■ 晏武英 / 中國(guó)航發(fā)研究院
從最初的單項(xiàng)、松散、獨(dú)立型逐步向綜合、集中、持續(xù)實(shí)施模式邁進(jìn),由政府、軍方、工業(yè)界聯(lián)合組織實(shí)施重大科技專項(xiàng)計(jì)劃,已經(jīng)成為美歐航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)預(yù)研工作的主要組織形式。
美國(guó)和歐洲從20世紀(jì)60年代開(kāi)始通過(guò)預(yù)先研究計(jì)劃推動(dòng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)進(jìn)步,到80年代轉(zhuǎn)向以大型國(guó)家級(jí)預(yù)研計(jì)劃為主要形式,在軍民兩方面都取得了重要進(jìn)展,對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)進(jìn)步起到了較為明顯的推動(dòng)作用,這類重大科技專項(xiàng)計(jì)劃的實(shí)施也為后來(lái)者提供了重要的參考和借鑒。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域?qū)嵤┑闹卮罂萍紝m?xiàng)計(jì)劃的典型代表有美國(guó)的“綜合高性能渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)”(IHPTET)計(jì)劃、“通用經(jīng)濟(jì)可承受先進(jìn)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)”(VAATE)計(jì)劃、“支持經(jīng)濟(jì)可承受任務(wù)能力的先進(jìn)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)”(ATTAM)計(jì)劃,歐盟框架計(jì)劃(FP)中的“清潔天空”(CleanSky)計(jì)劃等航空研發(fā)計(jì)劃,英國(guó)、意大利、德國(guó)等國(guó)聯(lián)合實(shí)施的“先進(jìn)核心軍用發(fā)動(dòng)機(jī)”(ACME)計(jì)劃和英法聯(lián)合實(shí)施的“先進(jìn)軍用發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)”(AMET)計(jì)劃等。相比一般的航空發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)項(xiàng)目,重大科技專項(xiàng)計(jì)劃具有以下顯著特征。
第一,由國(guó)家主導(dǎo)且多部門聯(lián)合實(shí)施。一般的航空發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)研項(xiàng)目可由單一軍種、部門甚至企業(yè)實(shí)施,但對(duì)帶動(dòng)整個(gè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重大科技專項(xiàng)計(jì)劃,單一主體都無(wú)法完成,需要政府部門/軍種之間、政府/軍種與企業(yè)之間、甚至國(guó)家與國(guó)家之間聯(lián)合實(shí)施,并借由政府和軍方的強(qiáng)力指引,才能實(shí)現(xiàn)技術(shù)的大幅度跨越。
第二,研究周期長(zhǎng)。重大科技專項(xiàng)計(jì)劃一般都瞄準(zhǔn)未來(lái)若干年的先進(jìn)技術(shù)和前沿概念的探索,需要進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間持之以恒的研究和驗(yàn)證,逐步提升技術(shù)的成熟度,因此其周期一般都在10年以上。在如此長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi),需要?jiǎng)澐譃槿舾蓚€(gè)階段,每個(gè)階段有明確的技術(shù)目標(biāo)和驗(yàn)證成果,并持續(xù)對(duì)組織模式和參與主體的能力進(jìn)行評(píng)估,在下一階段及時(shí)進(jìn)行調(diào)整,以確保最終目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。
第三,研究?jī)?nèi)容覆蓋面寬。重大科技專項(xiàng)計(jì)劃需要推動(dòng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)在關(guān)鍵領(lǐng)域取得重大進(jìn)步,并具有很明顯的引領(lǐng)和帶動(dòng)作用。因此,其研究?jī)?nèi)容一般不局限于某一類發(fā)動(dòng)機(jī)或某個(gè)技術(shù)領(lǐng)域,而是對(duì)軍用或民用航空動(dòng)力技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃,對(duì)制約整個(gè)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行集中攻關(guān),其研究?jī)?nèi)容會(huì)涉及相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域,覆蓋技術(shù)產(chǎn)生到成熟的主要過(guò)程,遠(yuǎn)非一般的單項(xiàng)技術(shù)計(jì)劃所能比擬。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)重大科技專項(xiàng)計(jì)劃多是以國(guó)家頂層戰(zhàn)略需求為輸入,由行業(yè)科技發(fā)展規(guī)劃作為引領(lǐng),最終形成綜合性專項(xiàng)計(jì)劃,并通過(guò)政府強(qiáng)力引導(dǎo)、巨額投入和廣泛動(dòng)員,組織國(guó)內(nèi)或區(qū)域內(nèi)的研發(fā)力量集中開(kāi)展面向未來(lái)的先進(jìn)技術(shù)研究和驗(yàn)證,帶動(dòng)創(chuàng)新能力的全面提升。
20世紀(jì)80年代,美國(guó)依據(jù)“聯(lián)合展望2010”和“國(guó)家安全科技戰(zhàn)略”,形成“國(guó)防科技戰(zhàn)略”以及國(guó)防技術(shù)領(lǐng)域計(jì)劃、基礎(chǔ)研究計(jì)劃和聯(lián)合作戰(zhàn)科技計(jì)劃,針對(duì)重點(diǎn)領(lǐng)域提出了若干支撐計(jì)劃,其中就包括IHPTET計(jì)劃(見(jiàn)圖1)。該計(jì)劃由美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室(AFRL)聯(lián)合全美6家主要航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)制造商共同發(fā)起,陸軍、海軍、國(guó)防預(yù)先研究計(jì)劃局(DARPA)和國(guó)家航空航天局(NASA)參與論證,使之成為一個(gè)政府牽頭、多軍種參與、多方合作、涵蓋多個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科的分階段、具有明確技術(shù)研發(fā)目標(biāo)和轉(zhuǎn)移門檻的綜合性研發(fā)計(jì)劃。這種由國(guó)家安全戰(zhàn)略到國(guó)防科技戰(zhàn)略,再到重點(diǎn)領(lǐng)域需求,最終聯(lián)合論證形成專項(xiàng)計(jì)劃的方式,也被后來(lái)的VAATE計(jì)劃、ATTAM計(jì)劃所沿用。
圖1 IHPTET計(jì)劃需求建立過(guò)程
歐盟委員會(huì)于2000年成立了歐洲航空研究與創(chuàng)新咨詢委員會(huì)(ACARE), 分 別 于2001年 和2011年發(fā)布了“愿景2020”和“航跡2050”,描繪了歐盟2020年和2050年的航空發(fā)展愿景,并發(fā)布了落實(shí)上述愿景的行動(dòng)計(jì)劃——戰(zhàn)略研究與創(chuàng)新議程(SRIA),提出了各個(gè)領(lǐng)域的研究與創(chuàng)新需求。歐盟框架計(jì)劃航空技術(shù)研究以此為輸入,從第六期框架計(jì)劃(FP6)到“地平線2020”(相當(dāng)于FP8),重點(diǎn)實(shí)施了以綠色可持續(xù)為特色的“清潔天空”等航空技術(shù)研究與驗(yàn)證計(jì)劃。這種采用戰(zhàn)略引領(lǐng)、自上而下方法論證提出的項(xiàng)目始終從歐盟頂層戰(zhàn)略出發(fā),將歐洲航空工業(yè)和航空運(yùn)輸業(yè)統(tǒng)籌考慮,層層分解和落實(shí),以滿足社會(huì)需求和保障歐洲在全球的領(lǐng)導(dǎo)地位,對(duì)歐盟整體戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有很好的支撐作用。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)重大科技專項(xiàng)計(jì)劃一般均設(shè)有導(dǎo)向性的定量化目標(biāo)體系,帶有明顯的跨代特征和很高的技術(shù)挑戰(zhàn)。在總體指標(biāo)的牽引下,通過(guò)合理的目標(biāo)分解方法具體化到各類技術(shù)載體,并設(shè)定分階段目標(biāo)逐級(jí)提升,在此過(guò)程中產(chǎn)生的技術(shù)成果可以隨時(shí)轉(zhuǎn)化到實(shí)際的型號(hào)中得到應(yīng)用。
IHPTET計(jì)劃與當(dāng)時(shí)正在進(jìn)行的常規(guī)預(yù)研計(jì)劃/渠道相比,最大的不同點(diǎn)在于有可測(cè)量的飛躍性目標(biāo)作為牽引。其總體目標(biāo)是大幅提高渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的性能,包括推重比/功重比提高100%~120%,耗油率下降30%~40%,生產(chǎn)及維護(hù)成本降低35%~60%。IHPTET計(jì)劃的目標(biāo)設(shè)定是在飛行平臺(tái)的效益、推進(jìn)系統(tǒng)的目標(biāo)和部件技術(shù)任務(wù)之間迭代完成,分別針對(duì)渦噴/渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、渦軸/渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)和短壽命發(fā)動(dòng)機(jī)提出階段性目標(biāo)及2000年達(dá)到的水平。
VAATE計(jì)劃的目標(biāo)轉(zhuǎn)向渦輪推進(jìn)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)可承受能力,目標(biāo)是相比2000年的基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)提高10倍,技術(shù)成熟度(TRL)和制造成熟度(MRL)達(dá)到6級(jí)。其經(jīng)濟(jì)可承受性指標(biāo)為發(fā)動(dòng)機(jī)能力(推重比除以耗油率)與成本(研制、生產(chǎn)和維護(hù)成本之和)之比(見(jiàn)表1)。
作為VAATE計(jì)劃的后續(xù),ATTAM計(jì)劃的目標(biāo)核心是提高綜合動(dòng)力與熱管理能力,目標(biāo)是將不同類型航空發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率提高10%~30%,電力和熱管理能力提高2 ~20倍,推進(jìn)效率提升的目標(biāo)為10%~25%,并通過(guò)部件、核心機(jī)及驗(yàn)證機(jī)試驗(yàn)評(píng)估和確認(rèn)達(dá)到TRL6級(jí)或MRL6級(jí)。
歐洲多國(guó)聯(lián)合的ACME計(jì)劃的核心指標(biāo)是提升推重比,而且是采取分階段逐步提高的方式。該計(jì)劃的總目標(biāo)是推重比達(dá)到20:1,發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量降低50%,耗油率降低30%,制造成本降低30%,全生命周期成本降低25%。英法聯(lián)合實(shí)施的AMET計(jì)劃從1995年開(kāi)始實(shí)施,第一階段是到2001年實(shí)現(xiàn)推重比15:1,遠(yuǎn)期的目標(biāo)是到2008年達(dá)到18:1。
歐盟框架計(jì)劃瞄準(zhǔn)2020年和2050年愿景目標(biāo)(例如,歐洲內(nèi)部實(shí)現(xiàn)4h門到門運(yùn)輸服務(wù),將航空運(yùn)輸二氧化碳、氮氧化物、噪聲相比2000年水平分別降低75%、90%、65%等),論證提出航空研究項(xiàng)目的目標(biāo),通過(guò)科學(xué)、有序地將技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目安排在產(chǎn)品研制前以形成技術(shù)積累,圖2為“清潔天空”計(jì)劃的目標(biāo)。
美歐航空發(fā)動(dòng)機(jī)重大科技專項(xiàng)計(jì)劃均聚焦預(yù)先研究階段,通過(guò)基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和先期技術(shù)發(fā)展對(duì)未來(lái)先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)所需的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究和驗(yàn)證,將技術(shù)成熟度提高到5 ~6級(jí),為轉(zhuǎn)入型號(hào)應(yīng)用做好準(zhǔn)備。
IHPTET計(jì)劃成功的一個(gè)重要方面是提前確定了關(guān)鍵技術(shù),據(jù)此分配資源和分解責(zé)任。在確定關(guān)鍵技術(shù)的過(guò)程中,IHPTET計(jì)劃采用了GOTChA方法,由目的(Goals)、目標(biāo)(Objectives)、技術(shù)挑戰(zhàn)(Technical Challenges)和技術(shù)途徑(Approaches)構(gòu)成,通過(guò)對(duì)作戰(zhàn)能力和平臺(tái)需求的分解,提取對(duì)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)有重大影響的關(guān)鍵技術(shù),并確定其技術(shù)指標(biāo)的解決途徑。該方法在美國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)研計(jì)劃論證中得到了廣泛采用,并被其他領(lǐng)域所借鑒。
VAATE計(jì)劃通過(guò)3個(gè)重點(diǎn)研究領(lǐng)域的相互配合來(lái)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可承受性提高10倍的目標(biāo),包括通用核心機(jī)、智能發(fā)動(dòng)機(jī)和耐久性。每個(gè)領(lǐng)域開(kāi)展若干項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)研究,再通過(guò)6種先進(jìn)的概念發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行集成驗(yàn)證,包括高效小尺寸推進(jìn)(ESSP)、小型重油發(fā)動(dòng)機(jī)(SHFE)、高速渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)驗(yàn)證機(jī)(HiSTED)、結(jié)構(gòu)緊湊的高效直接升力發(fā)動(dòng)機(jī)(CEEDLE)、高效嵌入式渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(HEETE)和自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)(ACE)。這些概念發(fā)動(dòng)機(jī)的驗(yàn)證計(jì)劃中包括“自適應(yīng)通用發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)”(ADVENT)、“先進(jìn)經(jīng)濟(jì)可承受渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)”(AATE),已成功轉(zhuǎn)入型號(hào)研制。
ATTAM計(jì)劃的研究?jī)?nèi)容除先進(jìn)推進(jìn)技術(shù)外,還首次納入了完整的綜合動(dòng)力與熱管理要素,以滿足未來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)支撐更多電力系統(tǒng)、定向能武器、功率更大的傳感器等需求,同時(shí)提高推進(jìn)效率和飛行器自身的動(dòng)力水平。除先進(jìn)渦輪推進(jìn)、動(dòng)力與熱技術(shù)的研發(fā)和演示驗(yàn)證外,還首次將材料與制造技術(shù)、計(jì)算工具等共性技術(shù)列為單獨(dú)研究領(lǐng)域。
歐盟框架計(jì)劃主要支持技術(shù)成熟度1 ~6級(jí)的基礎(chǔ)研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、技術(shù)驗(yàn)證和演示驗(yàn)證類項(xiàng)目,包括了合作研究(CP)和聯(lián)合技術(shù)倡議(JTI)兩類項(xiàng)目。前者主要開(kāi)展單項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)和共性技術(shù)的研究,后者主要開(kāi)展在使用環(huán)境中對(duì)完整系統(tǒng)的最終驗(yàn)證?!扒鍧嵦炜铡庇?jì)劃屬于聯(lián)合技術(shù)倡議項(xiàng)目,正在開(kāi)展的第二期以3類創(chuàng)新飛機(jī)驗(yàn)證平臺(tái)(IADP)為牽引(大型客機(jī)、支線客機(jī)、高速旋翼機(jī)),分別開(kāi)展機(jī)體、發(fā)動(dòng)機(jī)和系統(tǒng)的集成技術(shù)驗(yàn)證(ITD),同時(shí)還開(kāi)展生態(tài)設(shè)計(jì)(包括材料、工藝、資源)、小型航空運(yùn)輸兩項(xiàng)橫向活動(dòng)(TA),以及技術(shù)評(píng)估(開(kāi)展獨(dú)立技術(shù)監(jiān)督和影響評(píng)估),共同構(gòu)成關(guān)鍵技術(shù)、集成驗(yàn)證、共性技術(shù)、監(jiān)督評(píng)估組成的完整技術(shù)創(chuàng)新體系。其中,發(fā)動(dòng)機(jī)集成技術(shù)驗(yàn)證包括開(kāi)式轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)、極高涵道比大型渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、先進(jìn)齒輪傳動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、支線渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)、小型航空發(fā)動(dòng)機(jī)等7個(gè)驗(yàn)證平臺(tái),計(jì)劃到2023年前達(dá)到技術(shù)成熟度5 ~6級(jí)。圖3 為 “清潔天空2”研究?jī)?nèi)容架構(gòu)。
圖2 歐盟“清潔天空”計(jì)劃的具體目標(biāo)
圖3 “清潔天空2”研究?jī)?nèi)容架構(gòu)
航空發(fā)動(dòng)機(jī)重大科技專項(xiàng)計(jì)劃一般持續(xù)時(shí)間都在10年以上,分為2 ~3個(gè)階段,并視情況實(shí)施后續(xù)階段計(jì)劃。各階段的啟動(dòng)時(shí)間和持續(xù)時(shí)間可以視需要調(diào)整,各階段之間并不要求嚴(yán)格接續(xù),兩階段工作可以有所重疊,甚至兩個(gè)重大專項(xiàng)計(jì)劃之間也可以并行開(kāi)展。
IHPTET計(jì)劃從1988年正式啟動(dòng)到2005年結(jié)束,研究周期長(zhǎng)達(dá)17年,共分為3個(gè)階段。由于各個(gè)階段的技術(shù)目標(biāo)是逐步提升的,各個(gè)企業(yè)的技術(shù)路徑也不盡相同,因此由艾利遜公司等承擔(dān)的部分第二階段研究工作緊跟第一階段啟動(dòng),以保證按期實(shí)現(xiàn)各個(gè)階段的目標(biāo)和總目標(biāo)。
VAATE計(jì)劃原定周期為12年(2005—2017),同樣分為3個(gè)階段。第一階段按時(shí)完成,第二階段在2009年啟動(dòng),但研發(fā)工作有所拖延導(dǎo)致第三階段大部分合同到2015年年初才啟動(dòng),最終計(jì)劃于2023年全部結(jié)束,持續(xù)時(shí)間將長(zhǎng)達(dá)18年。
ATTAM計(jì)劃于2017年正式啟動(dòng),第一階段將會(huì)持續(xù)到2026年,最終結(jié)束時(shí)間尚未明確。該計(jì)劃與VAATE計(jì)劃存在6年左右的重合期,且部分研究項(xiàng)目會(huì)在兩個(gè)計(jì)劃中同時(shí)安排,但二者的指標(biāo)、應(yīng)用環(huán)境和技術(shù)成熟度目標(biāo)會(huì)有所差異。每個(gè)承研方都需要制訂一份協(xié)調(diào)VAATE計(jì)劃和ATTAM計(jì)劃研究工作的先進(jìn)渦輪推進(jìn)規(guī)劃(ATPP),獲得政府批準(zhǔn)后方可提交申請(qǐng),從而避免重復(fù)、提高效率。
歐盟框架計(jì)劃的周期初期為4年,第三框架(FP3,1990—1994)擴(kuò)大為5年,第七框架(FP7,2007—2013)延長(zhǎng)至7年。其中“清潔天空”計(jì)劃研究時(shí)間從2008年持續(xù)到2024年(見(jiàn)圖4),橫跨多個(gè)計(jì)劃周期,分為兩個(gè)10年期階段,且二者之間有3年的重疊期(2014—2017),用來(lái)對(duì)一期的技術(shù)進(jìn)行成熟度的確認(rèn)及遴選。
重大科技專項(xiàng)計(jì)劃的科研經(jīng)費(fèi)投入一般都在數(shù)十億美元/歐元,與單個(gè)跨代型號(hào)的研制費(fèi)用相當(dāng)。經(jīng)費(fèi)來(lái)源一般為政府和企業(yè)對(duì)等投入,政府投入部分來(lái)源于基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究渠道,比例保持在總體研發(fā)支出的25%左右。
圖4 “清潔天空”計(jì)劃進(jìn)度安排
圖5 美國(guó)政府2021財(cái)年研發(fā)經(jīng)費(fèi)用途分配
圖6 美國(guó)政府2021財(cái)年研發(fā)經(jīng)費(fèi)部門分配
圖7 美國(guó)國(guó)防部2021財(cái)年研發(fā)經(jīng)費(fèi)比例
美國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)研計(jì)劃的經(jīng)費(fèi)比例可以參照政府的科研經(jīng)費(fèi)支出。根據(jù)美國(guó)白宮發(fā)布的2021財(cái)年預(yù)算,在總計(jì)1655億美元的政府研發(fā)經(jīng)費(fèi)中,基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究分別占28%和29%,針對(duì)產(chǎn)品的試驗(yàn)發(fā)展費(fèi)用占40%(見(jiàn)圖5)。在基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)中,健康與人口服務(wù)部占到近一半,與航空相關(guān)的NASA和美國(guó)國(guó)防部(DoD)合計(jì)僅占21%(見(jiàn)圖6)。在DoD的研發(fā)費(fèi)用(不包括6.7類作戰(zhàn)使用發(fā)展和6.8類軟件和數(shù)字技術(shù)試點(diǎn)項(xiàng)目)中,基礎(chǔ)研究(6.1類)、應(yīng)用研究(6.2類)和先期技術(shù)發(fā)展(6.3類)合計(jì)占25%(見(jiàn)圖7)。
IHPTET計(jì)劃的總經(jīng)費(fèi)為50億美元、平均每年3億多美元,經(jīng)費(fèi)穩(wěn)定、持續(xù)多年的特點(diǎn)是其成功的根本所在。從計(jì)劃一開(kāi)始即約定政府撥款和企業(yè)投資各占一半,前者主要來(lái)自空軍、海軍、陸軍和NASA。IHPTET計(jì)劃并沒(méi)有專門的經(jīng)費(fèi)渠道,政府各部門仍按原來(lái)的預(yù)研渠道下?lián)?,企業(yè)則按銷售額的一定比例提取。VAATE計(jì)劃的投資為12年37億美元,ATTAM計(jì)劃第一階段為8年7億美元。
歐盟框架計(jì)劃的經(jīng)費(fèi)由歐盟統(tǒng)一編列預(yù)算和管理,并由歐盟和企業(yè)對(duì)等投入,累計(jì)投入經(jīng)費(fèi)近2000億歐元。從第二框架開(kāi)始,航空技術(shù)研究的投入就不斷加大,總投資已經(jīng)超過(guò)80億歐元。在“地平線2020”中,“清潔天空2”總投資40億歐元,其中歐盟政府投資17.5億歐元,其余由企業(yè)自籌。此外,在合作項(xiàng)目中還立項(xiàng)了55個(gè)航空研發(fā)項(xiàng)目,共計(jì)經(jīng)費(fèi)2.13億歐元,其中與推進(jìn)系統(tǒng)相關(guān)的項(xiàng)目有10個(gè),約占總數(shù)的1/5,經(jīng)費(fèi)總額0.44億歐元,占總經(jīng)費(fèi)的21%。
美歐的重大科技專項(xiàng)計(jì)劃參與主體類型和范圍很廣,除傳統(tǒng)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)之外,飛機(jī)制造商、科研機(jī)構(gòu)、高等院校和中小企業(yè)也廣泛參與,并專門設(shè)有面向小企業(yè)的創(chuàng)新計(jì)劃,從而為區(qū)域內(nèi)的科技創(chuàng)新能力和工業(yè)基礎(chǔ)能力提升發(fā)揮引導(dǎo)作用,帶動(dòng)創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈的持續(xù)發(fā)展。
美國(guó)的幾個(gè)重大專項(xiàng)計(jì)劃均由軍方或政府科研機(jī)構(gòu)管理,同時(shí)這些機(jī)構(gòu)自身也參與研究工作,并負(fù)責(zé)大型基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)營(yíng)和服務(wù)。計(jì)劃執(zhí)行的主體是GE航空集團(tuán)、普惠公司、霍尼韋爾公司、羅羅北美公司等航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造商,波音公司、洛克希德-馬?。羼R)公司、諾斯羅普-格魯門(諾格)公司等飛機(jī)制造商也參與其中。此外,美國(guó)還長(zhǎng)期實(shí)施小企業(yè)創(chuàng)新計(jì)劃(SBIR),各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)研計(jì)劃也都落實(shí)了這方面的要求,如ATTAM計(jì)劃就鼓勵(lì)1500人以下的企業(yè)參與申請(qǐng),同時(shí)提供政府試驗(yàn)設(shè)施供合同商使用。
歐盟框架計(jì)劃航空研究項(xiàng)目的參與單位數(shù)量較多,除了傳統(tǒng)的航空企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和高等院校之外,近年來(lái)歐盟對(duì)中小企業(yè)(少于249人)投資的力度不斷加大,并在“地平線 2020”中設(shè)立企業(yè)與中小企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力(COSME)計(jì)劃。從FP6 ~FP7,參與的中小企業(yè)數(shù)量占比從18.1%增加到21.2%,獲得歐盟投資金額的占比從10.0%增加到15.8%,在“地平線 2020”(FP8)中這一比例進(jìn)一步上升。在“清潔天空2”計(jì)劃共計(jì)912個(gè)參與方中,中小企業(yè)達(dá)到246家(占26.9%),此外,還包括250家工業(yè)企業(yè)、232個(gè)研究中心和184所大學(xué)。
美歐航空發(fā)動(dòng)機(jī)重大科技專項(xiàng)計(jì)劃一般均設(shè)有專門機(jī)構(gòu)進(jìn)行管理,并建立涵蓋政府、軍方、工業(yè)界所組成的咨詢機(jī)構(gòu)。此外,還設(shè)有負(fù)責(zé)本計(jì)劃與其他科研項(xiàng)目協(xié)調(diào)的機(jī)構(gòu)或計(jì)劃,從而確保研究?jī)?nèi)容的聚焦和有效。
IHPTET計(jì)劃的主持單位是DOD,由AFRL負(fù)責(zé)具體組織和管理,政府和工業(yè)界組成聯(lián)合執(zhí)行委員會(huì)對(duì)計(jì)劃進(jìn)行監(jiān)督和指導(dǎo)。此外,還設(shè)立由全美6家發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)的代表組成的工業(yè)咨詢組,負(fù)責(zé)對(duì)執(zhí)行委員會(huì)提供咨詢意見(jiàn)。為有效地利用各部門的技術(shù)成果,使有限的資源得到合理利用,使投資收益最大化,NASA、DoD、美國(guó)能源部和工業(yè)部門成立了推進(jìn)與動(dòng)力聯(lián)盟,目的是加強(qiáng)各個(gè)技術(shù)計(jì)劃之間的協(xié)調(diào)和合作,使這些部門的研究工作能夠獲得更廣泛的應(yīng)用和更快速的轉(zhuǎn)移,以更高效地平衡項(xiàng)目的投資。
歐盟“地平線 2020”計(jì)劃的運(yùn)行主要包括規(guī)劃層面和計(jì)劃層面兩個(gè)部分,這種由框架計(jì)劃、行動(dòng)計(jì)劃和具體項(xiàng)目構(gòu)成的體系,為保障歐盟框架計(jì)劃的組織實(shí)施提供了重要的保障。從框架計(jì)劃航空研究項(xiàng)目的管理來(lái)看,歐盟通過(guò)科學(xué)的立項(xiàng)評(píng)審方法、松緊適度的管理流程、信息化的管理手段等提高了項(xiàng)目管理水平。同時(shí),適時(shí)對(duì)框架計(jì)劃執(zhí)行過(guò)程中的階段成果進(jìn)行評(píng)估,對(duì)于確保項(xiàng)目整體順利高效實(shí)施也起到了非常重要的作用。在項(xiàng)目管理方面,歐盟政府委托下屬的執(zhí)行機(jī)構(gòu)——?jiǎng)?chuàng)新與網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行局(INEA)進(jìn)行航空科研項(xiàng)目的管理,管理過(guò)程可謂是松緊適度、手段創(chuàng)新。整體上看,歐盟航空科研項(xiàng)目對(duì)研究人員的技術(shù)決策權(quán)約束較少,僅在必要的財(cái)務(wù)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)等方面進(jìn)行了嚴(yán)格限定。
綜上,可以看出重大專項(xiàng)的實(shí)施,需要有明確的目標(biāo)和指標(biāo)、投入和規(guī)劃以及管理理念和方法。
重大科技專項(xiàng)計(jì)劃要有明確的目標(biāo)和指標(biāo)。美歐航空發(fā)動(dòng)機(jī)重大研究計(jì)劃均以國(guó)家頂層戰(zhàn)略為導(dǎo)向,以提供未來(lái)先進(jìn)平臺(tái)的動(dòng)力解決方案為目的,設(shè)定了可量化的目標(biāo),并據(jù)此分解出關(guān)鍵技術(shù)及其指標(biāo)。美歐的重大研究計(jì)劃均聚焦在預(yù)先研究階段,不與型號(hào)研制掛鉤;更加突出主要目標(biāo),也有利于計(jì)劃的組織和實(shí)施;能夠用科學(xué)的規(guī)劃論證方法推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步,避免受到平臺(tái)需求的變化引起研究?jī)?nèi)容的重大調(diào)整。
重大科技專項(xiàng)計(jì)劃要有長(zhǎng)期穩(wěn)定的投入和計(jì)劃。美國(guó)在軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)研究計(jì)劃的論證中,一般預(yù)計(jì)的周期都在12年以上,并劃分為2 ~3個(gè)階段,一方面體現(xiàn)了技術(shù)進(jìn)步的臺(tái)階,同時(shí)也能保持持續(xù)的經(jīng)費(fèi)支持。歐盟框架計(jì)劃不僅持續(xù)實(shí)施,經(jīng)費(fèi)連續(xù)上漲,而且研究周期也不斷延長(zhǎng),以適應(yīng)更加具有挑戰(zhàn)性的技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目需要。計(jì)劃的經(jīng)費(fèi)投入要保持一定的比例,特別是預(yù)先研究要保持在總研發(fā)經(jīng)費(fèi)的25%左右,這也是長(zhǎng)期形成的規(guī)律性認(rèn)識(shí)。
重大科技專項(xiàng)計(jì)劃要采取先進(jìn)的管理理念和方法。美國(guó)在IHPTET計(jì)劃中采用的GOTChA方法和“專業(yè)技術(shù)管理機(jī)構(gòu)+聯(lián)合咨詢機(jī)構(gòu)”的組織管理模式對(duì)提升計(jì)劃的有效性發(fā)揮了重要作用,其長(zhǎng)期規(guī)劃、分段實(shí)施的方式也被后來(lái)的計(jì)劃所繼承,并被借鑒用于火箭推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展中,產(chǎn)生了幾乎是其翻版的“綜合高性能火箭推進(jìn)技術(shù)”(IHPRPT)計(jì)劃,對(duì)美國(guó)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展起到了重要推動(dòng)作用。