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晨枫小苑

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晨枫  

西西河水浪打浪,一浪打到网易上。我本是喜欢纸上谈兵的一介草民,在西西河那边开了一个小铺子,这是海外华人的一个精神家园。我是一个一坐下来就不动窝的懒人,但架不住友人的邀请,到网易也开了一个茶摊。阿庆嫂是怎么说来着:来的都是客。希望您能喜欢我这小号。来来来,先握一个手! 当然,主有主规,客有客道。请勿随地吐痰,喧哗扰众,或者乱贴小广告。不欢迎指桑骂槐,更不准恶语伤人。

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鸡毛定将飞上天 - 谈中国200吨大运  

2009-11-30 02:47:59|  分类: 鹰击长空 |  标签: |举报 |字号 订阅

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空军建军60周年之际,中国大型运输机(简称大运)的战鼓一阵紧似一阵。中国大运已经呼之欲出,这根鸡毛是定将要飞上天了。

中国急需大运

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运8的原型是安-12,基本设计已经很老了,但还是中国空军的战术空运主力

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少量的伊尔-76是中国最大的运输机,数量和质量都不够

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美国空运力量里,C-130在数量上依然最大

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但中坚已经转向兼具战略空运的载重量和航程与战术空运的短距起落能力的C-17

大运是中国空军的心头之痛,只有数量严重不足的运-8和伊尔-76的中国空军的空运能力与现代化需要严重脱节,缺乏大运平台也成为预警机、战场监视飞机、电子战飞机、加油机进一步发展的瓶颈。

和美俄等大国相比,解放军的远程空中投送能力不足,但到底有多少不足?如果光看伞兵空投能力,除了武力制止台独的情况外,解放军并没有太急切的需要,要求大规模地增加伞兵空投能力。但是军用运输机的用处远远不止空投伞兵和物资。

中国正在执行一项全面精兵政策。精兵的依据是现代军队高度的火力、机动能力使依赖大量兵员的分兵把守作战方式不再必要,军事空运就是这其中机动能力的重要 一环。重装甲地面部队全面依赖空运,这在短时间内不现实,也不必要。但空军战斗机部队应该也有可能迅速地远程部署,以应付突发事件。我军新一代的歼 -10、歼-11战斗机已经有相当长的航程,为全疆域作战提供了良好的条件。然而,战斗机可以自己飞到战区,后勤保障部队的器材、燃油、武器没法自己飞到 战区,用地面运输时间太长,难以跟上战斗节奏。国庆50周年阅兵时,东海舰队的飞豹转场到北京参加检阅,三个月前就开始转运器材了。这一方面是我军对转场 部署经验和准备不足的体现,另一方面也是现代战机需要大量保障器材的写照。由于器材的体积、重量和前线机场的条件,军用运输机是实现战斗机远程部署的必要 保障。随着未来战争行动中空中力量使用规模的增加,中国空军对军用运输机的需求会急剧增加。即使兵员可以用征用的民航飞机运送,但装备和补给还是要靠军用 运输机。事实上,近年的几次美军大规模作战中,运输机出动架次和出动强度急剧增加,但用于空投的出动架次在总出动架次中无足轻重。

大运不光是“运”

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伊尔76不光是运输机,也是空警2000的平台

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从伊尔76发展过来的伊尔78则是很不错的加油机

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运8作为平台的电子战飞机也已经使用

军用运输机也是预警机、雷达监视机、电子战飞机、加油机等大型军用飞机的理想平台。美国用波音707、737、767等民航客机作为预警机、战场监视飞 机、电子战飞机、加油机等的平台,并在实战中取得了良好的效果,但这是在对手没有能力破坏美国空军基地的情况下取得的。大型民航客机要求跑道长、平整,要 求有相当的地面支援设施。全面大战时,这些设施是否能够保证是很成问题的。军用运输机对简易机场和简陋的地面保障设施具有天然的适应能力,对中国这样不能 保证大型机场的战时可用率的情况比较适合。同时,大型军用飞机也日益要求配备电子对抗天线、导弹来袭告警、箔条、闪光弹等对抗敌方地空导弹和空空导弹的设 施,需要具有空中加油能力来延长航程,军用运输机本来就有这样的要求,要加强这些方面的能力也比较容易、自然。民航飞机要增加这方面的能力就没有那么简单 了。

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经过简单改装,运输机可以作为巡航导弹的发射平台

在战术飞机和洲际导弹之间,中国还需要一个中远程的半战略打击能力,用于对深远目标进行核武器或者常规打击,这就是战略轰炸机。专业的战略轰炸机的设计和 制造都很复杂,代价昂贵。除了B-2那样的隐身轰炸机,从B-52到图-160都只能以远程空射对地攻击导弹(主要是空射巡航导弹)为主要打击手段,临空 轰炸已经过时了。既然轰炸机已经主要是巡航导弹载机,那没有理由不能用运输机完成同样的任务。空射巡航导弹可以安放在特制的托盘上,像空投物资一样从尾门 空投,在空中用阻力伞稳定后,导弹和托盘分离,点火,开始自己的飞行。理论上,这样投放的发射精度要受一点损失,但在运输机尾安装一个微波雷达或激光装 置,在空投过程中实时测定导弹-托盘的三维位置,结合机载精确导航系统,可以实时补偿导弹的发射姿态,校正导弹的发射数据,发射精度是可以解决的。何况巡 航导弹的命中精度不取决于发射精度,而是取决于中途和末端制导的精度。非加压的机舱要打开尾门空投的话,只能在中低空进行,空射巡航导弹的射程可能有所损 失。只要在驾驶舱和机舱之间加装一道耐压气密舱壁,所有机组人员都安排在加压舱内,空投通过遥控进行,高空发射的问题也是可以解决的。

大运应该突出“大”字

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C-130能够运载Stryker,但十分勉强

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但M1坦克就只有C-17才能运载了。C-5当然也能运载坦克,但不能在野战机场上起落

中国空军现在的主力军用运输机是运-8和伊尔-76。运-8总重约60吨,最大载重约20吨,是和世界上使用最广的C-130同级的运输机,性能良好,功 能完善,使用灵活,尤其适合用于空降伞兵和空投一般物资,但用于运载快反部队的机械化装备时,就有点勉为其难了。这里有两个问题:载重量和货舱尺寸。美军 的LAV和斯崔克轮式装甲车的大小和重量是围绕着C-130的装载能力设计的,M8轻型坦克也是一样。这样一来,战场上需要的防护能力、火力受到运输机能 力的限制,车辆的外装器材和武器也受到限制。这种削足适履的做法在美军中受到强烈批评,对快反装备的发展也带来极大的限制。美军由于已经装备了大量的C- 130,只能将错就错,或者大量使用可拆卸模块,到达目的地后再组装上去。中国空军装备的运-8在数量上远远不能和美军的C-130相比,还没有到必须削 足适履的程度,有机会更改,所以不应该将大运局限在这个吨级上。

伊尔-76总重约160吨,最大载重约47吨。这是前苏联为取代运-8的原型安-12而设计的,速度更快,航程更远,载重量更大,并保持了良好的野战机场 起落性能。中国进口了相当数量的伊尔-76,使用经验十分满意。但伊尔-76的基本设计是60年代的,货舱高3.4米,货舱宽3.45米(这是圆形截面机 舱的最大宽度,实际上尾跳板宽度要小一些,这才是限制车辆宽度的关键),并没有刻意考虑机舱宽大的问题,只能勉强装载俄罗斯的T-72坦克,用于现代具有 加强装甲和诸多附加装备的装甲车辆太局促。在载重量上,伊尔-76同样很局促,勉强能装载T-72,但不足以装载中国的96、99式坦克。

美军最新的运输机是C-17。C-17总重约265吨,机舱宽 5.48米,高3.76米,机舱宽大,可以运载M1坦克;载重量大,达75吨;航程远,达4400公里,有空中加油时可以达到无限航程;起落性能好,对跑 道长度和压力的要求不超过C-130。C-17集C-130的野战机场起落性能和C-5的战略运输性能于一身。战略运输机战术化,这是世界大运的一个重要 趋势。不仅美国,加拿大、英国、澳大利亚也装备了C-17。一些北约国家(保加利亚、捷克、丹麦、爱沙尼亚、拉脱维亚、意大利、立陶宛、荷兰、波兰、罗马 尼亚、斯洛伐克、斯洛文尼亚)联合起来,匈牙利和挪威也加入,以北约联合的名义也购买的C-17,德国、瑞典、日本甚至印度也在考虑购买C-17的问题。 这些都不是远征军型的国家,也没有第82师那样的大编制空降兵,但依然购买价格不菲的C-17,就是因为C-17代表了未来的大运方向。中国大运不一定要 达到C-17的水平,但如果不向那个方向努力,那将可能成为鸡肋。所以大运的重载短距起落能力十分必要。此外,机舱还要足够宽大。当然,说宽度,实际上还 包括高度。很多现代机动装备的重量还不是太大,但尺寸很大。像直升机,只有大卸八块才能空运。在战时,尽量少拆卸,尽量减少战场组装时间,对于赢得战争可 能有决定性的意义,也减少装备的损坏。

大运要能够装载主战坦克

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伞兵不是不想要装甲,只是限于空运能力的限制,只能满足于轻型的薄皮货。长期以来,M551是美军伞兵的唯一装甲车辆,但这东西毕竟装甲太薄

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M8曾经打算作为美军下一代轻型坦克,但后来下马了

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苏军也有自己的空降自行反坦克炮,这是85毫米的ASU85

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俄罗斯最新的2C25装备了125毫米低后座炮,火力大大加强了,但装甲依然薄弱

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中国伞兵的火力和机动能力今非昔比了,但毕竟还是太轻

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伞兵战斗车也只是第一步

运输机能够运载主战坦克不是一个很奢侈的要求。空降作战的制胜要素一在突然,二在突击力。伞兵是从空降步兵开始的,在二战和战后早期,空降步兵的使命是用 随身携带的轻武器空降,夺取并扼守敌后要地,直至地面的重装甲部队前来汇合。但是现代战场上的火力强度已经不是那个时代可比的了,再先进的轻武器毕竟是轻 武器,只有轻武器的伞兵很难抵挡住具有重装甲部队的敌人的反冲击,空中力量不可能每时每刻都提供必要的火力支援,因此也难以填补地面重火力不足的空隙。另 外,战场的生命力在于机动,只能徒步作战的伞兵将难于适应作战地域和战线的移动,或者利用敌后防范疏漏的空隙空降然后快速奔袭。在装甲车辆在后方部队中也 已经普遍装备的时候,只有徒步和轻型车辆能力的空降兵只能攻克基本不设防的目标,最多就是警察局一类的东西,稍微有点坚固防御的地方就不要惹事生非。这给 空降作战的实用价值大打折扣。现代伞兵的机械化和重型化是必然趋势。美军伞兵大量装备悍马,不仅用于运输,更用于装载反坦克导弹、防空导弹、轻型火炮等重 武器,装甲悍马更加为伞兵提供一定的装甲防护。第82空降师直到90年代还迟迟不舍得把早已老旧的M551“谢里登”轻型坦克退役,在第一次伊拉克战争中 最先登上沙特土地的美军装甲部队就是第82空降师的M551,就是因为M551依然是美军伞兵最重型的武器,是唯一具有空投能力的坦克。苏军走得更远,早 就装备了履带式的空降自行反坦克炮和伞兵装甲战斗车,伞兵甚至可以乘坐在具有速射炮和反坦克导弹的伞兵装甲战斗车内一同空投,一落地就立刻投入战斗,极大 地增加了伞兵的冲击力和地面机动能力。中国空降兵也具有了伞兵战斗车。

未来伞兵作战不会再在浅近纵深空投了,浅近纵深的蛙跳作战应该由使用更为灵活的机降部队完成。伞兵需要夺取并扼守深远纵深的目标,威胁敌主要战略方向;援 救被围困的友军等待大部队的增援;或者在深远纵深空投,然后从意想不到的方向对正在给我军正面造成巨大压力的强敌侧背发动强大的反冲击,瓦解敌军攻势。这 一切已经不是依靠轻武器徒步作战的传统伞兵所能够完成的了,而是需要伞兵拥有自己的空降装甲力量,并在夺取适合运输机起落的土跑道或正规跑道后,接受常规 重装甲分队的支援。即使能运进一个规模不大的重装甲分队,在敌人力量薄弱的后方也具有极大的意义,极大地增强了伞兵对坚固目标的突击力和对敌装甲反冲击的 抗击能力。事实上,如果局限于轻装徒步作战的话,未来伞兵将难以超过营建制在深远敌后空降作战,伞兵的有用性将大受限制。因此,能够运载主战坦克和在野战 机场的土跑道上起落就应该成为大运的基本要求。即使不用于运载主战坦克,载重量较大的大型运输机也比较小的中型运输机对空投重型装备有切实的优越性。空投 不是一个“能”与“不能”的问题,空投下去一支力量,就要形成战斗力,也就是说,需要在较短时间内形成一定的数量。然而,适合空投的场地和时间窗口都是有 限的,较大的运输机可以在一次通过中空投更多的装备,减少空域的拥挤。较小的运输机则需要增加批次,在空中保持队形和间距,逐次空投,才能达到同等数量。 这延长了本来就危险的空投作业的时间,增加了敌人反应的时间,增加了行动的风险。对于在敌后土跑道的突击着落后的卸载,也是一样的道理。

200吨总重不是偶然的

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伊尔76能装载T-72坦克,但很明显,在重量和尺寸上都达到了极限,而新型坦克的宽度和高度常常由于附加装甲而更大

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空运坦克是C-17的专长

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宽大的机舱加上较大的载重量极大地增加了C-17的使用灵活性,这是在装载一个大型“鱼缸”,用于空运曾在电影Free Willy里出演的巨大鲸鱼Keiko

较大的载重量、较宽敞的机舱,这将是大运的特点,但凡事都有一个度,超越了真理一步就是谬误。大运不是越大越好。更大的大运不仅设计、制造的难度增加,采 购和使用的成本也增加。如果能力大量闲置,这是极大的浪费。既然运载主战坦克是大运运载能力的上限,而中国主战坦克的重量不及美国M1那样变态,这就决定 了中国大运没有必要和C-17一样大。机舱尺度应该能够容纳现役和计划中的主战坦克,以及红9甚至东风15这样需要战略机动的武器系统。

在航程上,大运也不需要想C-17那样考虑全球空运的问题。在可预见的将来,全球快速部署不是中国军队的主要使命,所以大运航程可以比C-17降下来一点,4000公里就足够全疆域到达了。如果有联合国维和行动的需要超过航程的能力的话,可以在友好国家中途加油。

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C-17的绝技不仅在于较大的载重量,还在于粗糙跑道上的短距起落能力

大运在粗糙跑道上的短距起落性能应该至少和伊尔-76相当,也就是和运-8接近。同时具有战略空运能力和战术起降能力是大运的基本要求。加上军用运输机的 一般基本构型,中国大运就差不多成型了:上单翼,大尾门,多轮机腹起落架,至少4-4.5米宽的机舱,四发,载重量约50-60吨,最大起飞重量约200 吨,航程约4000公里,这是中国大运的理想起点。根据中航总经理胡晓峰的说法,将在年底亮相的中国大运已经定位在200吨起飞总重,这不是偶然的。但这 不会是终点,随着技术和需求的进步,总重的稳步增长是肯定的。

千里之行,始于何方

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长期以来,一直盛传伊尔76将作为中国大运的起点

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中国和乌克兰就安-70合作的传言也是不绝于耳

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但中国大运的出路在于全新设计,这是传说中的设计方案之一

中国大运有3个起点可以考虑:

1、   伊尔-76
2、   安-70
3、   全新设计

伊尔-76是成熟的飞机,换用新的超临界翼、高效的先进涡扇发动机和先进航电之后,还是一架很好的运输机。但伊尔-76的技术水平停留在60年代,最大的 问题是机舱不够宽大,只有3.45米宽,而比伊尔-76小的安-70和A-400M都达到4米宽了。重新设计宽大的机舱就把原设计推倒重来了,也就谈不上 什么起点了。在运输机(民航客机也是一样)的诸多设计参数中,机舱截面上最铁打不动的一个。机身长度可以加长,机翼翼展可以加长,垂尾可以加高,驾驶舱电 子设备可以更改,发动机更换更是家常便饭,但机身截面是从不更改的。这是飞机的皮,皮之不存,毛将焉附。在民航客机里,波音707的机身截面奠定了早期波 音的基础,缩短机身、更换机翼、改为机尾三发,就成了波音727;进一步缩短机身,改为翼下双发,就成了波音737;即使波音757也采用了同样的上半机 舱结构。空客的A-300的机舱截面也很长寿,缩短就成了A-310,A-330/340采用了全新的机翼,但机舱还是和A-300相同。若不是来自波音 787的巨大压力,A-350本来还要继续用A-300 的机舱截面。从伊尔-76开始太鸡肋,这不是好起点。

安-70是原苏联解体前研制的用于取代伊尔-76和安-12的运输机,采用先进的桨扇发动机,兼具涡扇的速度和涡桨的经济性。苏联解体后,乌克兰的安东诺 夫设计局独力接手,但在经济困难和技术体系瓦解的重压下,举步维艰。安-70的机舱对于战术运输机来说已经很宽了,达到4米,高度达到4.1米。虽然总重 只有145吨,比伊尔-76低,但最大载重相同,达到47吨。安-70的问题在于桨扇发动机不够成熟,载重量也不够理想。安东诺夫和中国合作,把安-70 改成翼下吊挂4台涡扇,这在技术上一点问题也没有。涡扇的选择余地大得多,实在不济,中国自己从军用涡扇改进也是一条路。短距起落性能稍微受损可以用改进 的机翼设计来补偿,像C-17那样采用喷气襟翼应该可以基本恢复短距起落性能。在重新设计的过程中,把载重量增加到50吨以上,可以运载中国最新的主战坦 克,这一点问题也没有。这个方案需要安东诺夫的合作。中国和安东诺夫在ARJ-21客机项目上已经有过紧密合作,安-70要是没有外援,眼看就要坚持不下 去了,乌克兰方面应该对合作没有抵触。但这依然不是理想起点,只能达到中国理想大运要求的下限。大运要使用至少30年,要使未来30年内不过时,发展潜力 很重要。

全新设计是最能满足中国大运要求的,全新设计不仅可以针对中国的要求最优化,还能按新概念增加设计功能,比如在机翼设计时就考虑增加吊挂加油吊舱的位置和 管路,燃油管理系统和机舱设计也考虑空中加油的需要,这样可以在运输机和加油机之间灵活转换,一机多用;在机舱截面设计时,考虑采用更加接近圆角矩形的截 面,增加实际可用机舱容积;加油吊舱的外挂点还可以进一步扩充到其他用途,如自卫电子战吊舱和拖弋式反导弹诱饵吊舱,以提高在高危空域的生存力。全新设计 对中国航空工业的好处超过了一架优秀的大运,这还有助于打造中国研制、生产、改进大型飞机(简称大飞)的一条龙,最终向正在同步进展的大客转移技术和管理 经验,意义甚至超过了歼-10。当然,全新设计也是对中国挑战最大的。中国缺乏大运的设计和制造经验,但科学技术不是巫术,大运也不是突破世界航空科技的 前沿,投入足够的人力、物力,把前人走过的路再走一遍,困难是可以克服的。

鸡毛如何飞上天

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这是中国大运的另一个想象图,尽管有粗陋之处,但显示出中国人对于大运这根鸡毛飞上天的急切盼望

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大运不光是中国空军的急需,也将为中国大客趟开一条路,大运的经验和技术积累无疑对大客的进一步发展有重要意义

美苏航空技术在40-50年代爆发性发展和英国、俄罗斯航空技术在60年代和90年代之后衰落的经验表明,航空技术的发展取决于:
1、持续、稳定的高投入
工程技术的持续发展更多地依靠坚持不懈,而不是灵机一动。很多技术前沿已经超过现有科学理论的范围,技术进步只有靠不断摸索,这是一个烧钱的过程。
2、重大项目的接力开发以迅速积累经验
一个项目完成时,是总结经验、避免错误的最好时机。渐进的接力研发可以迅速积累经验,而断续研发之间的冷却期通常也是经验教训的流失期。这和作高等数学难题一样,放下一段时间再回过头来做,就需要较长的时间重新进入状态。
3、大量生产和使用以预期结合实际
恶魔在于细节之中,很多设计和制造缺陷不经过大量的生产和使用难以发现。
经过30年的改革开放,中国的综合国力已经跃居世界前列,有条件持续、稳定地高投入了。中国空军有急切的需要,在客观上也使大量生产和使用成为可能。中国航空的空白众多,迅速填补各个空白本身就是一个接力研发的过程。种种条件使得中国航空实现起飞处于全所未有的有利时机。

除了大运之外,中国还在研制大型客机(简称大客)。型号为C-919的大客实际上只能算中客,因为这是和波音737、A-320同一等级的。这样的定位自 有技术和经济上的依据,但中国的雄心不止于此,只是雄心和风险要有所平衡,中国不需要另一个大跃进。空军对大运要求急迫,空军对风险和成本的承受能力比民 航强,先从大运入手,在研发大运的过程中,飞机上的各种系统的研发同步跟上,通过在大运上的实际应用,在实践中不断改进,提高性能和可靠性,为在大客上用 国产设备创造条件。先行一步的大运的成功对中国航空工业在用户中建立信誉十分重要。这证明了几个重要问题:
1、中国航空工业有足够的能力解决大型飞机的空气动力设计、结构设计和制造、航电的设计、制造和系统综合问题
2、中国航空工业有足够的能力组织和管理大型飞机研制和生产过程,按时间、按预算地完成研制开发
3、中国的大型飞机的性能、质量和可靠性是出色的
有了这样一个开头,国家进一步在大客上投资就是一个容易得多的决定,买家也不会那么犹豫,乘客也不必在性命和爱国之间选择了。

大运是军用的,但这不等于就无法获得国际合作。和西方在大运上深入合作或许有困难,但和俄罗斯或乌克兰合作还是有机会的。即使在总体设计上难以达成合作, 在具体技术上还是有可能实现合作。然而,大运作为中国大飞的第一炮,原则应该以我为主,否则大运将难以达到催生中国大飞事业的目的。合作应该集中在采用国 际上行业标准的开放结构上,追求“即插即用”的互换性,将国际上先进、合用的产品为我所用。在拿来主义的天下精华一大抄的同时,国产的系统和器件积极按照 国际上行业标准设计,取得经验和可靠性的记录,逐步达到和进口系统的互换。应该注意的是,国产设备不是简单的进口替换,而是应该和进口产品在公平的基础上 择优竞争。扶持在一开始是可以的,但养成习惯就不行了,所以目标不能设得太低,否则永无出头之日。光靠价廉是不行的,用进口设备点缀也是不行的,必须在本 质上有竞争力,有发展余力。在大运上先行的关键技术是要用在大客上的,大客不是汽车,可以四年换一代,飞机公司没有这个能量,航空公司也没有这个胃口,空 军也不会答应。

坚持不懈,脚踏实地,破除迷信,中国大飞这根鸡毛是注定要飞上天的。
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