主题：【原创】它山之石，可以攻玉（上） -- 晨枫
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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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。
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晨大的文章真是好宝贝！
我说的下一代战斗机不是指四代机（F22，F35），是指五代机。
一方面美帝是唯一的四代战斗机拥有者，遥遥领先，可以从容不迫的进行下一代战斗机预研。
一方面中国的四代机虽然还都没首飞，但是为了不步步落后，也超前进行了一些预研，做了一些技术储备工作。
四代机之后的战斗机是什么样子，甚至空战模式是什么样子，尚未定论。一种意见认为是无人机的天下，一种意见认为是亚轨道轰炸机空天飞机之流，还有人看好搭载激光发射器电磁炮之类梦幻武器的空中堡垒。
无人机前段时间好像有成飞的山寨版全球鹰视频流出，虽然这个还远不是下一代无人战斗机的样子（应该是和全球鹰的用途相仿，用于战场实时侦查），但至少说明我军工在这方面也下了不少力气。
网上还有种种流言说国内在研究神字号神秘飞行器之类的。是否确有其事，我也不敢说。我唯一敢肯定的是在这方面国内动手并不晚，起码当年我在学校的时候，给我讲空气动力学专业课的老师，一不小心透露出，我们学院的xx院长正在做亚轨道飞行器的课题，好像已经做的有点成果了。
没有可靠的信息表明中国取得了航空动力系统突破。现状是，中国刚刚开始先进航空动力系统的批量生产化。比如涡扇10。
在没有革命性的动力系统突破或者降低要求，在没有国产先进动力系统大批量投入使用以前，必须降低对下一代国产军用航空器的性能展望。
晨大写的军事类帖子都很耐看：）
我当初就是追你写的《米格的天空》追到西西河的
太行在完善的同时，下一代涡扇发动机也在搞，ws-15的核心机早就搞定了
就是不知道能不能赶上四代机首飞，有点悬，估计最后还是要用太行改
谢谢：作者意外获得【通宝】一枚
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过瘾, 过瘾. 写这么多文章挺花时间的, 晨大最近休假?
才使得美国科技进步加快？
中国也可以大力引进外国智力，那么多外汇储备有地方花了。