给战机一颗“中国心”

中国航空发动机之父吴大观口述历史

[编者按]吴大观(1916-2009)航空发动机专家。江苏镇江人。被誉为“中国航空发动机之父”。 吴大观为我国航空发动机的振兴发展做出了突出贡献。在他的领导下,制造出了涡扇5(ws-5)涡扇6(ws-6)涡轮风扇发动机,并为昆仑发动机和太行发动机的定型起了很大影响。本文节选自吴大观的口述自传——《我的中国心》。

1976年9月9日,毛主席去世了。9月底,我吃了药,稍微稳定了一些,部里说话了,要我去青岛疗养院疗养。我记得正好是“四人帮”倒台,到北京以后,部里安排送我坐火车到青岛,疗养了9个月,每天打丹参针,直到恢复了。

正好,那时410厂和430厂争斯贝,就斯贝发动机放在哪里干的事,放在沈阳干还是放在西安干,闹得不亦乐乎。其实应该是在沈阳干,但也有派性问题。斯贝发动机被江青列为她提的“蜗牛事件”中,认为这是修正主义路线、蜗牛事件、洋奴哲学等。要说条件,沈阳比西安好,但就这么一闹,闹到西安去了,闹得也是人手不够。

我是1977年9月离开青岛的,休养得差不多了,就要找工作。当时是王震副总理抓斯贝这个事情,他说,正好,西安430厂缺人,外文资料需要人整理,技术上也需要人。于是我就在1977年底到了西安430厂,当技术副厂长。那时中央对这个工作是很重视的,连吴仲华(中国工程热物理学家)也被请去参加筹划斯贝生产问题。

参加斯贝发动机的仿制生产

对斯贝发动机我是抱着很大希望的。在那个时候,斯贝是西方国家新的加力涡轮风扇发动机,是个很时髦的飞机发动机。现在呢?是落后了,推重比才5.05,结构很复杂,大家这么一批,好象这个发动机没有什么出息了。但实践证明,没有斯贝,就没有闫良的飞豹飞机。

我到430厂主要是跟英国专家搞装配、试车,专门搞质量,制造我不管。发动机制造出来,要搞考核、验收、持久试车。英国也先后派了六位专家来做考核工作,我们从英国专家那里学到不少东西,一个新的发动机制造出来以后,怎样进行长期试车?有什么要求?经过什么程序?怎么保证质量?资料比较多,学到不少西方的持久试车技术。

后来制造出三台合格的发动机,选出两台到英国去作试验、考核,在英国完成高空模拟试车、零下40摄氏度条件下起动试车,以及六大部件的强度试验、寿命试验,6000个循环的疲劳强度实验,结果都符合技术要求。双方代表签署了中国制造的涡扇9发动机考核成功文件。我们是1980年初到英国的,还有任加耕,我们工作组在罗·罗公司,我负责技术,他负责组织领导,在英国待了半年。

涡扇9发动机的制造成功,使中国在20世纪有了一台推力适中的加力涡轮风扇发动机,填补了一项空缺。

我们就是学,由于没有新机研制经验,很多不懂,学到不少东西。我们问了很多问题,他们也认真地教,可是关键的技术不告诉我们。但就是这样子,也比苏联过去给我们的东西多得多。现在看,买回来斯贝专利,缺乏的是如十六届五中全会所指出的“引进、消化、吸收后的再创新”,没有。我一直很反对(不这样做)的啊!不管怎么样,人家卖给我们的是制造权,而不是设计权。不能买苹果,把苹果树都买回去了,这是罗·罗公司的那位技术董事胡克先生讲的。他说:“你们中国人真厉害啊!买我们的苹果,还想要连苹果树都买走。苹果树嘛,那是另一回事。”这表明,我们早在30多年前就领会到了高新关键技术是难以买来的。

我们真的是想要搞出自己的发动机啊!

回国以后,大量的资料封存起来,试车台封起来了,没有任务了,以后停了八九年。按照合同,买了人家50台新的发动机,也放在仓库里,没有及时发挥作用。

1980年,完成整机仿制任务,1981年,国家批准用斯贝发动机MK202为燃气发生器改装成舰用动力装置。我认为,在没有吃透人家的技术前,我们这样做是存在问题的。我对吴仲华讲,这样是不行的,但他没有接受我的意见。后来在调试中发生涡轮叶片折断事故。

我曾经在1989年2月写的一篇文章——《论发动机预先研究与型号研制的根源关系》中,总结了对这个问题的看法:

“由于对斯贝MK202发动机的性能、结构设计技术没有消化吃透;对海军提出的过高的性能要求,在发动机上不采取措施;对发动机研制缺乏经验,对舰改设计工作的难点认识不足,把改进改型设计看得过于简单,不做艰苦的研究试验工作,光凭满腔热情。上马以后,就是工厂全力以赴,由于预研工作这个大缺口,研制过程中必然要碰上‘暗礁’,这也是必然规律。”随着吴仲华的去世,这件事也就不了了之了。

我还在另一篇文章《我国航空发动机发展的经验教训》里讲过米高扬和发动机设计师克里莫夫的故事,发表在1991年的《国际航空》杂志上。在我的《论文集》续编里也讲过一点,没有讲得太细。

喷气发动机的发源地在英国和德国,1939年、1941年那个时候,相差没有几个月就都搞出来了。第二次世界大战中,德国刚把喷气式战斗机搞出来,二战就结束了,美、苏抢走了德国的喷气式发动机的设计人员。后来英国搞出尼恩(Nene)发动机,将专利权卖给了澳大利亚、美国、苏联,还有国民党的中国——中华民国。参加购买的人中,在大陆有彭成一,他现在在南航当教授,还有一个是我们科技委的荣科。

同样地卖给几个国家,但结果大不相同。美国很快就搞出了佩刀式——F—80、F—86,它用的发动机就是从英国买去的罗·罗公司的尼恩(Nene)发动机。苏联是怎么搞的呢?当时苏联也存在发动机的问题,知道了英国刚打完仗,很穷,要出售这个专利,就想买。怎么批准的呢?是搞飞机的专家提出来的,给斯大林打报告,说我们搞喷气发动机存在问题,涡轮叶片的温度达不到要求,老是过烧,搞不出来。

于是,飞机设计师米高扬就和发动机设计师克里莫夫一起打报告,花了一笔钱,米高扬做团长、克里莫夫做副团长去英国买了这个专利。两三年内就仿制出了РД—45发动机,后来转为自行设计,把这个发动机放大,就搞出了ВК—1发动机(也就是我们后来的涡喷5发动机,为离心式压气机、单管燃烧室,带加力燃烧室)装在了米格—17飞机上。他们的飞机设计师,在发动机达不到要求的时候,和发动机设计师一起研究、解决问题。

但606所还是做了一些工作,在英国作六个部件的试验,英国给了我们一些强度技术的资料。选了606所的王通北、624所的刘大响同志到英国搞高空试车台,我们搞了半年,学到高空模拟试车的设备建设技术,有助于624所高空台建设。

编写发动机通用规范

1980年下半年,我从英国回来,主要是组织资料的整理。上级给了10万元人民币,由我负责,主持编写了《英国罗·罗公司斯贝(涡扇—9)发动机总装设计技术资料》、《斯贝发动机赴英高空台试验、部件强度考核试验结果技术资料》。

在完成了资料的整理、编写以后,我基本上就没有了实际的工作任务。1982年,我离开了430厂,按照组织的安排,到部科技委担任了科技委常委。

脱离了一线的实际工作以后,我有机会冷静地总结在基层研制发动机的经验、教训,分析研究设计工作的技术关键。在科技委,一个很有利的条件是可以接触大量的资料。那时,628所的资料室就在北苑,我经常去看资料。在科技委,我提议并组织编写了《涡喷、涡扇发动机通用规范》及《涡桨、涡轴发动机通用规范》。

我到科技委以后,可以静下心来了解一下国外发动机发展的情况,越看就越觉得我们落后了。

原来在沈阳的时候,在“文化大革命”后期,我恢复自由以后就了解到,美国针对发动机搞出了一个通用规范(MIL—E—5007D,MIL—E—87231USAF)。是作为普通的资料通过628所传过来的。在这个规范里,我发现了我们搞一项设计应该的搞法,一道道关口怎样把关,这是我们在发动机研制中存在的问题,而在他们的规范里作了规定。

1983年,我向部里提出要编制我们自己的规范,莫文祥部长批准了同意。以301所为主,从几个单位抽人,先学习、翻译,一步步地基本学通后再编写自己的规范。

规范规定,如果推力、耗油率达不到要求就不能通过,不能进行下一步。执行规范是有阻力的,所里同志说,我们现在还过不了关呢,你老吴在搞什么名堂!

我们就作宣传,到处去讲,在我们行业内某个厂参照了这个规范,研制设计工作取得了什么样的进展。

外国人也帮忙。当时608所在搞法国直升机的专利(海豚),他们买的是阿赫耶—1发动机,是Turbomeca——一个小发动机公司的。这个公司的专家来到608所座谈,讨论怎么搞发动机。外国专家问他们是根据什么规范?他们还莫名其妙,什么规范?结果我们搞规范的人说了,就是我们在搞的那个规范。这样一来,大家对这个规范有了一定的认识。

还有,当时组团到法国参观幻影——2000,作一个调查,发动机也派人去了,是410厂的副总工程师。在参观考察过程中,听到人家介绍说,我们的发动机是按照×××规范,所以我们的性能如何得到保证等。回国后讲起来,这也提高了大家对规范的认识。

当时还存在一个与军方关系的问题。这个规范照理说应该由军方提出。美国的规范就是军方制定的。而在我们搞规范的过程中,与军方是有矛盾的。例如,美国的MIL标准,1973年制定的要求是,两台发动机各作两个150小时的持久试车。我们开始建议用一台发动机作150小时的持久试车,军方不同意;改为用一台作两个150小时的持久试车,经过反复协调,最后才通过了。类似的情况还有很多。但经过努力,最终还是在1987年,经国防科工委批准,编号为GJB 241—87及GJB 242—87的国军标颁布试行。这个工作对我国发动机研制还是很有意义的。

另外,还在1983年组织编写了《航空发动机研究发展管理规定》,1987年,组织有关单位的专家、教授编写了《2000年的中国航空工业发展战略研究报告—第三分册,2000年中国航空动力》等。

航空工业为何不能满足空军和民航的需求

我到了科技委以后,北航请我去参加研究生的论文答辩。我在参加答辩的过程中,认真准备,认真学习。

后来北航办起了一个继续教育学院,主要是针对航空工业企、事业单位的高层领导和干部的。他们请我去讲课,我很认真地准备,去讲了几次。我想,不仅给他们讲发动机方面的知识,还应该给他们介绍这么多年我们在发动机研制中存在的问题,讲我们中国航空工业发展中的问题。我的希望就是,让我们的后来人了解我们走过的路,总结经验、吸取教训、振奋精神,走出自己的路!

在科技委的这20多年中,我在各种刊物上共发表了60篇文章,其中有航空发动机科研管理及经验教训方面的,还有发动机研制中的一些技术性问题探讨,也有国外航空发动机研制技术经验的介绍。

通过认真学习、思考,我在1998年归纳了“47年来我国航空工业尚有概念不清和需要统一认识的问题”,有以下11个方面。

1.在社会主义初级阶段,中国的航空工业应该怎样建设?

2.航空工业包括研究、研制、生产和使用四个方面的工作,不应掐头去尾,只搞生产不是航空工业的全部。

3.建设航空工业,所谓飞机是包括机体、发动机、机载设备、武器等各大系统,必须各系统全面发展,才是完整的航空工业。

4.航空工业是高技术产业,有知识密集、技术密集、资金密集的特点,需要国家列入国家计划,需要综合国力大力支持。

5.航空发动机的改进、改型是发动机研制阶段的一部分,没有基础研究、应用研究、发展研究的前提,改进、改型是不能持续发展的。

6.航空发动机的军用通用规范是为了保证研制质量,不是卡新机的脖子,它与适航条例又有诸多不同。

7.批生产发动机的持久试车与新机研制的持久试车有不同的持久试车规程,不应混用。

8.发动机的结构强度,从方案设计开始,就应该充分考虑,它与发动机研制的成败关系极大。

9.新发动机试制与批生产的制造方法各有特点,必须区别对待。

10.航空工业必须有雄厚的预先研究基础,才能有发展前景,在21世纪的,竞争激烈的市场经济时期尤其突出。

11.技术引进,必须经过消化、吸收、再创新,不能满足于照抄照搬。

在北航继续教育学院高研班讲课的时候,我说过这样的话:“在发动机行业40多年的研制工作中,已有一定的收获和成绩,但是,这种多年的落后局面不但未见扭转,而差距却越拉越大。人们都在探究其原因,初步认为,除了客观上,根据国家需要,中央方针政策中把国防重点从20世纪50年代中期就向‘两弹’转移外,我们主观上决策的失误,更不容忽视。”

我在《航空发动机》杂志2001年第1期上发表了一篇题为《对航空工业两个重大历史问题的思考》的文章,摘录如下:作为一名航空工业战线的老兵,我回忆航空工业建设50年的历程,发现两个有关航空工业发展决策的问题严重影响航空工业建设的进程和振兴:一是我国曾经未把航空工业技术列入国家高科技领域;二是航空工业要不要有强大的科研工作体系,预先研究在航空工业发展中占有什么样的位置。多年来,我对这两个问题感到困惑而不得其解。

笔者阅读了2月16日科技日报刊载的记者郑千里题为《王大珩让“863计划”光耀中华》的报道,笔者提出的两个有关航空工业发展决策的问题,王大珩院士在接受记者采访时都有阐述。受其启发,笔者现就这两个问题探讨如下。

一、 航空工业技术是否属于高科技领域。王大珩院士向记者介绍说:“‘863计划’,作为一个计划,它是在不断探索中不断加以完善的,是在滚动中得到发展的……航空过去一直游离于高技术研究与发展领域,现在大家达成了共识,航空在我国应有的高技术地位也得到了确立。”建国初期,1956年,国家制定了“12年科学技术发展远景计划”,对航空科研起了一定的推动作用。但是,据了解,实际上这个规划的重点是以“两弹”为主,对于航空科研并无实质内容。从那年以后,正像王大珩院士所描述的那样,航空过去一直游离于高技术研究与发展领域。王大珩院士用“游离”二字来形容航空多年的艰辛处境,寓意非常深刻。因为“游离”不与“排除”等同,是时有时无、若隐若现的状态。航空工业技术从它一百多年的发展历史来看,涉及了广泛的科学技术领域,耗费了巨额资金,创业艰难困苦,无数科技先驱为人类征服太空耗尽毕生的精力,甚至为求索真理,在求实创新中流血牺牲,这些是有目共睹的历史事实。航空工业技术属于高科技范畴,本来就是无可争议的。图4

事实证明,我国的航空工业确实是游离于高技术研究与发展领域近50年。正是由于这样的“游离”,50年来,尚未见到国家长期稳定的航空工业发展规划,就是航空工业多次的科研发展五年计划,国家的肯定和支持也是缺乏力度的,从而使航空科研计划和任务不能如期实现,而1961年成立的航空研究院(六院)到1982年已名存实亡;正是由于这样的“游离”,型号研制计划得不到落实,经费投资力度得不到保证;正是由于这样的“游离”,航空预研计划、项目和经费被砍了又砍,有些重点预研项目时上时下,使得计划无法按期有步骤地完成;正是由于这样的“游离”,航空工业制定的“科研先行”、“动力先行”的方针,实际上沦为一般口号;正是由于这样的“游离”,航空发动机研制多年缺少技术储备和预先研究,自行研制的发动机迄今还没有一型能走完研制全过程、装备部队使用,从而长期拖了军、民用飞机发展的后腿;尤为严重的是,正是由于这样的“游离”,航空工业的一些干部产生了错觉,误认为航空工业天生并不需要什么科学技术预先研究和技术储备等。现在看来,航空工业“游离”于高技术研究与发展领域已成为航空工业的历史往事,如今在多位专家、院士们的关心和支持下,航空工业现在我国已得到应有的高技术地位,真是来之不易。我们航空人应当珍惜它,让其为航空工业的发展和创新发挥应有的作用。

二、航空工业既然属于高技术领域,要不要有强大的科研体系呢?王大珩院士在向来访的记者谈到“中长期科研计划”问题时对此有一段精辟的阐述,对航空工业发展很有指导意义。他说:“每个国家都需要有自己的中长期科研计划,类似这样的计划,在英语中也就是‘Advanced Research Project’。这里的Advanced不仅是‘高级’的意思,主要是‘走在前头’、‘前进’的意思,有‘前瞻性’的成分在内(笔者认为也就是我们航空工业常谈的预先研究)”。

建国初期,前苏联的技术援助仅限于帮助我们建成仿制生产工厂,并没有帮助我们建立完善的航空工业,而是把像哑铃型的两个重头,即航空科研和产品研制、售后服务和寿命管理这两个关键方面留在手里。到20世纪60年代初我国与前苏联断了关系,我国的航空、航天各自走上自我发展的道路。当时航空工业承担着党中央交给的准备打仗的任务,国防需要大量飞机装备空军,航空工业便走上以仿制生产飞机为主的道路。由于客观条件的限制,从事航空工业的一些同志对航空科研与航空工业生产发展的相互依赖关系认识不足,更不会深入到像王大珩院士阐述的“没有科学的源头创新,高技术就会成为无源之水”的程度,从而航空工业也就没有可能产生带有革命性的突破和飞跃,必然形成落后、被动的局面。

航空工业发展的50年,由于错综复杂的主、客观原因,航空工业整体上总是不能满足空军和民航的需要。其中主要原因之一,就是对预先研究与航空工业发展创新的“源”与“水”的关系缺乏深刻的认识。在改革开放以后,曾经提出“预研先行”的方针,由于在执行中出现了技术攻关取代了“预研计划”,结果,促使型号研制形成枯水无源的局面。实践证明,型号研制没有丰富的技术储备和扎实的预先研究项目做后盾,会形成航空科技发展工作中的短期行为,使得航空技术后继资源枯竭,岂能奢望有21世纪航空工业的持续发展!

在航空工业中,有些十分关心航空工业发展的好心人想走通过测绘仿制外国老产品,经过改进、改型得到先进航空产品的捷径。引进、仿制、发展是世界各国任何行业通用的方法,但是,这要有个前提,那就是要认清测绘仿制仅是过渡的手段,不能当作目的。唯有通过引进、消化、吸收进行仿制,然后结合自己的预先研究、技术储备基础、积累的研制经验进行改进、改型,才有可能走上开发先进产品的道路。如果没有自己的科研技术研究基础,将会永远跟在人家后面亦步亦趋地爬行,而不是什么捷径。根据王大珩院士对记者阐述的精神和以往的大量事实,不难理解,如果航空工业不首先把“前瞻性”的、“走在前头”的、“前进”的航空科学技术预先研究计划抓紧抓好,打下航空科学技术的基础,把过去50年来欠下的“高科技”的帐还清,是难以振兴高科技的航空工业的。

(摘自中国航空报)