主题：【原创】它山之石，可以攻玉（上） -- 晨枫
家园 【原创】它山之石，可以攻玉（上） 应朋友之邀写的，有些日子了，在这里贴出来吧。
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它山之石，可以攻玉
- 美国航空工业在二战后起飞的经历对中国的启示
美国是飞机的诞生地，但美国航空技术曾长期落后于欧洲，直到二战后才一跃而领先于世界，至今依然雄踞世界航空技术之巅。这其中的经验和教训值得中国这样的后起航空国家深思。
一、先发而后至的尴尬
20世纪初，美国的工业和科技基础还不及欧洲老牌强国，莱特兄弟发明飞机之后不久，航空技术的桂冠就被欧洲拿过去了。在第一次世界大战中，美军不多的飞机都是欧洲设计，比如战斗机就是法国的SPAD S.13和Nieuport 17。在两次大战中间的20-30年代，欧洲航空技术继续领先，尤以德国和英国为突出。美国虽然在1915年组建了国家航空咨询委员会（NACA，今NASA的前身），也发明了发动机围护罩和变桨距螺旋桨，但美国航空技术甚至落后于日本，以至于珍珠港事件时，美国没有能在技术上超过日本“零”式的战斗机。
二战期间，新型美国战斗机开始赶上世界航空技术先进水平，共和P-47成为二战中产量最大的美国战斗机，北美P-51“野马”被公认为二战中美国最优秀的战斗机，格鲁曼F6F“地狱猫”使美国海军终于有了超过“零”式的战斗机，沃特F4U“海盗”直到战后还维持生产了一段时间，在1969年萨尔瓦多和洪都拉斯之间的“足球战争”期间还发挥了一把余热，打了最后一场活塞式螺旋桨战斗机之间的空战。但勿庸讳言，战时美国航空工业是以量取胜，在航空技术上依然没有达到世界前沿。为了使战时生产更加高效，美国政府甚至精选了少数型号，指令各飞机公司跨公司集中生产标准化的飞机，在一定程度上甚至抑制了各公司对技术前沿的追求。即使相对于在技术上停滞不前的日本“零”式战斗机，美国也是到1943年才积聚起足够数量的P-38、F4U和F6F，在太平洋战场上压倒了“零”式。相比于德国、英国航空技术在战时的进一步发展，美国航空技术的落后更加明显。
二、量变促质变
然而，战时生产使美国航空工业摆脱了战前的作坊式经营和一盘散沙的单兵作战形式，而成为科学管理、分工协作的大企业，形成分散协调的网络式整体，由此而来的研发组织、物流生产管理体制和巨大的产能，使美国航空工业拥有了前所未有的规模和组织优势。在战后美国巨大的经济实力支持下，加上政府-工业界在航空技术前沿的高效合作，美国航空工业转入了系统对抗的时代，不光在研发上达到高效，在将新技术转化为新产品上也达到高效，这是战后美国航空技术获得爆发性发展的组织基础。
二战结束时，德国和英国的喷气技术引发了一场航空技术的革命，但德国在这场革命方兴未艾的时候就早早离开了舞台，英国由于国力衰竭，也无力倾力推进航空技术的前沿。美国在膨胀的经济实力和缴获的德国技术的推动下，这个时期的X飞机计划数目超过了战后60年所有X飞机计划的一半。用时间和金钱堆出来的实干突破了很多有前途但很粗糙的先进技术，美国航空学术的思想也空前活跃，使美国在先进航空技术实用化和制定未来的技术方向的路上走在了最前面。雪球开始高速滚动。这是战后美国航空技术获得爆发性发展的时代条件和技术基础。
现在的中国航空工业依然没有战时美国航空工业的产能或者相对规模，但中国的一般工业发展已经达到了相当的规模，积累了大工业的研发管理、生产管理、物流管理的经验。中国经济也达到了一个历史性的高度，这是中国航空技术在未来几十年内获得爆发性发展的物质基础。当然，物质基础只是必要条件，不会自动转化为现实。发展的实现还要靠有效的技术开发路线。
在通常的谈论中，科技是混为一谈的，在本文中，科研和技术开发也常常不加区分，但科学研究和技术开发是有本质不同的。科学研究的本质是从已知向未知的探索，这其中有不懈努力的因素，也有不小的机缘的因素。相对论不是花大投资就可以发现的，冷聚变到现在依然是一个虚幻而不可捉摸的目标。技术发展则是从给定问题寻找解决方案，对其中机制的理解并不是先决条件，只要解决方案切实可靠就可以，知其然是主要的，知其所以然更好，但并不一定必要。在牛顿力学发现的千年之前，人们已经在建造房屋、桥梁、车辆，这就是科学和技术的差别。
航空技术是现代科技中比较“讲科学”的，但依然有很大的摸索成分，很多问题没有办法做可靠的理论计算，只有靠风洞、自由飞模型或者实际飞行来验证假设和发现问题。在速度、高度、机动性不断突破已知极限的情况下，更是这样。现代计算机辅助设计常常被吹嘘的神乎其神，其实需要很多经验参数，而经验参数的得来和适用条件依然靠风洞、自由飞模型或者实际飞行来确定。
战后美国航空技术获得爆发性发展的物质基础是众多的型号研制，包括大量的纯科研性质的X飞机。X飞机是美国的独创，在此之前，飞机设计都是围绕着型号和眼前的需要进行的。X飞机超越了一时一机的具体需要，在1945年到1995年之间，美国共研制、投产了223种飞机，包括军用、民用和实验型飞机，另有341种主要变型。这些项目中包括战斗机106种，主要战斗机变形171种。1945年到1960年的美国航空技术起飞期包括了所有战后军用飞机项目的过半和近70%的战斗机项目（包括和战斗机有关的X飞机项目），极大地促进了技术的进步和经验的积累。美国航空技术从60年代开始，居于世界航空技术无可争议的领导地位。中国在航空技术上是后来者，这种实干出来的积累是中国航空技术发展的必由之路。
当然，实干不等于蛮干，数量不等于质量，但没有一定数量基础的质量是不现实的。在摸索的过程中，会走一些弯路。在追赶世界先进水平的路上，需要更多的实际上不是探索，而是验证。这个过程可以有的放矢，较少无用功。但到了接近世界前沿甚至超越之后，“失败乃成功之母”就是更常见的情况。美国海军的沃特F7U采用缴获的德国思路，采用超前的无尾布局，但由于缺乏对这一全新技术的深刻理解，设计上有很多技术问题没有解决，投产后有1/4损失于飞行事故，仅使用8年就退役了，是早期喷气战斗机的一个失败的典型。但康韦尔（后通用动力，现并入洛克希德）克服了XF-92的动力不足和F-102的系统性能不足问题后，推出了号称最优秀的截击机F-106和第一架超音速轰炸机B-58，占50年代世界航空技术的领先地位。航空科研不是巫术，只要方向对头，知其然是可以用时间和金钱堆出来的。如果有发展航空技术的决心，就要有用时间和金钱堆出一个航空技术基础的胃口。中国的经济实力已经今非昔比，这已经是可以做到的了。
实干的另一方面是经验的连续积累，稳健的长跑比断续的冲刺最终跑得更远。搞大型工程项目和拍电影一样，完成之日就是遗憾之时，遗憾的是如果重来一遍，可以把很多地方做得更好，而不必像现在这样将错就错。紧接着再搞一个同质但更进一步的工程，这是积累经验、规范研发过程的最好时机。现代战斗机是一个很昂贵的系统工程，不大可能随便就再搞一个。但连续研发、渐进拓展处于技术前沿的研究机，这不光可以提供必要的预研和技术储备，还是一个很好的保持研发团队势头和积累经验的做法，非常值得考虑。
三、技术主导和战术主导
“只要方向对头”是实干结硕果的一个前提，做到这一点并不容易。技术方向当然是战术和技术的有机结合，但在不同时期，技术方向常常有不同的重点。在和平时期，常常是技术引导战术，技术发展作为技术方向的主要动力；在战争时期，常常是战术引导技术，战术要求上升为技术方向的主要动力。在战后到50年代末，冷战打得如火如荼，但大规模战争没有爆发。这一时期，航空技术以动力、电子、气动、材料为引导，追求速度、高度、爬升率等硬指标。60年代后，美国深深卷入越南战争，战争实际指明了单存追求速度、高度、爬升率的做法的局限性，航空技术除以涡扇为代表进一步发展动力外，转向以航电、武器系统综合的方向，追求机动性、多用性等实战性能。进入70年代以后，技术再次引导，隐身、超音速巡航成为主要追求目标。
技术引导可能脱离战术需要，事后诸葛亮是容易做的，但是站在技术前沿，常常会被眼前的种种可能所迷惑，最闪光的道路不一定是通向光明的道路。美国空军在50年代对速度和高度的追求导致了超出实际的双三（三倍音速、三万米升限）要求，最后证明成本太过高昂，实战价值有限，除了SR-71侦察机和下马的XB-70轰炸机，不了了之了。美国空军还沉迷于全自动截击，从目标截获、识别到武器释放、战果核实，全程自动化。作为一个“降级”版本，新研制的“鬼怪”式战斗机取消了航炮，只装备导弹，后来只得临时加装航炮。越南战争实际表明，这种纯技术思维离战场实际太远，导致了60年代中到70年代中战术引导技术而设计的F-15、F-16、F-18这一代新型战斗机。当前的主要技术潮流是隐身和超巡，但美国空军在这一次明智地选择了性能相对均衡的F-22而不是隐身和超巡更优秀但机动性可能有所欠缺的YF-23。
美国正深陷在阿富汗和伊拉克的反恐战争，美国陆军和海军陆战队为兵力部署捉襟见肘而焦头烂额，但美国空军和海军航空兵相对处于比较被动的战场支援地位。一方面，在地面的步兵分队尚且不能挖出无孔不入的游击队，远在万米高空的战斗机又如何能做到？在另一方面，要求作战飞机更加适合战场需要，把重点从隐身突破和远程打击转移到战场监视和近距火力支援的呼声越来越高。美国国防部长盖茨明确要求美国空军加强发展长航时无人作战飞机，这有可能给美国战术飞机的采购和发展带来一个引人注意的转折。说不定越南战争后战斗机设计中战术引导技术的现象会重演。
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家园 有一个重要的客观条件还存在问题 就是民用飞机的市场。
家园 能不能具体点？ 中国现在的民用飞机市场也很大啊。
- 复 能不能具体点？
家园 可能比落后国家大，但是比发达国家小.... 别的不说了，今年年初北方大旱，农民竟然没有积极性搞灌溉....怎么可能花钱买飞机呢？
发达国家小飞机和地方性机场极多，民用市场很大程度上能够分摊飞机相关研发、测试和培训的成本，军方自然就舒服很多。比如说，人多飞机多，飞行培训之类的软件行业也就能够健康发展，中国国内这方面如何？
军用方面，人民解放军就是保卫一下人民，不出门。美欧全球伸手，总飞行时间在那里摆着呢。
当然，这和欧美的能源成本低廉也有关系...越扯越远了
家园 如今民机和军机的差别已经很大 所以苏联可以整出第一流的军机，但民机就不行。苏联的民机保有量可是一点不低哦。民机市场早已不能分摊军机研发，军机成果也对民机无助，这就是现在航空的状况。
家园 高推重比的发动机 应该可以慢慢普及到民机上吧？
- 复 高推重比的发动机
家园 核心发动机可以，但整机不行 战斗机发动机的油耗民航受不了。
家园 抬个小杠： 军用运输机和民用货运飞机通用性应该是很强的吧？
还有民用客机改型为军用加油机之类呢？
绝大多数都是从你的帖子中看到的
花上。
- 复 抬个小杠：
家园 嘿嘿，这个小杠很容易“掰” 军用运输机和民用运输机的要求不一样，两者的通用性其实很低。军用运输机要求野战机场起落性好，外场装卸迅捷；民用运输机要求的还是经济性，没有什么野战机场起落的要求，装卸的快捷要求也远远低于军用。看看世界上最大的两家以货运为主的航空公司吧，FedEx和UPS用了多少C-130、C-141、C-17？一架也没有！都是改装的民航客机，用侧门装卸。
加油机的情况比较特殊，西方（主要是美国空军）不担心跑道不足的问题，用民航客机改装。尽管如此，西方数量最大的KC-135不是从B-707改装的，而是倒过来，B-707是从C-135发展过来的，不过这是另外一个话题了。苏联用的是伊尔-76改装的。
家园 我说的分担成本是基础性的 比如机械设计和制造，材料，气动仿真等方面。
另外民机里面有大客机，也有单人撒种子撒农药的小飞机。你说的是客机吧？
军机培训成果——飞行员，绝对可以用于民用。不过目前国内客机驾驶员竟然不足...说明资源还是有限。如果中国搞上几架航母整天操练，长期看可以解决客机驾驶员的问题：）
家园 即使在基础上，可以分享的也有限制 军机大规模使用的复材和钛在民机上就极少使用（B787是一个例外），两者在大小和可靠性上的差别使设计考虑上有很大的不同，气动仿真和尺寸和速度的关系更大，有些假设可以用于小飞机、低速飞机，但不能用于大飞机、高速飞机。
民机的难点在于大客机，撒农药的小飞机没有什么难点，只有成本控制问题。
美国也缺民航飞行员。按军机飞行员和民机飞行员的比例，中国可能还高于美国。