掌握了英國羅羅公司發動機(其實就是勞斯萊斯)的生產許可,但普惠公司認為一味地生產別人的產品沒有前途,也無法給自己提供技術優勢。于是從1946年開始,普惠投入巨資進行研發,拼盡全力解決技術問題,追趕競爭對手。當時,最先進的噴氣式發動機的推力大概只有5000磅,普惠卻把自己的目標定位在10000磅。在經過5年的研發之后,普惠公司率先提出了劃時代的雙轉子方案,并于1951年推出了美國第一款推力達到10000磅的發動機——J57。
我們將美國發動機廠商視為競爭對手、視為追趕的目標,不僅要承認對方的技術優勢,也應當對對手表示敬意——我們的科研人員為了發動機奮斗了60多年,很不容易,但同時,美國人又何曾停下腳步呢?中國航空發動機一路走來,在最近的10年里,才終于進入了一個高速發展的軌道。對于航空發動機這樣的艱巨項目、龐大工程,它不僅需要先進的技術和科學的管理,有時候甚至還需要藝術家們所渴求的那種“靈光一現”。
北京航空航天大學的高歌教授年輕時候一直在青海沙漠地區的秘密基地工作。在沙漠地區,新月形狀的沙丘幾乎隨處可見,但他發現了沙丘的奇怪特性——無論如何強勁的風暴,沙丘的形狀永遠都是新月的樣子。于是,他從流體力學的角度開始了研究,用物理學和數學的方法解釋了沙丘保持穩定的秘密,而后又將這種原理用在了航空發動機的火焰穩定器上,發明了“沙丘駐渦火焰穩定器”,極大地提高了中國航發的燃燒效率和火焰穩定性,極大地提高了國產航發的合格率,這項發明也在1984年獲得了國家科技進步一等獎,錢學森都對此贊不絕口。
其實,中國航發一直都在進步:之前我們提到的熱障涂層,其性能已經達到了世界先進水準,和歐美廠商產品的性能不相上下。甚至在20世紀60年代,我們領先于蘇聯,率先制成了更適合散熱的空心葉片。
1954年8月16日,在湖南株洲的一家小工廠里,我們第一次在蘇聯老大哥的幫助下制造了自己的第一臺航空發動機,盡管是一臺早已落伍的活塞螺旋槳發動機,但也終于終結了我們沒有自己飛機發動機的歷史。科學,的確沒有捷徑可走,有的只是勤奮、付出、對規律的尊重和偶爾的靈光一現。我相信,中國航發在未來的某天必然能夠擁有我們現在所期待的那種強悍性能,但如果要從跟隨者變成領軍者,那么就要做好付出更多、犧牲更多的準備。
航發領域,中國整體呈現的是“軍強民弱”的格局——軍用航發自給自足但民用航發仍然長期依賴于國外。這種依賴不是百分之幾十而是百分之百,中國民航正在使用的客機的航空發動機,不論是進口的空客A320、波音737還是國產的C919、ARJ系列支線客機,都要依賴所有進口。假如進口航發被切斷了供應,中國上到C919下到ARJ,所有的民航飛機的生產都必然終止。如果這一天明天就來,那么中國民航企業和大飛機廠商將遭遇重大的危機。但如果國產航發服役,那么這一天大概率將不會到來。
在這個關頭,國產航發能不能頂上,恐怕需要看時間。目前,國產的CJ1000A發動機仍然處于測試階段,估計會在2025年之前獲得國家認證并使用,取代進口的LEAP發動機。
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