文/李志

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航空生產體系（二）俄羅斯航空的昨天、今天和明天——俄羅斯國家航空科學中心

文/李志

20世紀50年代，在蘇聯(lián)幫助下我國了建立航空工業(yè)生產體系，但航空科研體系則是20世紀60年代初才開始逐步建立的。當時國防部六院成立的第一個主機所就是現(xiàn)在的沈陽飛機設計研究所，然后陸續(xù)建立了沈陽發(fā)動機所、試飛院、一飛院等，70年代初建立的成都飛機設計研究所。這些研究機構建立時，雖然我們已經得不到蘇聯(lián)的援助，但依然是按照蘇聯(lián)航空模式建立的，依稀能夠看到蘇聯(lián)設計局的影子。

但是，如果深入研究蘇聯(lián)和俄羅斯的航空工業(yè)科研和生產體系后，我們就會發(fā)現(xiàn)，中俄雙方的差別還是很大的。蘇聯(lián)幫助中國建立的主要是飛機制造廠，在蘇聯(lián)稱為批生產廠，而各種設計所則是我們按照自己的理解建立的。中國航空工業(yè)與俄羅斯乃至世界其他航空強國相比較，差距最大的地方是缺少系統(tǒng)的基礎研究體系和頂層規(guī)劃機構。

概述

研究近20年俄羅斯航空工業(yè)的發(fā)展情況后，我們發(fā)現(xiàn)，蘇聯(lián)解體后，大約有15年的時間俄羅斯航空工業(yè)基本上沒有向前發(fā)展，而且從業(yè)人員的數(shù)量和素質還大幅下降，這一時期可以稱為停滯期。反觀我國，近15年里，除了在無人機方面中國發(fā)展較快，超過了俄羅斯以外，在有人機研制方面則仍然沒有趕上或超過俄羅斯。筆者認為，一個重要原因是我國基礎研究薄弱，發(fā)展后勁不足——當我們開始與世界航空水平“比肩接踵”時，已經很難直接借鑒別人的現(xiàn)有成果，而只能依靠自己的科研力量去攻關。這時候，基礎科學研究的作用就體現(xiàn)出來了。例如，材料科學的研究，空氣動力學、飛行力學、強度、控制、無線電等基礎學科的研究，以及相應試驗手段的建設都起到至關重要的作用。

在航空技術基礎研究方面，俄羅斯可以分成三個層次。處于第一層次的是俄羅斯中央空氣流體動力研究院，與美國的NASA有一些相同。該研究院有幾十座風洞用于研究飛機的氣動布局、翼型、進氣道等，還有各種強度實驗室用于研究飛機的靜強度、顫振、強度規(guī)范，也有各種飛行仿真設備，用于研究飛機的飛行動力學、飛行控制等航空共用技術。

處于第二層次的是航空技術裝備論證和使用研究方面，這一領域的領頭單位是航空系統(tǒng)研究院，以及法斯特沃靶場。

第三層次是航空應用技術研究，開展航空基礎研究的還有中央航空發(fā)動機研究院，航空材料研究院、飛行研究院等。

蘇聯(lián)/俄羅斯航空技術基礎研究體系，包括現(xiàn)在最新成立的俄羅斯國立研究中心（茹科夫斯基研究院）所屬的中央空氣流體動力研究院（TsAGI）、航空（武器）系統(tǒng)研究院（GOSNIIAS）、新西伯利亞航空研究院、航空發(fā)動機研究院等。

本文主要介紹俄羅斯國立研究中心的主體——以茹科夫斯基命名的中央空氣流體動力研究院，也稱為俄羅斯航空科學中心，其他4家機構將在后續(xù)文章中予以介紹。

俄羅斯國立研究中心——茹科夫斯基研究院的成立

首先介紹一下俄羅斯國立研究中心的情況。

2014年11月5日，普京總統(tǒng)簽署了俄羅斯聯(lián)邦法令“關于國立研究中心茹科夫斯基研究院的聯(lián)邦法”，此法的頒布，宣告以俄羅斯中央空氣流體動力研究院為基礎的國家研究中心正式成立，并確定了其法律地位。在俄羅斯的法律文件上，正式名稱為“國立研究中心——茹科夫斯基研究院”，但目前門口的牌子依然書寫著：“國家航空科學中心——中央空氣流體動力研究院”。

目前，在俄羅斯只有兩家國立研究中心，第一家為國立研究中心庫爾恰托夫研究院，該中心從事核領域的基礎研究，根據(jù)2010年7月27日220號《關于國立研究中心庫爾恰托夫研究院的聯(lián)邦法》組建。航空科學中心的策劃成立也有些時間了，早在2008年，時任總統(tǒng)的梅德韋杰夫就簽署總統(tǒng)令，籌備成立茹科夫斯基國家飛機制造中心；2013年1 2月5日，普京總統(tǒng)又簽署總統(tǒng)令，批準成立茹科夫斯基國立研究中心。

這個中心屬于聯(lián)邦單一制企業(yè)，所有經費來自于聯(lián)邦國有預算，相當于我國的事業(yè)單位編制。該中心總部位于莫斯科東南郊外的茹科夫斯基市（莫斯科的衛(wèi)星城），中央空氣流體動力研究院院內。這個研究中心將分兩個階段組成，第一階段吸收了5家研究機構，除以茹科夫斯基命名的中央空氣流體動力研究院外，還有以巴蘭諾夫命名的中央航空發(fā)動機研究院（莫斯科）、航空系統(tǒng)研究院（莫斯科）、西伯利亞航空科學研究院、航空系統(tǒng)研究院所屬的法烏斯特沃試驗靶場（莫斯科郊區(qū)）。

該中心的研究范圍包括：組織和進行科研工作，開發(fā)航空技術裝備優(yōu)先發(fā)展方向的新技術，加快科研開發(fā)成果轉化到制造階段的進程，實現(xiàn)科研成果在航空制造業(yè)的應用，促進俄羅斯聯(lián)邦經濟增長。該中心還應致力于擴展與航空工業(yè)及其他工業(yè)部門的機構的科技合作活動，以促進技術創(chuàng)新和應用，提高俄羅斯機構的產品和服務的競爭力。

第二階段旨在提高中心的管理能力，優(yōu)化財政，但時至今日仍沒有提出中心的擴大計劃。

國立研究中心的管理機構包括監(jiān)事會、總經理和董事會。中心管理機構的權力根據(jù)俄羅斯聯(lián)邦立法和中心章程確定。監(jiān)事會是中心最高管理機關。監(jiān)事會成員由聯(lián)邦政府主管工業(yè)和國防工業(yè)的部門負責提名，俄羅斯聯(lián)邦政府任免，任期5年并可提前解職。中心監(jiān)事會由15名成員組成，其中包括：俄羅斯聯(lián)邦總統(tǒng)代表1名；俄羅斯聯(lián)邦聯(lián)邦會議代表2名（俄羅斯聯(lián)邦聯(lián)邦會議兩院各有1名代表）；俄羅斯聯(lián)邦政府代表8名；俄羅斯科學院代表1名；工業(yè)和國防工業(yè)綜合體組織代表2名；中心總經理，因其職務擔任監(jiān)事會成員。

目前，該中心所屬的5家研制單位仍然是分散管理，獨立從事各項研究工作。

國家航空科學中心/國立研究中心茹科夫斯基研究院正門

國立研究中心茹科夫斯基研究院門前廣場，左側建筑為垂直風洞

國立研究中心茹科夫斯基研究院的功能和作用

按照俄羅斯聯(lián)邦頒布的“國家研究中心茹科夫斯基研究院的聯(lián)邦法”的規(guī)定，該中心活動的目標是組織和進行科研工作，開發(fā)航空裝備優(yōu)先發(fā)展方向的新技術，加快科研開發(fā)轉化到制造階段的進程，實現(xiàn)科研成果在航空制造業(yè)的應用，促進俄羅斯聯(lián)邦經濟增長。中心應致力于擴展與航空工業(yè)及其他工業(yè)部門的機構的科技合作活動，以促進技術創(chuàng)新和應用，提高俄羅斯機構的產品和服務的競爭力。

其職能范圍包括：

1)實施科學研究活動，航空制造新技術的適用開發(fā)和科研支持；

2)在航空制造領域實施大型創(chuàng)新項目時，研究并提出各單位科研、科技和生產活動的協(xié)調建議；

3)促進發(fā)展航空工業(yè)領域的科研基礎設施和創(chuàng)新基礎設施；

4)參加航空制造領域科學人才的培養(yǎng)；

茹科夫斯基研究院積極參與航空領域的國際合作

5)評估航空制造領域研究和開發(fā)水平、航空工業(yè)技術發(fā)展水平和科學活動效率；

6)預測俄羅斯聯(lián)邦航空制造領域的科學技術發(fā)展；

7)參與航空工業(yè)發(fā)展的國家科技政策制定；

8)參與實施航空制造領域的國際科學和科技合作；

9)應用航空機構專家取得的科技成果，發(fā)展俄羅斯聯(lián)邦其他經濟部門。

這是整個國家研究中心的職能，具體到中央空氣流體動力研究院，其科研活動主要包括如下若干方向：

⊙ 飛機、直升機、導彈及其他飛行器的空氣動力學；

⊙ 飛行器動力裝置的空氣動力學；

⊙ 飛行器的飛行動力學和控制系統(tǒng)；

⊙ 飛行器的穩(wěn)定性和操縱性分析；

⊙ 研發(fā)主動降低飛行器載荷的系統(tǒng)，研究提高飛行器飛行安全性方法，以及改善飛行員信息保證條件；

⊙ 研發(fā)飛行動力學模擬試驗臺，研究機動飛機和直升機的起飛和著陸特性、機動性；

⊙ 航空結構強度研究，飛行器結構承力布局形式研究；

⊙ 結構疲勞特性、耐久性研究，產品的靜強度和熱強度研究；

⊙ 所設計飛機給定疲勞壽命保證條件研究，現(xiàn)有飛機使用安全性研究；

⊙ 飛行器氣動彈性研究，包括生產用飛行器和部隊現(xiàn)役飛行器；

⊙ 氣動力（吹風）模型設計、加工的計算機技術研究；

⊙ 航空火箭和空間技術地面試驗所需要的試驗裝置設計；

⊙ 氣動熱動力學和燃氣動力學；

⊙ 流體動力學研究；

⊙ 航空聲學；

⊙ 飛機和直升機備選動力源研究；

⊙ 工業(yè)風扇研究；

⊙ 微波技術；

⊙ 離子云物理學研究；

⊙ 納米技術研究；

⊙ 高精度機床和加工中心

中央空氣流體動力研究院對蘇-27等第3 代戰(zhàn)斗機的研制也作出了重要的貢獻。圖為陳列在俄羅斯空軍博物館的蘇-27第一架原型機T-10-1

從法律文件看，國立研究中心不僅保留了中央空氣流體動力研究院原有功能，而且擴大了范圍。由于中央航空發(fā)動機研究院和新西伯利亞航空研究院原來都屬于中央空氣流體動力研究院，因此，這三家研究機構的功能和作用大致相同。航空系統(tǒng)研究院和法烏特沃靶場原來也是一家研究機構。實質上，國立研究中心就是中央空氣流體動力研究院與航空系統(tǒng)研究院的合并。目前情況看，航空系統(tǒng)研究院仍是獨立的，其情況將在后續(xù)文章中介紹。

從職能上看，中央空氣流體動力研究院除了獨立開展航空基礎科學研究外，他的第二項重要職能——對各設計局提出的飛機研制方案進行評審，并提出方案修改建議。研究院的研究領域覆蓋了飛機的空氣動力學、飛機參數(shù)的選擇和論證、動力裝置（發(fā)動機）空氣動力學、飛機的穩(wěn)定性和操縱性問題、飛行控制系統(tǒng)綜合等。

這些課題的研究是十分必要的，通過中央空氣流體動力研究院的專家評審，可以避免各設計局飛機設計方案發(fā)生顛覆性的錯誤。而且通過一系列的風洞試驗、強度試驗和飛行控制系統(tǒng)試驗，可以暴露出各設計方案氣動布局、結構設計、穩(wěn)定性和操縱性方面的問題。研究院可以從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律性的問題，進行深入研究，并作為共性技術，指導整個航空工業(yè)。

例如，在蘇-27和米格-29等第3代（俄羅斯稱為第4代）戰(zhàn)斗機的研制中，雖然翼身融合體布局是蘇霍伊設計局最早提出來的，但經過中央空氣流體動力研究院評審和吹風試驗后，一方面完善了原布局，另一方面也對米格-29的氣動布局產生了重大影響。從國家角度出發(fā)，這是有利于航空事業(yè)的發(fā)展的。

中央空氣流體動力研究院除了上述兩大功能外，第三大功能就是其強大的試驗能力?？梢哉f，20世紀90年代俄羅斯最困難時期，該研究院主要是依靠試驗手段渡過難關的。

歷史回顧——中央空氣流體動力研究院的創(chuàng)建與發(fā)展

在最近三百年多年的歷史上，俄羅斯民族出現(xiàn)了一大批杰出人才，文學、藝術、自然科學、工程技術各方面都有。他們對自己的國家、乃至世界都產生了深遠的影響，如托爾斯泰、普希金、柴可夫斯基、門捷列夫、茹科夫斯基、齊奧科夫斯基等。中央空氣流體動力研究院的創(chuàng)始人，就是俄羅斯航空之父、世界著名的空氣動力學專家茹科夫斯基教授。

俄羅斯航空之父尼古拉·葉戈羅維奇·茹科夫斯基

茹科夫斯基塑像

中央空氣流體動力研究院的第二任院長查普雷金

很有意思，中央空氣流體動力研究院居然是在“兵荒馬亂”的年戰(zhàn)爭年代成立的，而且由民間發(fā)起，并非出于政治和軍事的考慮，完全是為了適應世界航空科學的發(fā)展趨勢而成立的。但得到了以列寧為首的蘇共中央的大力支持。

1918年6月15日至25日，“十月革命”剛剛結束，蘇維埃政權成立還不到一年，這時候在莫斯科召開了第二次全俄（蘇聯(lián)第一次）航空代表大會。在茹科夫斯基教授的倡議下，大會確認：有必要成立一所高度自主的航空科學研究機構。1918年10月30日，茹科夫斯基正式在蘇聯(lián)最高國民經濟委員會科學技術部會議上提出了成立中央空氣流體動力研究院的方案。

T-101風洞

當時蘇聯(lián)專家已經認識到，飛機的設計與制造是一個非常復雜的技術領域，不深入研究飛行技術的基礎科學是無法成功地向前發(fā)展的。因此，不僅要解決飛機空氣動力學、操縱性和穩(wěn)定性、強度和載荷等基礎科學問題，還需要建立一系列專門的實驗室，作為開展研究的手段。科學技術部同意了茹科夫斯基的建議，決定在科學技術部內設立空氣動力學分部，并任命茹科夫斯基為該分部的“科學方面的專家”，圖波列夫作為“技術方面的專家”。

當時的國際背景的影響也很重要，英、法、德、美等航空強國已經紛紛成立了航空器和浮空器的研究機構和組織。例如，法國在1908年成立了埃菲爾試驗研究所；英國于1909年組建了皇家航空和浮空飛行委員會（RAE），成立了國家物理實驗室（NPL），并開展研究工作；在德國，1908年開始擴大哥廷根普朗特試驗研究所的研究范圍，并在1912年在柏林郊區(qū)成立了德國空氣動力研究所（DVL）。1915年，美國也成立了國家航空咨詢委員會（NACA）。這些國家在空氣動力學基礎領域做了大量研究工作，如飛機的布局、翼型的研究，為后期航空事業(yè)的飛速發(fā)展奠定了基礎。

雖然蘇聯(lián)政府剛剛成立，經濟困難，國家百廢待興。但列寧本人以及他所領導的蘇共中央非常支持這個研究院的成立，親自批準了該院的成立方案。當時的中央空氣流體動力研究院下設7個室（現(xiàn)在稱為“分部”）：基本理論、動力裝置、飛行器、結構研究與設計、空氣動力學和流體力學、空氣動力學科學技術、流體動力學科學技術。

1921年3月7日，中央空氣流體動力研究院創(chuàng)始人茹科夫斯基去世，蘇聯(lián)人民委員會決定授予他“俄羅斯航空之父”稱號。此后就以他的名字命名該研究院，并一直延續(xù)至今。

T-128風洞

T-5風洞

T-131高超聲速風洞

第二任院長由著名的數(shù)學家和理學家恰普雷金擔任，當時稱為中央空氣流體動力研究院委員會主席，圖波列夫則是副院長之一。

T-105垂直風洞

T-105垂直風洞的外觀

飛行模擬器

1926年，初步形成了研究院的7個主要研究方向（研究室）：基礎理論研究室、試驗空氣動力學研究室、螺旋槳發(fā)動機研究室、風力發(fā)動機研究室、航空材料和結構實驗室、飛機/水上飛機設計和試制室、總體室。后來又增加了飛行和領航室、飛機設備設計室、浮空飛行實驗室?？傮w上看，在建院初期，除了進行基礎研究之外，研究院還實際設計各種飛行器、發(fā)動機、機載設備等?？梢哉f是產-學-研一體化的研究模式。

中央空氣流體動力研究院在試驗基地建設上發(fā)揮了巨大的作用。首先是大型試驗用風洞（含水洞）群的建設。目前，研究院仍在使用的亞聲速、跨聲速和超聲速風洞群包括：T-101、T-102、T-103、T-104、T-105、T-106、T-109，T-116、T-117、T-128、T-1-2、T-5、T-131等。其中T-101風洞可以為全尺寸飛機進行吹風，早期研制的低速飛機可以將整機推入風洞進行試驗；T-105為垂直風洞，可以開展飛機尾旋研究。

在飛行控制系統(tǒng)試驗設備方面，有系列飛行模擬器設備，如飛行模擬器PS-10M、PSPK-102等。中央空氣流體動力研究院不僅自己使用飛行模擬器開展研究，還為用戶開發(fā)飛行模擬器，迄今為止，他們已經為俄羅斯和歐洲開發(fā)了多款飛行模擬器。

在強度方面，中央空氣流體動力研究院負責制訂軍民用航空的強度規(guī)范、適航性規(guī)范，也建設了一系列的強度試驗和研究實驗室。該研究院擁有全機靜力實驗室一座、全機疲勞實驗室一座、航空聲學實驗室三座：AC-2、AC-11、RK-1500，還有一個浮動式彈射器。研究院可以承擔大型軍用飛機、民用飛機的所有強度試驗。如伊爾-96，圖-334等飛機的強度試驗就是在該研究院的靜力實驗室完成的。

全機靜力實驗室

全機疲勞實驗室

航空聲學實驗室

中央空氣流體動力研究院現(xiàn)狀

中央空氣流體動力研究院從成立到20世紀90年代，一直處于發(fā)展時期，而且歷任院長都是由大學者擔任。但進入90年代以后，研究院開始大幅度萎縮，其中原因就不再這是講述。進入到21世紀后，該研究院的經濟情況雖然有所起色，但積重難返。一臺破壞了的機器要想修復如初是很難的。進入到普京時代后，蘇聯(lián)時代定下的規(guī)矩已經廢棄，最近兩任院長也不再由大學者擔任。研究院研究人員的來源也變得十分單一——大部分是莫斯科物理技術學院的畢業(yè)生。

中央空氣流體動力研究院現(xiàn)任院長是阿遼申，執(zhí)行院長是車爾內舍夫，他在2007至2009年期間擔任過該院院長。下表中是中央空氣流體動力研究院各時期人員組成情況。從這張表可以看出，20世紀90年代是一個重大的轉折點，從1991年到2005年的15年時間里，研究院工作人員減少了60%以上，只剩下不到40%。從2005到2013年的8年時間里，人員略有回升。

中央空氣流體動力研究院創(chuàng)建以來工作人員總數(shù)一覽表

中央空氣流體動力研究院最輝煌時期是1919年組建到偉大衛(wèi)國戰(zhàn)爭期間。在這一時期，研究院的學者來源廣泛，但主體是莫斯科大學的教師和畢業(yè)生。他們不僅開展理論研究、試驗基地建設，而且還設計、制造各種類型的飛機，開展飛行試驗。在此期間，既有茹科夫斯基、查普雷金這樣的學術泰斗，也有圖波列夫、阿爾漢格爾斯基、蘇霍伊這樣的飛機設計師。他們奠定了俄羅斯航空科學大部分研究方向的基礎，如空氣動力學、強度學、振動理論、飛行動力學等。尤其重要的是，他們創(chuàng)建了大量的近似計算方法，編寫了大量的設計手冊，在很長一段時間里，這些手冊對俄羅斯航空工業(yè)的發(fā)展起到了非常大的作用。

第二次世界大戰(zhàn)結束后，航空工業(yè)進入到超聲速時代。蘇聯(lián)各設計局的發(fā)展進入到快車道，而中央空氣流體動力研究院則進入到平穩(wěn)發(fā)展期，國家的投入開始逐步向工業(yè)部門傾斜。這方面的變化可以從該院原第一副院長比由什根思的回憶錄中得到驗證：

“在戰(zhàn)后，美蘇之間在航空航天技術領域存在著激烈的競爭，這種競爭大多是由政治對抗所決定的，類似的競爭需要巨大的開支。但很遺憾，這筆開支主要用于作戰(zhàn)用武器裝備的研制和生產上。開展試驗研究則需要向國防部申請，最后由國家撥款，這些研究往往是針對美國的挑戰(zhàn)而采取的反制措施。只有大力發(fā)展基礎科學，形成強大的技術儲備，才能使我們的潛力超過潛在的對手。在這一點上我們基本做到了。毫無疑問，在所謂的停滯年代給基礎研究提供大量撥款是有益處的，這促進了創(chuàng)造科學技術的儲備，并最終有助于大多數(shù)研制項目的成功?！?/p>

可以說，20世紀80年代中期，中央空氣流體動力研究院的發(fā)展達到了頂峰，人員也達到了創(chuàng)歷史的14080人。如果說2000年后俄羅斯的發(fā)展是依靠石油漲價帶來的效果，那么，20世紀70至80年代蘇聯(lián)航空工業(yè)的發(fā)展也得益于西伯利亞秋明大油田的發(fā)現(xiàn)?！安徊铄X”是蘇聯(lián)各設計局和中央空氣流體動力研究院快速發(fā)展的強大后盾。

但是，進入到20世紀90年代，隨著蘇聯(lián)解體，石油價格暴跌，中央空氣流體動力研究院的日子開始不好過。國家撥款等于杯水車薪，各設計局無米下鍋，研究院只能靠國際合作勉強度日。時至今日，研究院依然沒有擺脫困境，原因何在？雖然這不是一兩句話就能夠說清楚的，但總能找到幾條關鍵因素。

首先，國家的大環(huán)境不好。目前，俄羅斯國內飛機設計局里，除了蘇霍伊設計局以外，其他設計局都只能依靠政府輸血才能存活。戰(zhàn)斗機設計局中，米格公司和雅科夫列夫設計局已經20年未研制新型號戰(zhàn)斗機了，技術能力早已今不如昔，這兩家設計局能否存活下去都很難說！轟炸機和運輸機設計局圖波列夫和伊留申的情況也好不到哪里去，也只能“修修補補過日子”。國家不上新型號，基礎研究、試驗研究的牽引力就不足，研究院的發(fā)展動力當然就不足。

查普雷金墓。在中央空氣流體動力研究院最輝煌時期，不乏像查普雷金這樣的學術泰斗

中央空氣流體動力研究院現(xiàn)任院長阿遼申

執(zhí)行院長車爾內舍夫

紀念茹科夫斯基的郵票。在人才流失、人員老化的今天，像中央空氣流體動力研究院這樣的基礎科研機構該如何發(fā)展，仍需要人們去探索

其次，人的因素。最近20幾年里，中央空氣流體動力研究院的人才流失極其嚴重。人員老化是一方面，科研骨干外流也是一個因素。20世紀90年代中期，筆者認識的幾位30～40歲的科研骨干中，有出國的，有到蘇局的，還有到民營公司的，當時支撐研究院科研工作的骨干力量都是60歲開外的人員。最要命的是研究院對優(yōu)秀青年科研人員的吸引力。有報道稱，F(xiàn)-22飛機研制人員的平均年齡在55歲左右，美國各大飛機制造公司也很難在國內招聘到最優(yōu)秀的人才——他們都投入到電子和網(wǎng)絡技術領域去了。俄羅斯也不例外，雖然中央空氣流體動力研究院制訂了一系列吸引人才的政策，但待遇上不去，年輕人興趣也不高，所以短時間很難奏效。

最后，體制問題。中央空氣流體動力研究院畢竟是一個類似于科學院一樣的基礎研究機構，這樣的機構如何運行？相信俄羅斯人并沒有找到一條“康莊大道”，他們仍在探索，也一定會付出代價，也需要我們耐心等待。（未完待續(xù)）