航空生产体系（二）俄罗斯航空的昨天、今天和明天——俄罗斯国家航空科学中心

文/李志



航空生产体系（二）俄罗斯航空的昨天、今天和明天——俄罗斯国家航空科学中心

文/李志

20世纪50年代，在苏联帮助下我国了建立航空工业生产体系，但航空科研体系则是20世纪60年代初才开始逐步建立的。当时国防部六院成立的第一个主机所就是现在的沈阳飞机设计研究所，然后陆续建立了沈阳发动机所、试飞院、一飞院等，70年代初建立的成都飞机设计研究所。这些研究机构建立时，虽然我们已经得不到苏联的援助，但依然是按照苏联航空模式建立的，依稀能够看到苏联设计局的影子。

但是，如果深入研究苏联和俄罗斯的航空工业科研和生产体系后，我们就会发现，中俄双方的差别还是很大的。苏联帮助中国建立的主要是飞机制造厂，在苏联称为批生产厂，而各种设计所则是我们按照自己的理解建立的。中国航空工业与俄罗斯乃至世界其他航空强国相比较，差距最大的地方是缺少系统的基础研究体系和顶层规划机构。

概述

研究近20年俄罗斯航空工业的发展情况后，我们发现，苏联解体后，大约有15年的时间俄罗斯航空工业基本上没有向前发展，而且从业人员的数量和素质还大幅下降，这一时期可以称为停滞期。反观我国，近15年里，除了在无人机方面中国发展较快，超过了俄罗斯以外，在有人机研制方面则仍然没有赶上或超过俄罗斯。笔者认为，一个重要原因是我国基础研究薄弱，发展后劲不足——当我们开始与世界航空水平“比肩接踵”时，已经很难直接借鉴别人的现有成果，而只能依靠自己的科研力量去攻关。这时候，基础科学研究的作用就体现出来了。例如，材料科学的研究，空气动力学、飞行力学、强度、控制、无线电等基础学科的研究，以及相应试验手段的建设都起到至关重要的作用。

在航空技术基础研究方面，俄罗斯可以分成三个层次。处于第一层次的是俄罗斯中央空气流体动力研究院，与美国的NASA有一些相同。该研究院有几十座风洞用于研究飞机的气动布局、翼型、进气道等，还有各种强度实验室用于研究飞机的静强度、颤振、强度规范，也有各种飞行仿真设备，用于研究飞机的飞行动力学、飞行控制等航空共用技术。

处于第二层次的是航空技术装备论证和使用研究方面，这一领域的领头单位是航空系统研究院，以及法斯特沃靶场。

第三层次是航空应用技术研究，开展航空基础研究的还有中央航空发动机研究院，航空材料研究院、飞行研究院等。

苏联/俄罗斯航空技术基础研究体系，包括现在最新成立的俄罗斯国立研究中心（茹科夫斯基研究院）所属的中央空气流体动力研究院（TsAGI）、航空（武器）系统研究院（GOSNIIAS）、新西伯利亚航空研究院、航空发动机研究院等。

本文主要介绍俄罗斯国立研究中心的主体——以茹科夫斯基命名的中央空气流体动力研究院，也称为俄罗斯航空科学中心，其他4家机构将在后续文章中予以介绍。

俄罗斯国立研究中心——茹科夫斯基研究院的成立

首先介绍一下俄罗斯国立研究中心的情况。

2014年11月5日，普京总统签署了俄罗斯联邦法令“关于国立研究中心茹科夫斯基研究院的联邦法”，此法的颁布，宣告以俄罗斯中央空气流体动力研究院为基础的国家研究中心正式成立，并确定了其法律地位。在俄罗斯的法律文件上，正式名称为“国立研究中心——茹科夫斯基研究院”，但目前门口的牌子依然书写着：“国家航空科学中心——中央空气流体动力研究院”。

目前，在俄罗斯只有两家国立研究中心，第一家为国立研究中心库尔恰托夫研究院，该中心从事核领域的基础研究，根据2010年7月27日220号《关于国立研究中心库尔恰托夫研究院的联邦法》组建。航空科学中心的策划成立也有些时间了，早在2008年，时任总统的梅德韦杰夫就签署总统令，筹备成立茹科夫斯基国家飞机制造中心；2013年1 2月5日，普京总统又签署总统令，批准成立茹科夫斯基国立研究中心。

这个中心属于联邦单一制企业，所有经费来自于联邦国有预算，相当于我国的事业单位编制。该中心总部位于莫斯科东南郊外的茹科夫斯基市（莫斯科的卫星城），中央空气流体动力研究院院内。这个研究中心将分两个阶段组成，第一阶段吸收了5家研究机构，除以茹科夫斯基命名的中央空气流体动力研究院外，还有以巴兰诺夫命名的中央航空发动机研究院（莫斯科）、航空系统研究院（莫斯科）、西伯利亚航空科学研究院、航空系统研究院所属的法乌斯特沃试验靶场（莫斯科郊区）。

该中心的研究范围包括：组织和进行科研工作，开发航空技术装备优先发展方向的新技术，加快科研开发成果转化到制造阶段的进程，实现科研成果在航空制造业的应用，促进俄罗斯联邦经济增长。该中心还应致力于扩展与航空工业及其他工业部门的机构的科技合作活动，以促进技术创新和应用，提高俄罗斯机构的产品和服务的竞争力。

第二阶段旨在提高中心的管理能力，优化财政，但时至今日仍没有提出中心的扩大计划。

国立研究中心的管理机构包括监事会、总经理和董事会。中心管理机构的权力根据俄罗斯联邦立法和中心章程确定。监事会是中心最高管理机关。监事会成员由联邦政府主管工业和国防工业的部门负责提名，俄罗斯联邦政府任免，任期5年并可提前解职。中心监事会由15名成员组成，其中包括：俄罗斯联邦总统代表1名；俄罗斯联邦联邦会议代表2名（俄罗斯联邦联邦会议两院各有1名代表）；俄罗斯联邦政府代表8名；俄罗斯科学院代表1名；工业和国防工业综合体组织代表2名；中心总经理，因其职务担任监事会成员。

目前，该中心所属的5家研制单位仍然是分散管理，独立从事各项研究工作。

国家航空科学中心/国立研究中心茹科夫斯基研究院正门

国立研究中心茹科夫斯基研究院门前广场，左侧建筑为垂直风洞

国立研究中心茹科夫斯基研究院的功能和作用

按照俄罗斯联邦颁布的“国家研究中心茹科夫斯基研究院的联邦法”的规定，该中心活动的目标是组织和进行科研工作，开发航空装备优先发展方向的新技术，加快科研开发转化到制造阶段的进程，实现科研成果在航空制造业的应用，促进俄罗斯联邦经济增长。中心应致力于扩展与航空工业及其他工业部门的机构的科技合作活动，以促进技术创新和应用，提高俄罗斯机构的产品和服务的竞争力。

其职能范围包括：

1)实施科学研究活动，航空制造新技术的适用开发和科研支持；

2)在航空制造领域实施大型创新项目时，研究并提出各单位科研、科技和生产活动的协调建议；

3)促进发展航空工业领域的科研基础设施和创新基础设施；

4)参加航空制造领域科学人才的培养；

茹科夫斯基研究院积极参与航空领域的国际合作

5)评估航空制造领域研究和开发水平、航空工业技术发展水平和科学活动效率；

6)预测俄罗斯联邦航空制造领域的科学技术发展；

7)参与航空工业发展的国家科技政策制定；

8)参与实施航空制造领域的国际科学和科技合作；

9)应用航空机构专家取得的科技成果，发展俄罗斯联邦其他经济部门。

这是整个国家研究中心的职能，具体到中央空气流体动力研究院，其科研活动主要包括如下若干方向：

⊙ 飞机、直升机、导弹及其他飞行器的空气动力学；

⊙ 飞行器动力装置的空气动力学；

⊙ 飞行器的飞行动力学和控制系统；

⊙ 飞行器的稳定性和操纵性分析；

⊙ 研发主动降低飞行器载荷的系统，研究提高飞行器飞行安全性方法，以及改善飞行员信息保证条件；

⊙ 研发飞行动力学模拟试验台，研究机动飞机和直升机的起飞和着陆特性、机动性；

⊙ 航空结构强度研究，飞行器结构承力布局形式研究；

⊙ 结构疲劳特性、耐久性研究，产品的静强度和热强度研究；

⊙ 所设计飞机给定疲劳寿命保证条件研究，现有飞机使用安全性研究；

⊙ 飞行器气动弹性研究，包括生产用飞行器和部队现役飞行器；

⊙ 气动力（吹风）模型设计、加工的计算机技术研究；

⊙ 航空火箭和空间技术地面试验所需要的试验装置设计；

⊙ 气动热动力学和燃气动力学；

⊙ 流体动力学研究；

⊙ 航空声学；

⊙ 飞机和直升机备选动力源研究；

⊙ 工业风扇研究；

⊙ 微波技术；

⊙ 离子云物理学研究；

⊙ 纳米技术研究；

⊙ 高精度机床和加工中心

中央空气流体动力研究院对苏-27等第3 代战斗机的研制也作出了重要的贡献。图为陈列在俄罗斯空军博物馆的苏-27第一架原型机T-10-1

从法律文件看，国立研究中心不仅保留了中央空气流体动力研究院原有功能，而且扩大了范围。由于中央航空发动机研究院和新西伯利亚航空研究院原来都属于中央空气流体动力研究院，因此，这三家研究机构的功能和作用大致相同。航空系统研究院和法乌特沃靶场原来也是一家研究机构。实质上，国立研究中心就是中央空气流体动力研究院与航空系统研究院的合并。目前情况看，航空系统研究院仍是独立的，其情况将在后续文章中介绍。

从职能上看，中央空气流体动力研究院除了独立开展航空基础科学研究外，他的第二项重要职能——对各设计局提出的飞机研制方案进行评审，并提出方案修改建议。研究院的研究领域覆盖了飞机的空气动力学、飞机参数的选择和论证、动力装置（发动机）空气动力学、飞机的稳定性和操纵性问题、飞行控制系统综合等。

这些课题的研究是十分必要的，通过中央空气流体动力研究院的专家评审，可以避免各设计局飞机设计方案发生颠覆性的错误。而且通过一系列的风洞试验、强度试验和飞行控制系统试验，可以暴露出各设计方案气动布局、结构设计、稳定性和操纵性方面的问题。研究院可以从中发现规律性的问题，进行深入研究，并作为共性技术，指导整个航空工业。

例如，在苏-27和米格-29等第3代（俄罗斯称为第4代）战斗机的研制中，虽然翼身融合体布局是苏霍伊设计局最早提出来的，但经过中央空气流体动力研究院评审和吹风试验后，一方面完善了原布局，另一方面也对米格-29的气动布局产生了重大影响。从国家角度出发，这是有利于航空事业的发展的。

中央空气流体动力研究院除了上述两大功能外，第三大功能就是其强大的试验能力。可以说，20世纪90年代俄罗斯最困难时期，该研究院主要是依靠试验手段渡过难关的。

历史回顾——中央空气流体动力研究院的创建与发展

在最近三百年多年的历史上，俄罗斯民族出现了一大批杰出人才，文学、艺术、自然科学、工程技术各方面都有。他们对自己的国家、乃至世界都产生了深远的影响，如托尔斯泰、普希金、柴可夫斯基、门捷列夫、茹科夫斯基、齐奥科夫斯基等。中央空气流体动力研究院的创始人，就是俄罗斯航空之父、世界著名的空气动力学专家茹科夫斯基教授。

俄罗斯航空之父尼古拉·叶戈罗维奇·茹科夫斯基

茹科夫斯基塑像

中央空气流体动力研究院的第二任院长查普雷金

很有意思，中央空气流体动力研究院居然是在“兵荒马乱”的年战争年代成立的，而且由民间发起，并非出于政治和军事的考虑，完全是为了适应世界航空科学的发展趋势而成立的。但得到了以列宁为首的苏共中央的大力支持。

1918年6月15日至25日，“十月革命”刚刚结束，苏维埃政权成立还不到一年，这时候在莫斯科召开了第二次全俄（苏联第一次）航空代表大会。在茹科夫斯基教授的倡议下，大会确认：有必要成立一所高度自主的航空科学研究机构。1918年10月30日，茹科夫斯基正式在苏联最高国民经济委员会科学技术部会议上提出了成立中央空气流体动力研究院的方案。

T-101风洞

当时苏联专家已经认识到，飞机的设计与制造是一个非常复杂的技术领域，不深入研究飞行技术的基础科学是无法成功地向前发展的。因此，不仅要解决飞机空气动力学、操纵性和稳定性、强度和载荷等基础科学问题，还需要建立一系列专门的实验室，作为开展研究的手段。科学技术部同意了茹科夫斯基的建议，决定在科学技术部内设立空气动力学分部，并任命茹科夫斯基为该分部的“科学方面的专家”，图波列夫作为“技术方面的专家”。

当时的国际背景的影响也很重要，英、法、德、美等航空强国已经纷纷成立了航空器和浮空器的研究机构和组织。例如，法国在1908年成立了埃菲尔试验研究所；英国于1909年组建了皇家航空和浮空飞行委员会（RAE），成立了国家物理实验室（NPL），并开展研究工作；在德国，1908年开始扩大哥廷根普朗特试验研究所的研究范围，并在1912年在柏林郊区成立了德国空气动力研究所（DVL）。1915年，美国也成立了国家航空咨询委员会（NACA）。这些国家在空气动力学基础领域做了大量研究工作，如飞机的布局、翼型的研究，为后期航空事业的飞速发展奠定了基础。

虽然苏联政府刚刚成立，经济困难，国家百废待兴。但列宁本人以及他所领导的苏共中央非常支持这个研究院的成立，亲自批准了该院的成立方案。当时的中央空气流体动力研究院下设7个室（现在称为“分部”）：基本理论、动力装置、飞行器、结构研究与设计、空气动力学和流体力学、空气动力学科学技术、流体动力学科学技术。

1921年3月7日，中央空气流体动力研究院创始人茹科夫斯基去世，苏联人民委员会决定授予他“俄罗斯航空之父”称号。此后就以他的名字命名该研究院，并一直延续至今。

T-128风洞

T-5风洞

T-131高超声速风洞

第二任院长由著名的数学家和理学家恰普雷金担任，当时称为中央空气流体动力研究院委员会主席，图波列夫则是副院长之一。

T-105垂直风洞

T-105垂直风洞的外观

飞行模拟器

1926年，初步形成了研究院的7个主要研究方向（研究室）：基础理论研究室、试验空气动力学研究室、螺旋桨发动机研究室、风力发动机研究室、航空材料和结构实验室、飞机/水上飞机设计和试制室、总体室。后来又增加了飞行和领航室、飞机设备设计室、浮空飞行实验室。总体上看，在建院初期，除了进行基础研究之外，研究院还实际设计各种飞行器、发动机、机载设备等。可以说是产-学-研一体化的研究模式。

中央空气流体动力研究院在试验基地建设上发挥了巨大的作用。首先是大型试验用风洞（含水洞）群的建设。目前，研究院仍在使用的亚声速、跨声速和超声速风洞群包括：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风洞可以为全尺寸飞机进行吹风，早期研制的低速飞机可以将整机推入风洞进行试验；T-105为垂直风洞，可以开展飞机尾旋研究。

在飞行控制系统试验设备方面，有系列飞行模拟器设备，如飞行模拟器PS-10M、PSPK-102等。中央空气流体动力研究院不仅自己使用飞行模拟器开展研究，还为用户开发飞行模拟器，迄今为止，他们已经为俄罗斯和欧洲开发了多款飞行模拟器。

在强度方面，中央空气流体动力研究院负责制订军民用航空的强度规范、适航性规范，也建设了一系列的强度试验和研究实验室。该研究院拥有全机静力实验室一座、全机疲劳实验室一座、航空声学实验室三座：AC-2、AC-11、RK-1500，还有一个浮动式弹射器。研究院可以承担大型军用飞机、民用飞机的所有强度试验。如伊尔-96，图-334等飞机的强度试验就是在该研究院的静力实验室完成的。

全机静力实验室

全机疲劳实验室

航空声学实验室

中央空气流体动力研究院现状

中央空气流体动力研究院从成立到20世纪90年代，一直处于发展时期，而且历任院长都是由大学者担任。但进入90年代以后，研究院开始大幅度萎缩，其中原因就不再这是讲述。进入到21世纪后，该研究院的经济情况虽然有所起色，但积重难返。一台破坏了的机器要想修复如初是很难的。进入到普京时代后，苏联时代定下的规矩已经废弃，最近两任院长也不再由大学者担任。研究院研究人员的来源也变得十分单一——大部分是莫斯科物理技术学院的毕业生。

中央空气流体动力研究院现任院长是阿辽申，执行院长是车尔内舍夫，他在2007至2009年期间担任过该院院长。下表中是中央空气流体动力研究院各时期人员组成情况。从这张表可以看出，20世纪90年代是一个重大的转折点，从1991年到2005年的15年时间里，研究院工作人员减少了60%以上，只剩下不到40%。从2005到2013年的8年时间里，人员略有回升。

中央空气流体动力研究院创建以来工作人员总数一览表

中央空气流体动力研究院最辉煌时期是1919年组建到伟大卫国战争期间。在这一时期，研究院的学者来源广泛，但主体是莫斯科大学的教师和毕业生。他们不仅开展理论研究、试验基地建设，而且还设计、制造各种类型的飞机，开展飞行试验。在此期间，既有茹科夫斯基、查普雷金这样的学术泰斗，也有图波列夫、阿尔汉格尔斯基、苏霍伊这样的飞机设计师。他们奠定了俄罗斯航空科学大部分研究方向的基础，如空气动力学、强度学、振动理论、飞行动力学等。尤其重要的是，他们创建了大量的近似计算方法，编写了大量的设计手册，在很长一段时间里，这些手册对俄罗斯航空工业的发展起到了非常大的作用。

第二次世界大战结束后，航空工业进入到超声速时代。苏联各设计局的发展进入到快车道，而中央空气流体动力研究院则进入到平稳发展期，国家的投入开始逐步向工业部门倾斜。这方面的变化可以从该院原第一副院长比由什根思的回忆录中得到验证：

“在战后，美苏之间在航空航天技术领域存在着激烈的竞争，这种竞争大多是由政治对抗所决定的，类似的竞争需要巨大的开支。但很遗憾，这笔开支主要用于作战用武器装备的研制和生产上。开展试验研究则需要向国防部申请，最后由国家拨款，这些研究往往是针对美国的挑战而采取的反制措施。只有大力发展基础科学，形成强大的技术储备，才能使我们的潜力超过潜在的对手。在这一点上我们基本做到了。毫无疑问，在所谓的停滞年代给基础研究提供大量拨款是有益处的，这促进了创造科学技术的储备，并最终有助于大多数研制项目的成功。”

可以说，20世纪80年代中期，中央空气流体动力研究院的发展达到了顶峰，人员也达到了创历史的14080人。如果说2000年后俄罗斯的发展是依靠石油涨价带来的效果，那么，20世纪70至80年代苏联航空工业的发展也得益于西伯利亚秋明大油田的发现。“不差钱”是苏联各设计局和中央空气流体动力研究院快速发展的强大后盾。

但是，进入到20世纪90年代，随着苏联解体，石油价格暴跌，中央空气流体动力研究院的日子开始不好过。国家拨款等于杯水车薪，各设计局无米下锅，研究院只能靠国际合作勉强度日。时至今日，研究院依然没有摆脱困境，原因何在？虽然这不是一两句话就能够说清楚的，但总能找到几条关键因素。

首先，国家的大环境不好。目前，俄罗斯国内飞机设计局里，除了苏霍伊设计局以外，其他设计局都只能依靠政府输血才能存活。战斗机设计局中，米格公司和雅科夫列夫设计局已经20年未研制新型号战斗机了，技术能力早已今不如昔，这两家设计局能否存活下去都很难说！轰炸机和运输机设计局图波列夫和伊留申的情况也好不到哪里去，也只能“修修补补过日子”。国家不上新型号，基础研究、试验研究的牵引力就不足，研究院的发展动力当然就不足。

查普雷金墓。在中央空气流体动力研究院最辉煌时期，不乏像查普雷金这样的学术泰斗

中央空气流体动力研究院现任院长阿辽申

执行院长车尔内舍夫

纪念茹科夫斯基的邮票。在人才流失、人员老化的今天，像中央空气流体动力研究院这样的基础科研机构该如何发展，仍需要人们去探索

其次，人的因素。最近20几年里，中央空气流体动力研究院的人才流失极其严重。人员老化是一方面，科研骨干外流也是一个因素。20世纪90年代中期，笔者认识的几位30～40岁的科研骨干中，有出国的，有到苏局的，还有到民营公司的，当时支撑研究院科研工作的骨干力量都是60岁开外的人员。最要命的是研究院对优秀青年科研人员的吸引力。有报道称，F-22飞机研制人员的平均年龄在55岁左右，美国各大飞机制造公司也很难在国内招聘到最优秀的人才——他们都投入到电子和网络技术领域去了。俄罗斯也不例外，虽然中央空气流体动力研究院制订了一系列吸引人才的政策，但待遇上不去，年轻人兴趣也不高，所以短时间很难奏效。

最后，体制问题。中央空气流体动力研究院毕竟是一个类似于科学院一样的基础研究机构，这样的机构如何运行？相信俄罗斯人并没有找到一条“康庄大道”，他们仍在探索，也一定会付出代价，也需要我们耐心等待。（未完待续）