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缺環躍進與全鏈逐進:技術追趕的路徑抉擇
——以民國時期的飛機研制為例

2024-01-05 11:01李國峰馮立昇
咸陽師范學院學報 2023年6期
關鍵詞:風洞研制航空

李國峰,馮立昇

(1.內蒙古科技大學 理學院,內蒙古 包頭 014010;2.清華大學 科技史暨古文獻研究所,北京 100084;3.內蒙古師范大學 科學技術史研究院,內蒙古 呼和浩特 010022)

如何實現技術追趕是所有后發國家面臨的課題?,F代高科技產業對應的技術鏈條較長,利用國際分工選擇技術鏈條的某些環節進行追趕,往往能在相對較短的時間內取得一定成績。但這種追趕路徑由于未能掌握整個技術鏈條而存在相當隱患,容易受制于技術先進的一方。在某些國家大搞“脫鉤”“斷供”的當下尤其如此。因此,是選擇某些技術環節還是整個技術鏈條進行追趕至關重要,特別是在技術發展的早期,對于能否抓住機會窗口實現技術追趕乃至反超有決定性影響。本文以民國時期的飛機研制為例,探討技術追趕的路徑抉擇問題。對于民國時期的飛機研制,學術界的研究比較注意于飛機本身[1-4],甚少關注路徑選擇問題。鑒于此,本文從技術史視角剖析這一時期飛機研制路徑選擇之得失,并進一步探究影響路徑抉擇的因素,總結經驗與教訓,以期為當今的技術追趕問題提供有益啟發。

1 理論回顧與重構

1.1 舊理論的局限

關于技術追趕的理論,國內外均有提出。國外Lee 和Lim 在2001 年提出了路徑跟隨式追趕(Path Following Catch up)、階段跳躍式追趕(Stage Skip ping Catch up)和路徑創造式追趕(Path Creating Catch up)三種模式論[5]。2008 年國內學者洪勇和蘇敬勤在此基礎上用軌道概念替代路徑和階段概念,將之擴展成同軌道跟隨型、同軌道差異型、異軌道崛起型及后軌道創造型追趕四種模式[6]。

路徑跟隨式追趕是指后發者跟隨先發者相同的技術路徑發展技術;階段跳躍式追趕是后發者也沿著與先行者相同的路徑發展技術,但跳躍了其中的某些階段。國內的同軌道跟隨型則指后發國家完全跟隨或跳躍式跟隨先發國家的步伐依序前進。不難看出,同軌道跟隨型模式涵蓋了路徑跟隨式追趕和階段跳躍式追趕兩種模式。

同軌道差異型追趕是指后發國家沿著與先行者相同的軌道發展,在基本特性不變的情況下,某一代產品的發展軌跡與先發國家的發展軌跡產生差異。這種模式實際是國外路徑跟隨式追趕的變種。

路徑創造式追趕即后來者采用的是與先發者不同的技術發展路徑。異軌道崛起型追趕是指后發國家的產業沿著與主導先行者不同的軌道發展技術;后軌道創造型追趕是指后發國家在技術早期與先行者同軌發展,但后期創造出自己的技術發展軌道。這兩種模式相當于國外的路徑創造式追趕。

多年來,很多學者繼續研究過技術追趕問題,但對于追趕路徑的構建,還沒有超越以上劃分方法的新模式出現。

上述追趕路徑不論是三種還是四種,只是表現形式不同而理論內核并無實質差別。相關概念均立足于產品及其技術下定義,在此基礎上討論追趕問題有一定局限。為便于對類似事實開展討論,需要引入新概念并建構新理論。

1.2 新理論的建構

技術鏈的存在有兩類情形。一是先制造上游儀器,而后根據儀器的實驗結果或發現總結出理論并形成技術,在此基礎上研發下游產品,可簡化表述為:儀器及技術——理論及技術——產品及技術;二是先提出某種理論,經儀器驗證后再指導產品研發,簡化為:理論——儀器及技術——產品及技術。兩類情形合并為:儀器及技術(或理論)——理論(或儀器及技術)——產品及技術。我們將之定義為全鏈技術,如果缺少其中的某個環節而鏈條縮短,例如理論(或儀器及技術)——產品及技術,則定義為缺環技術。

按照這兩個概念,建構了鏈條追趕路徑。如果技術后發國家追趕先發國家時,在全鏈技術的每個環節都發起追趕,直至趕超先發國家,稱之為全鏈逐進路徑;如果跳過某個環節,稱之為缺環躍進路徑。兩類路徑各包含了兩種情形,對于全鏈逐進而言,如果追趕者在前兩個環節實現顛覆性超越,例如發明了本質上不同于先發者的儀器或理論,進而實現產品的趕超,稱之為新全鏈逐進;如果沿用先發者的儀器或理論,實現產品技術的趕超,稱之為舊全鏈逐進。就缺環躍進而言,用相同的劃分方法,可分為新缺環躍進與舊缺環躍進。

新理論采用新的路徑分類方法,簡化了路徑數量并提高了適用范圍,將之前的三種或四種模式簡化為兩種。新理論的全鏈逐進可以涵蓋國外的路徑跟隨式追趕和路徑創造式追趕,亦可涵蓋國內的同軌道跟隨型(完全跟隨)、同軌道差異型、異軌道崛起型及后軌道創造型追趕四種模式。缺環躍進可與國外的階段跳躍式追趕對應,同時也可將國內的同軌道跟隨型(跳躍式跟隨)、同軌道差異型、異軌道崛起型及后軌道創造型追趕四種模式涵蓋在內。

如果將技術追趕的新理論應用于具體的技術領域,將會導出適用于本領域的次級理論與具體路徑。本文以航空技術領域的飛機研制為例,先導出航空技術追趕的次級路徑,進而探究民國時期飛機研制的路徑選擇問題。

2 新理論在航空技術領域的次級推導

航空業的核心是飛機,而翼型的設計對于飛機設計特別重要,前者的氣動性能對后者的飛行性能具有決定性影響。翼型會影響飛機的巡航速度、起飛和著陸距離、失速速度、操縱質量(尤其是在失速附近),以及整體空氣動力效率?!耙硇途褪秋w機的心臟”[7],優秀的翼型設計是飛機研制成功的關鍵。所謂“翼型”就是飛機機翼或其他升力面的截面形狀,飛機飛行性能的提升,就是圍繞翼型尤其是機翼的優化展開的。

在航空技術發展早期,航空界普遍認為薄型機翼比厚翼的阻力小,因此飛機設計師鐘情于這類翼型。但1917 年普朗特(Ludwig Prandtl,1875—1953)通過風洞①風洞是一種特別設計的管道系統,可通過人工方式產生、控制氣流流過懸掛的模型,根據相對運動的原理,模擬飛行器飛行時周圍的氣體流動情況,為飛行器的氣動外形設計積累數據或進行驗證。它由英國人弗蘭克斯·赫伯特·韋納姆(Francis Herbert Wenham,1824—1908)于1867 年發明,是一個兩端開口的風箱,被稱為直流式風洞。1908 年,德國人普朗特(Ludwig Prandtl,1875—1953)將直流式風洞首尾相接,形成環形回路,建造成回流式風洞。(wind tunnel)試驗發現,厚度較大的翼型反而較薄翼有更大的升力,說明之前人們猜測的機翼越厚阻力越大不是必然。于是厚型機翼日益受到重視[8]。1908 年至1935 年間翼型的演變是:起初是凸出部位于前部的瓦片形或拱形,漸次演變為上弦線向外彎曲下弦線平直,類似去掉背鰭和尾鰭的海豚體形狀,再發展出上下弦線均向外彎曲,前鈍后尖的紡錘形或葵花籽外殼的形狀。在這一演變過程中,翼型逐漸增厚。普朗特之所以能夠做出這一重要發現,得益于他使用了雷諾數②雷諾數是為紀念英國力學家、物理學家、工程師雷諾(Osborne Reynolds,1842—1912)而命名,記作Re,其公式為Re=ρvd/μ,其中ρ是流體密度,v是速度,d是特征長度(例如風洞試驗段直徑、飛機翼弦尺寸等),μ是流體的粘滯系數。較高的風洞。雷諾數的變化通常會導致飛機氣動特性的變化,翼型的厚度和彎度越大,這種影響越明顯。

因此,風洞試驗在翼型的篩選中起著無可替代的作用?!胺彩且环N新式飛機未曾制造出來之先,皆按著該飛機的計劃,造成一個二、三英尺大的模型,放在風洞里試驗”,“試驗好多次,得了好結果,而后才正式制造出來”[9]。但由于尺度效應③亦稱“縮尺效應”,氣動效應的一種,是一種客觀存在而用尺度表示的限度效應。例如欲使二個幾何相似的物體在流動的流體中滿足動力相似,必須保證模型和實物的雷諾數相等,即模型縮小n倍,速度就要增大n倍。的存在,引起模型雷諾數與飛機雷諾數不同,故不能將模型的氣動數據直接外推到真實條件下飛機的飛行數據。為使模型與飛機的雷諾數盡可能一致或接近,只有提高風洞雷諾數。而風洞的雷諾數決定于風洞風速、試驗段尺寸和氣流密度。于是或通過建造更大尺寸的風洞,或采用高壓氣體,或提高風洞風速的辦法來提高雷諾數。

隨著風洞技術的進步,氣動性能更加優異的翼型不斷被設計出來,并用于飛機的研制。例如美國1922 年設計建造了20 個大氣壓的變密度風洞,而后利用這個風洞的試驗結果在1930 年設計了層流翼,進而設計出第二次世界大戰期間優秀戰斗機P51 野馬。

總之,風洞技術的進步推動著翼型不斷演變,進而引起飛機的更新換代。航空界有“一代翼型,一代飛機”的說法??紤]到風洞的作用,應該將之擴展成“一代風洞,一代翼型,一代飛機”。就航空技術的發展歷程,從技術鏈的視角觀察,航空技術鏈的主要環節可簡化表述為:上游的風洞技術、中游的翼型理論、下游的飛機制造。我們用表1顯示該過程。

表1 航空技術鏈關鍵鏈條的發展

根據本文新建的全鏈技術理論,即儀器——理論——產品,可導出航空領域技術追趕的次級理論與路徑:(1)全鏈逐進為:概念翼型——風洞——成熟翼型——飛機,這是研制飛機的完整程序。(2)缺環躍進為:翼型理論——飛機,即利用技術先行者已經實踐過的翼型理論設計飛機,跳過中間的風洞試驗環節。這個次級推導可視化為圖1。

圖1 飛機研制的技術鏈與追趕路徑圖示

3 民國時期的飛機研制路徑探析

3.1 飛機研制概況

本文所論研制,是指排除仿制、授權組裝之外的本土設計與制造??疾煺麄€中國早期航空史,符合這一標準的飛機有21個型號(系列),出自10個研制單位(表2)。位于北京的南苑航空學校最早從事飛機研制工作。起初在福建馬尾后遷移到上海的海軍制造飛機處研制的型號最多。實現批量制造的不多,只有廣東、韶關和第一飛機制造廠三家,這三個廠家還存在前后繼承關系。其余多為只制造1架,不過有些型號在歷史上很出名,如樂世文1號、爪哇號、中運-1式等。

表2 民國時期飛機研制簡表

3.2 居于主流的缺環躍進

考察民國時期的飛機研制,翼型設計是個很好的切入點。中國在這一時期研制的飛機,其翼型絕大部分是通過某種途徑獲得國外的設計后直接沿用或局部修改后使用,即跳過了風洞試驗這個關鍵環節,屬于缺環躍進。

1917 年潘世忠(1889—1930)設計搶車1 號,就是從仿制外國機翼開始[10]。1919年海軍制造飛機處研制的第一款飛機“甲型一號”的機翼就酷似寇蒂斯詹妮(Curtiss Jenny)飛機[4]235。1923 年研制成功的樂世文1號也參考過詹妮機[11],但采用了當時較為新穎的厚翼,從圖2 可見翼型較為符合1919 年出現的U.S.A.27 型翼。樂世文是楊仙逸聘請美國人阿瑟·瓦爾德(Arthur Wild)和英國人蓋·考瓦爾(Guy Colwell)主持設計的,可能是瓦爾德將這個翼型帶到中國并應用于飛機的設計當中。

圖2 左為樂世文1號飛機,中為其機翼放大圖,右為U.S.A.27型翼

缺環躍進的最高成就是“中運”系列運輸機的成功研制。該機在第二飛機制造廠新機試造室主任林同驊(1911—2007)主持下,從1942 年開始設計,至1944年8月完成,定名C1010運輸機,是中國自行設計試飛成功的首架運輸機。該機“一切氣動力數據均取于書籍雜志,再由設計人員鑒定應用”[12],即完全依靠計算,而未借助風洞實驗。在中運-1 的基礎上又改進設計出中運-2 式,結構大體相同,只是內部改進較多,提高了乘坐舒適性[13]。中運-3 則未完成設計。

圖3為機場上的中運-2式飛機,機翼尚未安裝完整,可見其縱向截面為厚度較大的翼型,神似美國航空顧問委員會1935 年設計的N.A.C.A.23021 型翼,說明設計師當時對翼型的演變情況較為熟悉。對于運輸機而言,起飛重量較大,而采用這種厚翼型,容易獲得較大的升力。

圖3 左為中運-2式飛機,中為其機翼放大圖[1]119,右為N.A.C.A.23021型翼

此外,滑翔機是個很好的觀察對象。因無動力,此類飛機的飛行性能完全取決于機翼翼型及氣動布局。只要選定合適的翼型,研制就有好的基礎。例如1941—1942 年中央大學航空系羅榮安(1900—1965)設計的初級滑翔機“中大XG1”就是如此。該機的“機翼剖面形的選擇,經過多次考慮和多方的比較,最后才決定采用N.A.C.A.23012 型”厚型翼[14]。這一翼型是經過變密度風洞多次測試才設計出來的,它“有更大的升力系數和更低的仰俯力矩,這正是設計師所追求的”[15]。當時中國并沒有變密度風洞,但采用缺環躍進的技術路徑獲得先行者設計的翼型而規避了風洞問題。

民國時期的飛機研制之所以大多采用缺環躍進的追趕路徑,與設計人員的教育背景有很大關系。當時的飛機設計師大多有海外留學經歷,對已有的翼型較為熟悉,拿來用即可。前期如海軍制造飛機處的設計師巴玉藻(1892—1929)、王助(1893—1965)、王孝豐(?—?)和曾詒經(?—1960)四人,他們1917 年從美國麻省理工學院航空工程系畢業回國。后期如朱家仁(1900—1985)、林同驊(1911—2007)等也畢業于美國麻省理工學院。其中一些人還是能夠代表當時世界先進水平的航空工程師,非常熟悉當時的航空理論與技術,對于飛機研制工作駕輕就熟,不必使用風洞開展空氣動力學試驗,而是直接利用西方國家已經從風洞試驗驗證過的成果。

缺環躍進在技術上和經濟上都甚為合算,省卻前期研究過程,少走彎路,縮短研發時間,節省資金,而且沿用經過實踐檢驗的技術,風險較小,成功率相對較高。

然而,沒有風洞的不良后果十分嚴重。風洞不僅是飛機研制必備的、最可靠的試驗設施,更是空氣動力學新知識的孵化器。通過風洞試驗,航空研究不斷有新發現,深刻影響了飛機研制理念,最突出的就是翼型理論的變化。從表1 可知,飛機翼型的演變,是上游風洞技術進步導致的。如果位于航空技術鏈上游的風洞搞不好,下游的飛機研制技術必然進展緩慢。是故,缺環躍進看似為一條捷徑,但損害則是長期的,追趕者不可避免地依賴先行者的技術。由于缺環躍進路徑的先天不足,國人嘗試找回缺失的一環——風洞試驗。這就為全鏈逐進提供了可能。

3.3 遲到且邊緣化的全鏈逐進

1928 年,首次有人倡議中國建造風洞,“若欲自造飛機,必須有風洞模型試驗……我國興辦航空,幾二十年,乃無人計議及此,幾成舍本逐末”[16]??上н@些真知灼見并未受到多大關注。九一八事變后,風洞問題更加突出,“我們要講飛機救國,就得去迎頭趕上,要迎頭趕上就非去研究大氣壓力學和建筑風管(風洞——筆者注)不可”[17]。1934 年4 月3 日,在航空署于杭州召開的有關航空技術的會議上,通過了航空學校技工李立德所提“設立大規模之風筒實驗室及儀器試驗室案”[18]。1936 年,錢昌祚(1901—1988)在參觀美國航空顧問委員會(N.A.C.A)時,美方人士克拉克(Clark)建議中國建設大型風洞,“可建設較大之風洞,開始從事各種研究,從錯誤中以求經驗,較之袖手無為有益多矣”[19]。

經多方努力,終見實效。1936年4月,清華大學1.5 米風洞建成運行。中央大學通過航空委員會從意大利購進的1.2米風洞,在中央研究院幫助解決配套設施后[20],也在這一年得以運行。清華航空研究所(1936 年成立)1937 年底在南昌建造了大型風洞。風洞的試驗段①風洞的一部分,用于安置飛機模型,進行測試。直徑4.5~5.4 米,洞體長60~90 米,為當時亞洲最大,其容積足以放進整只機尾、機翼或一臺發動機一類的部件[21]。

但這些風洞都沒有用于飛機研制。清華大學的風洞只做了一部分基礎理論研究[22],北平淪陷后落入敵手。中央大學的風洞只用于教學,南京陷落前風洞的洞體被掩埋,設備被拆卸遷往重慶。1938 年夏,南昌風洞主體完工、即將安裝內部設施之際,被日軍飛機擊中兩處,后被遺棄[23]。全鏈逐進還未開始便被打斷。

之后又陸續建造了五座風洞,參與過飛機研制的僅有一座。1940年夏隨校南遷昆明的清華航空研究所在昆明建成一座1.5 米風洞,1941 年秋季,為躲避日機轟炸威脅,在昆明郊區白龍潭重建,費時半年。1946 年,清華大學遷回北平時風洞被拆散。1942 年航空研究院在成都建成一座試驗段口徑為1.5米×2.1米橢圓形的風洞,由于測量精度太差[24],不能用于飛機研制。1945 年中央大學、1948 年清華大學和1949年浙江大學各建造了一座小型風洞,僅用于教學。清華航空研究所受第一飛機制造廠、第二飛機制造廠委托,通過昆明風洞測試了幾個在研飛機型號的模型[25],在實踐全鏈逐進路徑方面做了一些工作。

在昆明風洞運行期間(圖4、圖5),第一飛機制造廠研制了研驅-0和研驅-1驅逐機(圖6),第二飛機制造廠研制了中運-1和中運-2運輸機。這些機型中可能用到風洞試驗的是研驅-1(XP-1)。其設計始于1942年,起初由第一飛機制造廠顧問、白俄裔美籍工程師薩克程高(Constantine L.Zakhartchenko)領導的設計小組負責,后改由工務處長雷兆鴻任組織完成,至1944年造成兩架。其翼型為反海鷗式前掠翼,其機翼前后緣向前伸展,翼稍弦位于翼根弦前方,與一般飛機機翼向后伸展相反,該設計優點是失速性好,可用升力較大,氣動效率更高,是那個時代的新穎翼型。次年初試飛時失速墜毀,后經分析認為是設計失誤導致,但其試飛為世界此類飛機之首次[27]。但實際上可能與翼型的風洞試驗不足有關。

圖4 昆明5英尺風洞外景[26]

圖5 昆明風洞結構線示意圖

研驅-1 這樣采用全鏈逐進路徑研制的飛機,在民國時期是絕對少數,況且沒有取得最后的成功,因此全鏈逐進路徑事實上被邊緣化了。究其直接原因,在于風洞的問題在戰時不易解決。一方面,風洞的數量和規模均不足。清華風洞是一座小型風洞,只能用于基礎研究和先進氣動技術探索,缺乏用于飛機選型、校核和定型試驗的中、大型風洞。另一方面,既有風洞的安全無法得到保障。風洞需要固定在地面上,移動不易,尤其是大型風洞,戰時很容易遭到敵方攻擊,但當時建造的風洞,并未處于絕對安全的地理位置上,政府也并未建設相應防衛設施,以至于多座風洞毀于日軍之手。昆明風洞為躲避日機轟炸,被迫搬遷再建,科研工作受到嚴重干擾。

3.4 路徑抉擇的影響因素

民國時期飛機研制的技術追趕路徑抉擇,除直接受限于風洞建設與發展外,還受航空教育發展、人才儲備及政策導引等影響甚深。這些影響因素在各個時期又有所不同,大體可分為三個發展時期:自中國造飛機起至一·二八事變為早期;一·二八事變至抗戰勝利為中期;抗戰勝利至國民政府垮臺為后期。

在早期,中國尚未成規模地正式開展航空工程教育①這一時期僅有北洋政府1918年在福建馬尾創辦海軍飛潛學校,培養了少部分航空人才。該校甲班學飛機制造,乙班學潛艇制造,丙班學發動機制造,每班50人,至1925年畢業學生三屆。1926年,該校與福州海軍制造學校、福州海軍學校合并,統稱福州海軍學校。,相關人才很少,僅有的航空人才均系留學歸國人員,其中一些人還不是專習航空制造,或基于個人興趣,如李寶焌(1886—1912)、馮如等,或是學習飛行出身,回國后轉而從事飛機制造,劉佐成(1883—1943)、譚根、厲汝燕(1888—1944)、潘世忠諸人均屬此列。像巴玉藻、王助、王孝豐等留學美國麻省理工學院航空工程系,專習飛機制造的航空工程人才,實是鳳毛麟角。在他們之后,陸續有人出國學習航空工程,但人數增長緩慢,截至20 世紀30 年代初只有區區10人[28]。

鑒于人才匱乏,政府在發展飛機方面的政策,聚焦于如何利用人數有限的人才快速制造飛機。加之軍閥蜂起,相互間攻伐不斷,都將飛機作為威懾攻擊對手的工具,注意力只在飛機本身,并無長遠規劃,急功近利,都是羅致一二人才,制造機架“限量版”的飛機。他們大多沒有關注風洞,在飛機制造過程中,事實上有意無意走了一條缺環躍進的技術路徑。值得注意的是,北洋政府航空事務處曾經在1920年春派遣南苑航空學校的蔣逵(1893—1984)等六人,赴英國學習航空機械和考察航空事業,他們在英國“斐克斯”飛機廠考察過風洞[29],但并無進一步進展。這種撇開風洞以飛機為中心的政策,一直維持到一·二八事變前夕。南京國民政府于1931年4月20—25日召開全國航空會議,商討加快中國航空事業的良策,會議的焦點之一是發展航空工業,收到相關提案多達32個[30],而有關風洞的提案卻沒有一個。

這種政策氛圍反過來又對航空教育發展和人才培養造成負面影響,導致高等教育界乃至科學界對于開展高等航空教育并不積極。1929 年,空氣動力學大師馮·卡門(Theodore von Kármán,1881—1963)首次來華時,就曾向時任清華大學校長的羅家倫提出發展航空工程科學的建議,但未被羅接受[31]。當時的中央研究院也對航空學術漠不關心,將純粹科學性的天文研究置于優先位置。對此,馮·卡門認為,應當將研究重點轉向與國防有密切聯系的航空,而且頗為焦急地指出,“殊感緩急倒置,引以為恨,所盼能亟起直追,猶未晚矣”[32]。

不過,歷史地看,作為工業落后國家,中國早期采用缺環躍進路徑,致力于解決飛機的“有無”問題,快捷而較為有效。作為發展航空工業的一種技術路徑選擇,缺環躍進是不得已而為之,有一定合理性。這種追趕路徑導致焦點落在制造環節,固然對增加飛機數量有所幫助,卻有不能保障飛機性能足夠先進等隱憂。

進入中期,隨著日本軍國主義侵華的加劇,航空救國呼聲日隆,政府對于航空教育的政策出現重大轉變。在發展高等航空教育、人才儲備、政策引導方便做得頗有聲色。

1933年10月13日,航空署技術處長錢昌祚致書國防設計委員會秘書廳,認為發展高等航空工程教育為當務之急。建議在中央、交通、浙江三大學中選擇一所設立航空學系講座,并概算成立航空學系專門設備費需要10萬元,其中為空氣動力學試驗室配備小風洞連房屋儀器約需要5 萬元。同年10 月23日,清華大學校長梅貽琦(1889—1962)也在致國防設計委員會副秘書長錢昌照(1899—1988)函中提出一份“清華大學工學院增設航空講座辦法草案”[33]。草案中提議建立航空工程實驗室,包括風洞等設備需要3萬元。

1934 年4 月3 日,航空署在杭州召開技術會議,議程為確定該年度技術設施計劃,審議整個航空技術進展之實際方案[18]。8月,國防設計委員會在廬山牯嶺召開會議,決定指定國立大學至少兩校從速設立航空工程學系。10月8日,國防設計委員會、航空屬改組而來的航空委員會、教育部在南京會商,指定中央大學、武漢大學及交通大學應等單位設立航空工程學系,并為其航空工程設備的購置專門撥款。國防設計委員會改組為資源委員會后,1935年8月5日召集教育部和航空委員會會商進展情況。9月16,北洋大學亦向教育部申請設立航空工程學系,其中風洞設備費需9千元[34]。

通過一系列的措施,逐步儲備了相當數量的航空人才。一方面,清華大學、中央大學、武漢大學、交通大學和北洋工學院等院校相繼開設航空工程教育,培養起來一些飛機設計人才[33]。另一方面,留學生學習航空工程者逐年增加,1936 年為23 人,1937年增加到58~70人[1]163-164。

需要特別注意的是,專門的航空研究機構也成立了。1937年清華大學成立“航空研究所”,1941年在成都成立“航空研究院”。不僅如此,政府當局還提出一個頗為雄心勃勃的計劃,在南昌創辦頗具規模的中意合資第二飛機制造廠,并配套建設在當時亞洲規模最大的大型風洞。

所有這些,為中國的飛機研制路徑由缺環躍進轉向全鏈逐進奠定了基礎。然而,這一良好發展勢頭被日軍侵略中斷,政策也隨之再次轉變。因此,抗戰后期國民政府的相關政策就向缺環躍進路徑傾斜了。1943 年4 月,蔣介石向國民政府軍事委員會發出指令,“先集中力量從事飛機之研究及改良工作,尤須注意于材料之制造,使將來可以不借外力自造優良飛機”。這條指令明確將研制飛機的工作重心放在飛機材料研發上,在飛機的氣動布局研究上所下功夫不足,很大程度上還是圍繞跳過風洞做文章。因為采用完整程序研制飛機,飛行性能的擬定首當其沖,而飛行性能,在發動機相同的情況下,決定于飛機氣動布局,即欲走全鏈逐進路徑,不應弱化與風洞有關的事項。

至于后期,國民政府忙于內戰,對航空事業的熱情大減。出于歷史慣性,在航空教育與人才培養方面繼續做了一些工作外,政策引導就比較消極了。全鏈逐進的路徑日益萎縮。

總之,早期研制飛機,走缺環躍進基本能夠解決有無飛機的問題,飛機的技術性能反而在其次??箲鸨l后,作為武器裝備,飛機的性能成為優先考慮要素,需要在研制中采用最新最優的翼型,然而采用缺環逐進跳過風洞試驗而沿用已有的翼型設計不能滿足要求。由于技術傳播的滯后性,加之先發者對軍事技術的有意或無意的封鎖,追趕者不可能獲得最新的翼型設計,必須走全鏈逐進路徑,通過風洞試驗自主研制。這說明,技術追趕者的路徑抉擇,不單純是技術路徑的選擇問題,技術以外的政治、軍事、經濟等因素發揮著不可忽視的影響。中國開始研制飛機時技術壁壘較后來相對較低,如果及時建造風洞并采用全鏈逐進的追趕路徑,航空事業的發展當與現在看到的歷史有很大不同,但由于種種條件的限制,從開始就選擇了缺環躍進并長期居于主導地位,掉入“陷阱”從而失去了技術擴散早期階段的“機會”窗口,未能實現從“依附”到“自主”的跨越。

4 結語

全鏈逐進與缺環躍進兩條技術追趕路徑有著本質的區別。全鏈逐進是在整個技術鏈條上發起追趕,不會遺漏關鍵技術環節。能夠看清全貌,把握發展方向,具有獨立性與自主性。缺環躍進只從局部進行追趕,跳過了某些環節,有可能實現捷徑先達,不過可能存在陷阱,如果跳過的是關鍵環節,那么就錯過了核心技術的追趕,長此以往就會形成對外部世界的依賴,是一條依賴于先行者的“依附”型路徑。

全鏈逐進與缺環躍進的實施條件差別巨大。前者需要巨大的人力、物力投入和持久的政策支持。相對而言,缺環躍進的技術追趕較為容易實施。不同的國家,可根據本國國情和發展階段選擇不同技術追趕路徑。概略而言,中小國家利用國際分工,采取缺環躍進較為適宜,大國則是選擇全鏈逐進較為有利。中國早期的飛機研制,國力羸弱,各方面條件有限,全鏈逐進的技術追趕路線只是一度存在過且處于邊緣化地位,缺環躍進始終占據主導地位。

就當代中國的國內條件和面臨的外部環境而言,相對容易的缺環躍進追趕路徑絕非上佳選擇。近年來國內多個技術領域的遭遇說明,當下國際分工的規則與“契約精神”受到嚴峻挑戰,走缺環躍進的路徑易被他國所制約。歷史與現實反復警醒世人,走全鏈逐進的路徑是當代中國發展科技的正確道路。

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