主题：【原创】它山之石，可以攻玉（上） -- 晨枫

四、公司科研和国家科研

美国的飞机公司一直有科研的传统，各自为战的公司科研有自主创意的灵活，更是技术储备的根本。但公司科研在本质上是“自私”的，是不共享的，也是可能和空军的发展思想不尽相符的。美国海军的航空技术在传统上比较保守，通常落后于美国空军，但美国海军在武器科研上常有神来之笔。因此美国的政府航空科研主要由美国空军和NASA两大部分组成，空军科研注重实战需要，NASA更加超前。战后美国航空技术的发展是和NASA、空军、公司的三结合机制分不开的。

美国的第一架超音速研究机X-1是NASA和美国空军联合设计的，只是委托贝尔飞机公司制造，实际上没有多少贝尔的东西在里面。道格拉斯X-3研究机的试验数据在美国空军的命令下向全美国的飞机公司公开，洛克希德F-104的短梯形翼就是基于X-3的成果。美国空军在50年代就开始电磁特征的理论计算，洛克希德“臭鼬”工厂的间谍飞机从U-2、SR-71时代就开始使用这些成果，并在此基础上在隐身研究上卓有成就，以至于成为40年后重登战斗机王座的资本。诺思罗普在隐身技术上自研有得，在参加DARPA（军方的科研领导机构）的项目后起飞，以后成为B-2的基础。变稳、线控、压缩升力等都是NASA和空军主持发明的，变后掠翼也是在NASA主导下由贝尔和格鲁曼首先探索的。

中国缺乏NASA这样具有对国家航空科研总体规划和执行机能的国家航空科研领导机构，有的只是各种测试中心和分散的高校科研，而公司科研是科研试飞的主体。这虽然有助于公司积聚技术，但不一定有助于尽快推广前沿技术，迅速提高行业水平。高校善于理论研究，但各自分头和公司协作，效率也很低。相反，如果由“中国NASA”在高校和公司之间起到桥梁作用，领导、组织基础科研和科研试飞，公司积极参与，成果在沈飞、成飞、洪都、贵航等公司之间无偿推广，上可以凝聚高校科研力量，下可以打破企业惯性，刺激进步，加速发展。企业为了提高竞争力，只有进一步发展自己的杀手锏，促成良性竞争循环，形成“中国NASA”和公司的鱼骨-鱼刺式科研体系。参与“中国NASA”科研的公司虽然有转移技术的义务，但先走了一步，还是有利的。

美国空军是美国航空科研三位一体的另一位。美国空军的主要科研中心包括在佛罗里达的埃格林空军基地的试飞中心，但更重要的是俄亥俄的赖特-派特森空军基地的研究中心。战后对于德国航空技术的评估大多是美国空军作的，从这些技术评估中总结的技术趋势对50年代的美国航空科研起到指导作用。超音速巡航的理论研究和实战价值评估以及隐身的理论基础也是美国空军作的。但美国空军科研最出名的成果是能量机动理论。美国空军少校约翰伯伊德是空战格斗的好手，他错过了朝鲜战争，但在内里斯空军基地做对抗演习教官的时候，赢得了“40秒钟伯伊德”的名声。他和人打赌，可以让对方在6点钟方向上先咬住他，然后他在40秒钟内反客为主，把对方咬住。在内里斯的几年里，他一次也没有输过，通常十几秒钟就把对方搞定。他在内利斯编篡的空战手册至今依然在各国空军中使用。他在大学进修航空理论时，结合空战实际，思索战斗机制胜的科学原理。他突破了转弯速率的老观念，提出单位剩余能量的概念，进而提出能量机动理论。能量机动理论不仅可以定量地对比两架战斗机在整个飞行包线里的机动性，还可以定量地根据敌我机动性的差别，优化空战格斗战术，甚至定量地对尚在分析设计中的未来战斗机在飞行包线里的薄弱环节进行分析和指出改进途径。能量机动理论最终导致F-15、F-16、F-18的出现，其低翼载、高推重比的设计不是简单地追求技术性能之最的结果。

公司科研是三结合机制中另一个不可缺少的一部分。公司科研包括航空技术中结合生产实际的部分，如新技术的产品化、制造技术、生产和物流管理、子系统技术等。即使在“纯航空技术”上，公司科研同样有巨大的作用。康韦尔通过美国空军接触到德国的无尾三角翼技术，但这只是在原理阶段，很多具体问题并没有解决，所以有后来沃特F7U失败的事情。康韦尔从眼热心跳到驾轻就熟，逐步研制了XF-92、F-102、F-106战斗机，和B-58轰炸机，在50年代同时在战斗机和轰炸机中领导双二（两倍音速、两万米升限）。洛克希德获得军方的电磁特征理论研究成果后，在隐身的实用化上达到巨大成就，在今天几乎一统美国战斗机的天下。格鲁曼和NASA合作变后掠翼的经验使其获得海军型通用动力F-111B的次级承包商地位，在F-111B下马后，这成为获得F-14研制合同的资本。

五、后来可以居上

美国航空科技发展史的另一个启示就是后来可以居上。这不光指美国航空工业在二战之后整体性的爆发性发展，还指美国诸多飞机公司的兴衰。二战之前，尤其是双翼机时代，寇蒂斯和波音占据美国战斗机工业的榜首。二战前后战斗机技术的迅猛发展使寇蒂斯迅速落伍，滑进了历史的尘埃。波音由于专注于轰炸机，也脱离了战斗机领域，虽然此后几十年一直试图返回，并在TFX计划（最终导致F-111）、LWF计划（最终导致F-16）和JSF计划（最终导致F-35）中几乎出线。康韦尔在战时（当时称Consolidated）只制造过B-24轻型轰炸机，没有研制战斗机的经验，但战后依靠对符合高空高速需要的无尾三角翼的掌握而脱颖而出，领导潮流，一直到通用动力被洛克希德购并。麦克唐纳是战前在1939年刚建立的，在二战中为美国海军小打小闹，是美国海军不愿意打搅忙于战时生产的格鲁曼才找上它研制第一代美国海军喷气战斗机的，但此后一路发展，从F-4“鬼怪”式时代开始遥遥领先美国战斗机界的同行，而海军对低空低速操控的要求使麦克唐纳对战斗机机动性有独到之功，成为F-15成功的基础。但洛克希德的道路最为曲折，二战前夜的P-38是当时美国最先进的战斗机，双发，具有高速、远程能力，派它去打下三本五十六的座机不是偶然的。但战后洛克希德屡屡在战斗机竟标中落败，唯一入选的F-104也不受美国空军好评，只订购了相对较少的数量，主要用来出口了。但通过U-2到SR-71积累的间谍飞机经验使洛克希德在隐身方面脱颖而出，首先拿下F-117，继而拿下F-22和F-35。

这个大大简化的战后美国战斗机公司历史说明了一个有意思的问题：在技术稳步改进阶段，对战斗机的设计经验最为重要，后来者很少有机会脱颖而出；但在技术发生革命性变化的时候，公司对新技术的领会最为重要，这也是后来者脱颖而出的机会。F-15、F-16、F-18为代表的第三代战斗机在气动和发动机技术上没有革命性的变化，更多的是对现有技术的重组和优化，麦克唐克从F-101到F-4的累积经验远远超过只有F-104的洛克希德，通用动力从F-102到F-111的经验虽然不能直接用于F-16，但这是技术重组和优化的问题，两家赢得了制高点。诺思罗普从F-5时代开始就对轻型战斗机有独到之处，但对海军战斗机不熟悉，只有拱手把F-18的主导权交给麦克唐纳。但到了隐身时代，通用动力和麦克唐纳对隐身缺乏经验，在承包A-12“复仇者”攻击机的时候极大地低估了技术困难和造价，最终导致项目下马。以后在ATF计划（最终导致F-22）和JSF计划中落马，永世不得翻身。技术上精益求精是在经验主导时期的制胜法宝，而果断创新则是适应技术革命的必由之路。

但从失败者的经验来看，技术呆滞肯定是要被淘汰的。在二战中以P-47“雷电”式战斗机著名的共和飞机公司擅长重型对地攻击专用飞机，在50年代推出F-105“雷公”之后，再也没有赢得过任何战斗机竟标。在70年代推出A-10“雷电II”式攻击机后，再也无力在战斗机领域继续竞争，永远地退出了。当年生产P-47的厂房今天成为购物中心。技术上领先的公司也不一定总是能占据制高点，尤其是在技术方向出错的时候。北美飞机公司在二战中以P-51“野马”式战斗机著称，战后又推出F-86“佩刀”式喷气战斗机。这两种分别是螺旋桨时代和第一代喷气战斗机时代美国最优秀的战斗机。北美的F-100“超佩刀”式更是美国第一种超音速战斗机。但进入50年代后，北美沉迷于双三，研发XF-108战斗机和XB-70轰炸机，貌似牢牢占据了技术最前沿。但由于技术方向错误，XF-108和XB-70先后下马，北美从此一蹶不振，退出战斗机领域。在B-1之后，连轰炸机领域也退出了。依赖国家航空科研机构的技术转移也是一条死路，贝尔在NASA的技术指导下，首先通过XP-59计划涉足喷气推进，然后通过X-1计划首先涉足超音速，在X-5计划上首先涉足变后掠翼技术，但自创和后劲不足，这些先机相继丢失，很快退出了战斗机领域，日后反而在直升机领域卓有成就。

当然，后来居上的一个必要条件就是要有足够数量的飞机公司，否则无所谓先来后到。美国航空工业发展的经历表明，在同一个领域里，竞争是有好处的。竞争促进公司的主动进取和独立科研，竞争也使分散的公司科研和集中的国家科研形成互补，而不是形成依赖。90年代以来，美国航空工业已经几经改组，现在只剩波音、洛克希德-马丁和诺思罗普-格鲁曼三家了，三家的业务也不尽重叠，波音专业民航机和运输机，洛克希德专业战斗机和运输机，诺思罗普专业轰炸机。美国已经有很多人在担忧竞争的消失将导致技术发展的呆滞。三个臭皮匠顶一个诸葛亮，那三个诸葛亮就是天下难敌了。几个公司竞争同一个领域不是重复劳动，不同的团队对同一个问题一定有不同的理解，只有这些理解综合起来，才能形成一个立体的图画。同时，不同的思路也容易形成互相激励，避免同质和惯性。在某一个公司科研出现偏差的时候，其他公司也容易迅速形成替补。只有一个“最优”团队是难以维持持续的活力的。

六、中国如何赶超

在近期内，中国航空技术的主要任务或许还是赶超世界先进水平。在赶的过程中进行针对性设计的时候，决不能只盯着纸面的几个孤立的技术参数，必须弄清楚其背后的设计思想，这样才能理解其真实性能。别人倒不一定是故意要糊弄你，但要“概括性”地描述飞机的性能，只能用几个数据。要以此为针对性设计的依据，这就真是管中窥豹了。空军要是这么对航空工业提设计要求，而航空工业也是这么建立设计依据的话，画虎成猫就不奇怪了。

从战斗机技术而言，中国赶超的目标无疑是美国，具体来说是美国空军。但美国空军并不是“永远正确”的，在预测未来战场时，不时出差错。中国在“跟踪世界先进水平”的同时，既不能盲目否定，也不能照单全收，一定要头脑清醒，弄清楚为什么。当年谁要是跟踪最初的TFX，岂不冤枉？米格-23是所有米格中最平庸的，就是跟踪F-111的结果。

中国航空技术要赶超世界先进水平，但赶超包括赶和超两个部分，如果沉迷于赶而忽视超，就可能永远赶下去，而且越赶越迷惑。这是因为在距离相差很大的时候，首先赶的目标是已经成熟的技术，目标清晰。但距离很小的时候，赶的目标就是尚未成熟的东西，信息不全加上对方自己也在摸索，往哪里赶就成了一个问题。只有赶到一定程度，走自己的路，才能摆脱赶的被动。一个先进的设计，决不能仅仅在技术参数的“更”上做文章，一定要有先进的理念。理论结合实际永远不过时，F-15、F-16、F-18的设计理念是能量机动，F-22的设计理念是均衡的隐身和机动性。中国需要自己的伯伊德，既有实际经验，又有工程知识，只有这样，才能产生出真正有生命力的新理念。

它山之石，可以攻玉。美国航空技术从二战前的平庸，到二战后的爆发性发展，到60年代以后稳居世界之冠，这其中的道路是值得中国航空人回味的。