起于梦，终于梦 关于运-10的若干问题-张仲麟
2013年1月26日，中国的大飞机运-20首飞成功。看着那涂着黄色底漆的庞然大物腾空而起的时候，笔者心潮澎湃，打电话给一位敬重的老师，告知他这个好消息。老师退休前是上海某大学航空院系院长，他在电话那头轻叹一声：“如果我们的运-10坚持下来，现在都商业运营好多年了吧……”
运-10，是一个中国航空人和航空爱好者永远绕不开的话题。
1970年8月，国家向上海飞机制造厂下达运-10研制任务，1972年审查通过飞机总体设计方案，1975年6月完成全部设计图纸，1980年9月26日运-10首次试飞成功。1982年起，运-10研制基本停顿。1986年，财政部否决3000万元人民币研制费用预算，运-10飞机研制计划彻底终止。从那以后，直到2013年运-20飞机首飞，中国自行研制的大飞机才终于又一次飞翔在祖国上空。
几年前，还在上学的笔者曾怀着朝圣般的心情，探访了停在上海商飞浦东基地的运-10 B0002号原型机。历经30年的风雨，这架曾经涂装鲜亮的大飞机已经油漆斑驳，然而它身前 “永不放弃”的雕塑却让每个走近它的人都为它的豪情所感染。
但当笔者仔细参观过这架凝结传奇和历史的飞机后，虽然心情依然沉重，却再不为这架飞机的命运感到遗憾：它凝结了太多上世纪70年代的烙印，注定是无法飞入现实的梦幻。
运10是第一种中国人自己的大飞机，其最初的开发目的是为了老一辈领导人“坐我们自己的飞机出访”的梦想
已经油漆斑驳落满灰尘的运-10继续向人们诉说着时代的故事，“永不放弃”是中国航空人的誓言
模糊定位带来的困惑
运-10最早是作为国家领导人出访的行政专机而研发的，因此在设计初期就强调了洲际飞行所需的大航程，奈何国内当时较低的设计能力和落后的技术水平，运-10不得不牺牲经济性，通过降低载荷甚至减少载客来满足航程8000公里的设计指标。结果运-10虽基本实现了航程指标，却不得不付出载客大幅减少、平均油耗增加甚至维护性下降的代价。当然，作为政要专机，飞行成本大些、载客少些、养护麻烦些都不是问题。
为领袖出访专门研制一种专机，这是70年代特殊政治背景下近乎荒谬的决策。80年代以后，这样的环境不复存在，运-10不得不寻找投入民航运营这样的新出路。只不过，设计时不顾使用成本的领袖专机，能适应强调经济性的民航客机的要求吗？
运-10下马时是一种载客149座的远程客机。但由于不可能获得美国等主要国家的适航证，运-10将只能用于国内航线运行。中国民航执行的国内航线距离都不长，最长也只不过在3000公里左右。用设计航程达8000公里的运-10执行这样的任务完全是浪费。
以笔者工作中接触的美国波音737-300型飞机为例，它于1981年开始研制，1984年交付使用，基本与运-10试飞年代相近。该机载客141人，商业载荷（旅客重量+行李重量+货邮重量）13吨，执行800公里的航班时耗油约3.3吨左右。平均每千公里每吨载荷耗油约为0.317吨。这样的低耗油率才能保证航空公司的合理利润，同时也带来了今天相对廉价的航空票价。
根据运-10的试飞数据，商用载荷15吨，试飞航程3670公里时，飞行时间4小时49分，耗油约34吨。实际每千公里每吨载荷耗油约为0.62吨，其平均油耗几乎为波音737-300的两倍，这还只是用运-10最擅长的长程飞行来进行比较。若执行国内大量的800-1500公里航程的航线，其经济性将进一步下滑。中国的航空公司是否能够承受如此高昂的运营成本呢？中国的旅客是否愿意“享受”比世界平均标准贵一倍的国内航线票价呢？
至于洲际飞行，且不去考虑运-10能否取得适航许可证的问题，作为20世纪80年代才初步研制出原型机的客机来说，其技术水准还没有达到运营了20多年的波音707，不仅油耗更多，载客量还要减少，面对波音777、空客A330之类更大、更经济的远程客机的竞争，运-10就更不可能在任何航空公司的机型竞标中胜出了，除非哪家航空公司完全不考虑从正常的航运业务中盈利。
更何况，运-10是一款四引擎客机，结构远比波音737/空客A320这样的双引擎客机复杂，在日常维护勤务上也将带来更多的麻烦。这将进一步恶化运-10本来就糟糕的经济性。对民航来说，最重要的指标是安全性，其次便是维护性与经济性。运-10在这三个方面无一胜出，其在民航市场上的竞争力也就可想而知了。
“创造条件也要上”造成的因陋就简
如果说定位上的模糊不是当时的航空工业决策者自己所能决定的，那么运-10的具体设计，让了解其内情的航空人不得不为那个政治压倒一切的年代流下时代的眼泪。
航空专业的人们考察一架飞机首先要考虑的肯定是飞机的操纵系统，因为它决定了飞行员如何控制飞机。一般而言，20世纪50年代以后的大型飞机都使用液压控制系统，通过液压装置来控制飞机的舵面，飞行员挪动操纵杆的距离决定了舵面姿态变化的幅度。而更先进的线传操纵系统使用电动装置驱动舵面，并且飞控电脑会自动过滤飞行员的不当操作，保证飞行平稳安全。
运-10尾翼特写，可见舵面上的调整片，飞行员就是利用这个小小的调整片来控制这架巨大的飞机
然而出人意料的是，研制于20世纪70年代的“中国第一种大飞机”运-10，选择了一个令人有些不可思议的操纵系统方案：软式机械操纵为主的飞行操纵系统，调整片助动控制方式。简单说就是飞行员的操纵杆通过钢索连接飞机各处的舵面，并通过小调整片减轻飞行员操作负担。软式机械操纵系统的历史与飞机的历史一样古老，70年代以后只有结构简单的轻型飞机仍在使用。
如果简单的将其应用在大飞机上，飞行员靠体力拉动面积巨大、因为气动载荷变得沉重无比的控制面的时候是非常吃力的。不利于飞机操作，四十年代末航空大国开始采用普遍使用液压辅助操控系统，使飞行员不需要用自己的一身蛮力来与飞机的操纵面相搏斗。
然而在708工程时代（运-10的项目代号，意指1970年8月立项），中国液压操控技术还远未成熟，为了赶上进度要求，运-10采用了这种原始的飞控系统。在那个政治挂帅、没有条件创造条件也要上的年代，运-10创造了一个尴尬的世界纪录：世界上最大的无液压助力系统钢丝绳飞机。
但对于如此大的飞机，用钢索直接控制舵面的结果就是，飞行员得有超人或绿巨人般的蛮力才可能操纵飞机。
上飞参考了二战中部分大型螺旋桨飞机和一些早期喷气客机上运用的一种控制方式，以钢索操纵舵面调整片，调整片带动操作面。这种控制方式可以免去液压助力系统，允许飞行员以常人的力量控制这架比二战中最大的B-29飞机大了一倍的飞机。
这种取巧的操控方式说白了就是用小舵面产生的气动力来带动更大的操纵面，是一种间接控制操纵面的操控方法。换而言之，直接听飞行员招呼的只有钢索连接的小舵面调整片，而真正影响飞机飞行姿态的大操纵面的控制是操纵调整片进行的，飞行员并不能直接操纵主要的大操纵舵面。
听起来这种方式很巧妙也很完美，然而在现实中这种方式有很大的问题，曾经运用过这种方式的喷气式飞机基本都属昙花一现的“短命飞机”。使用这种控制系统的代表机型就是早期喷气式客机“彗星”，这是一种和它的名字一样在航空史上一划而过的飞机。由于初始设计不合理，出现了空中解体的严重事故。虽然后期修改设计后提高了安全性却再也没有航空公司愿意购买。
首先，对于飞行员来说，这套操控系统无法给予飞行员以杆力和位移的反馈，因为在不同气动情况下，大操纵面受力情况也不同，小舵面施加相同的力在不同气动情况下主舵面面的响应程度会不同。
结果就是，飞行员移动操纵杆同样的距离，舵面做出的响应幅度在不同的速度、高度、气流条件下会有所不同。而飞行员也无法通过操纵杆传回的回馈力来判断舵面实际的状态。
这还不是全部，这样的舵面无法在空气动力的作用下恢复到原来的平衡位置。也就是说，放开操纵杆的话，舵面不会自动回到中立位置。
或许这对于没有飞行经验的读者来说不会感觉到什么，但对于飞行员来说就会知道其中的恐怖之处。尤其如果遇到空中险情，遭遇强烈气流，需要稳定操纵面控制住飞机时，由于操纵面受力变化剧烈，而又是通过调整面来影响操纵面，想要把操纵面调整到需要的位置，那得有极其丰富的经验和理论基础才行。对于一般的飞行员来说，驾驶这样的飞机遇到特情的结果很可能是机毁人亡的悲剧。
崭新的老飞机
据传，时任运十副总设计师的程不时在进京力保运-10项目时，拍着胸脯做出了再给15年，20亿投资就能将运-10弄好的保证。然而在首飞时便已落后于世界潮流，给了15年时间让运-10修成正果的话，也不过在2000年才能得到一款与仿制对象（1954年首飞1982年便已停产）的水平近似的四发窄体149座级远程客机。届时它将面临的对手是波音737-800，A321，波音777，A330等诸多领先其一代甚至两代的强劲的对手。
我们愿意相信，运-10并没有抄波音707设计，美国人也表示运-10是中国人独立自主研发的一款大型客机。然而当一台客机长得像波音707，用的发动机和波音707很像时，很难否认，波音707是运-10的主要借鉴对象。
从708项目（运-10的代号）的历史来看，其初期目标就是基于我国引进的波音707开发一款四发远程首长出访专机，研发初期无疑大量了参考波音707飞机。
虽然针对我国实际需求进行了改动，并发现了波音707中多项缺陷进行了改进，但其总体布局、结构设计均未脱离波音707 的基本设计。
在运-10首飞后没多久的1982年，美国波音公司生产交付了最后一架波音707。而此时空中客车划时代的A300远程宽体客机已经交付进入商业化飞行多年，波音公司的B767客机也已开始投入使用。而作为波音并不成功的客机范例：波音757也于1982年初首飞。
波音757虽然是一个颇为失败的客机，其载客量也有200人，多于运-10的124座。更何况其驾驶舱已经开始使用CRT显示器，并且它只用了两台发动机就实现了设计要求，而不是运-10的四台。
可以说，运-10是一个还没上天就已经在技术指标上落后的飞机。
这里要首先插入一段发生在我国西南方向邻国的故事，1973年，俄制萨姆6导弹在第四次中东战争的战场上名噪一时，该国正在酝酿开发本国自制的第一种防空导弹；1982年，以色列空军贝卡谷地摧毁了萨姆-6导弹阵地，该国立项以萨姆6为蓝本开发国产防空导弹，命名为天空导弹；步入了21世纪，到了2005年，天空导弹终于装备了部队。而此时第四次中东战争已经过去了三十多年。
这个故事的开头和运-10的故事颇为相似，不过结局就全然不同了，“民主”制度无法断然止损，给了他们一种刚服役就落后三十年的装备。
运-10座舱，可见飞行员犹如置身“钟表铺”
今天仍在使用的波音757飞机驾驶舱，该机1981年首飞，与运-10算是“同龄人”。图中的这架757已经服役十余年
20亿的运-10，对于80年代的中国意味着什么
运-10所处的时代，中国国内工业水平较弱，国家财政紧张，同时又有无数个项目需要往里面投钱。当时受中国落后的工业基础限制，运-10全机14个大系统共435项成品和附件中有305项需要重新研制。
而且运-10的首飞与试飞是在采用来自我国购买的波音707使用的JT3D发动机，更有多项部件是使用国外进口成品。而若要将这些配套部件完全用国内新开发产品所替代，那将是个远比运-10项目更加浩大的工程。
与708项目同时期提出的701项目（卫星项目），728项目（核电站），718项目 （远洋测量船）都是经过了系统的论证，在有目的、有需要、有用户和有步骤的前提下这些项目才获得了最后的成功。
这些项目最后也证明了对国民经济发展的巨大作用。以政要专机为目的运-10又能给国民经济发展带来什么呢？
作为民航客机商业化飞行，运-10是完全不合格的。专为领袖出访用途单独研发一款新机型，就更不必说是严重的浪费了。这样的决策也只有70年代文革中的中国可以做出。
何况八十年代那么多项目，有很多关系到今天的国防建设与民生，例如著名的歼-10战斗机就是1986年立项，时至今日修成正果，在钓鱼岛上空捍卫着中国的主权。与今日空军的主力战斗机歼-10比起来，区区一台领导人专机显得是那么的无足轻重。
或许今天听起来二十亿并不多，花个二十亿搞定运十也不算什么。那么对八十年代的中国来说这二十亿代表着什么呢？
上海一年地方财政留用金额的70%，甚至达到广东省86年上缴中央财政总额的300%。
对于当时的中国来说，花如此巨大的成本，得到的却是一架只具有政治象征意义的“大飞机”。如果放到当下的社会，会得到什么样的评价呢？
纠正项目目标设定的错误，需要多大代价？
在大型项目研制的过程中，初始项目目标的设定某种程度上可以说是一门艺术，它必须考虑项目可以达到的高度、考虑工业系统在项目研制期间提供配套的能力、考虑后续升级发展……这些需要综合考虑的东西往往相互矛盾。总设计师确定项目目标的能力往往是需要多年的经验。印度、韩国等国家的大型项目研制中往往因为项目目标设定不合理而导致项目或者延宕多年无法完成，或者完成后获得一个崭新的旧装备。
而中国的70年代，也有大量类似的项目存在，例如055驱逐舰方案，这是一艘在不到4000吨的船体上获得数万吨的战舰的火力的设计，再例如歼-13方案，要求在80年代用歼-8的技术造出一架与美国F-16类似的战斗机，还有载重能力和航程令今日的美国C-17都自愧不如的运-9……
为满足洲际飞行需要，运-10座舱里有专门的导航员，导航员面板上有大量的仪器设备
A320同一位置没有导航设备，因为自动化导航设备已经整合到驾驶员面前的面板上，驾驶舱内一般只正副两名飞行员
这些项目并非“大跃进”时代完全盲目提出的方案，它们都实实在在进行过前期项目研究，但其面对的基本问题就是项目目标设定过高，与当时中国实际的工业设计制造技术能力完全脱节。运-10也不例外，不过它的问题是性能指标要求设定不清晰，有的要求过低不能满足使用要求，有的又过高，在配套项目一时无法完成的情况下严重拖延项目进程。
这样一个从一出生就先天不足的项目，后续要付出多大的代价来让它“起死回生”呢？
我们看看中国近二十年来的航空工业和技术发展历程，我们放下运-10的结构材料等方面的问题不说，只谈前面提到的动力装置和操纵装置。
正如我们前面提到的，运-10的操纵系统继续使用原始设计的钢索操纵+调整片助力是不可想象的。中国拥有成熟的大飞机液压操纵系统是从运-8和轰-6在80年代中期进入实用阶段开始的，运-10比这两种飞机都要更巨大，乐观估计其液压控制系统大概需要5-6年时间，再加上试飞，要2000年前后才能进入实用状态。
接着是动力系统，运十原始设计使用国外发动机，以80-90年代中国的实际情况来看，从国外大量采购发动机是不太现实的。国产涡扇发动机从涡扇-6开始一直都难以进入实用状态，和运-10研制同一时间引进的英国“斯贝”发动机是为当时的歼轰-7飞机做配套的，然而这台发动机的仿制工作一直不顺利，直到2008年“秦岭”发动机才能稳定运用。以此为参考，运-10的动力问题要解决，我们也乐观的估计一下，用10年时间解决。加上试飞，基本和液压系统的问题解决的时间差不多。应该说程不时副总设计师当年所说的15年，20亿所言不虚。
如果上述分析成真，我们在21世纪终于拥有了一架与1954年首飞的波音707状态接近的运-10。这个过程无疑会占用大量的发展主力作战飞机的人力物力，而最后得到的飞机处于一个非常尴尬的地位，民航不愿用，做首长专机或者军用又要用多年时间来提高其可靠性、可用性。甚至我们可以想象，在运-20试飞的时候，运-10还在发展，这将是何等令人难堪的局面！
梦想照进现实
运-10的研制对于中国航空工业也并非毫无意义。中国在研制运-20，C919等新世纪的大飞机的时候，吸取了当年运-10研制中的经验和教训，从一开始就要求它们运用最新技术，向世界最先进的运输机和客机看齐。
运-20采用了类似C-17的宽体设计、高置T型平尾、线传操纵、超临界翼型等最先进运输机的技术，而C919则更加国际化，采用与波音、空客相同的全球招标采购零部件的模式，避免研制完成即落后的问题。而且在工程节点时间和研制进度方面，由于我国航空工业的长足进步，新世纪大飞机的配套项目可以及时到位并且能够得到很好的保障。
可以说，直到今天，我们的大飞机才是水到渠成。
运-10项目，是在我国综合国力、工业水平都达不到研制大飞机的时代，在特殊的时代背景下发展出来的一个拔苗助长的项目，试图利用一个大飞机研制项目拉动所有相关的产业工业水平的提高，和当时许多项目一样都属于无源之水、无本之木。
幸而我们的国家有着令行禁止的执行力和壮士断腕及时止损的决心，才没有让它如同我们西南邻国的许多项目，譬如“阿琼”坦克之类一样延宕几十年，无法拿出成品，也无法及时“砍”掉。
而今，在我们的运-20、C919项目进入试飞和试制阶段，中国大飞机终于飞入现实的时候，回顾运-10的迷梦，恍如隔世。