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

晨枫

首载西西河

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  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。

Planes of Fame AirShow 09 上的零战 A6M5,居然是原装中岛 荣 21 发动机,可飞状态

  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。

因为“海盗”特有的声音,日本人称它为“死亡哨声”,这是由于飞机散热器进气口造成的。图中的飞机是 VMF-124 中队 Gregory Boyington 少校的 F4U

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。

X-1 试验飞机作为人类历史上一种划时代的飞机,不仅仅是因为它的速度超过了音速,也是因为它是世界上第一种纯粹为了试验目的而设计制造的飞机

  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。

美国空军“雷鸟”飞行表演队使用的是 F-4E 型,在经过 5 个表演季之后被 T-38 取代,而原因是 F-4 油耗太高。F-4 作为表演用机是合格的,它又大又沉,动力充足。J79 引擎在菱形编队时发出令大地颤动的撕吼,在当时,没有表演机可以象"鬼怪"这样展示出美国强大的制空力,也无法发挥出如此令人难忘的震撼力

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