中国的军工产业是所有工业门类当中被制裁得最早,也是最彻底的。自20世纪90年代初期以来,西方国家就对中国军工产业实施了严厉的禁运措施,从那以后,中国就几乎无法从西方获取与军工产业相关的技术交流,从而被迫走上了一条完全独立自主研发的道路。
在20世纪80年代中美关系的蜜月期期间,中国曾经从西方引进了一大批先进的武器装备和技术;甚至中国当时正在研发中的最先进的歼-8Ⅱ型战斗机也是由中美两国联合研制的。
1986年中国与美国政府达成协议,委托前格鲁门公司帮助改进歼-8Ⅱ,这就是内部代号“82工程”且对外名为“和平典范”的合作计划。该计划的主要内容是,使用基于美国F-16A/B的机载雷达改进歼-8Ⅱ的雷达和电子设备,由美方协助修改机体结构,优化油箱以增大航程,加载意大利产空空导弹……美方声称,经过美国先进技术整合后的歼-8Ⅱ,其基本性能与美制F-16早期型号战斗机相当。沈飞于1989年向美方运送了两架歼-8Ⅱ样机和一个机头模型。然而,出于众所周知的原因,美国宣布终止和沈飞的合作。此后,美国虽然宣称根据合同愿意继续合作,但是要求在原项目的基础上增加2亿美元报价,这使得外汇并不宽裕的中方难以接受,该项目最终不了了之。让中国人十分气愤的是,美国竟然将这两架运送到美国的中国大陆最先进战斗机开放给日本、韩国、印度、中国台湾的技术人员参观,这使得中国大陆最先进的航空技术在潜在的对手面前暴露无遗。
1993年,以色列研发出了“费尔康”系列预警机,该机型采用了先进的电扫描技术,其性能与美国E3预警机不相上下,达到世界先进水平,但是造价却只有E3的三分之一。1996年,中国与以色列和俄罗斯达成协议,由以色列利用费尔康预警机的技术负责在伊尔76运输机上改装4架预警机。但美国从中作梗,使得以色列被迫在1999年终止了协议,并赔偿中国3.5亿美元。此后以色列将3架原本制造给中国的预警机低价转卖给了印度,使得印度不费吹灰之力拥有了世界一流的预警机,至今这几架预警机依然是印度空军的主力,对中国空军造成巨大威胁。
类似这样的“卡脖子”事件带给中国军工人极大的冲击。在西方严密封锁技术,封锁零部件,甚至封锁上游高端机床的情况下,中国军工人经过30多年的卧薪尝胆,成功开发出了包括歼-20隐形战斗机、运-20军用运输机、空警-2000预警机、“山东号”航空母舰、055型大型驱逐舰、东风-41导弹、东风-17导弹、99式主战坦克在内的具有世界先进水平的国产自主武器装备。
中国军工产业在如此严密的封锁下依旧取得如此多的突破,这有理由让大部分中国工业门类相信,中国有能力搞好自主创新。
那么,中国军工从严密的封锁中实行国产替代并且壮大,有哪些值得总结的经验?未来军工产业的发展趋势是什么?
中国军工的“独立自主惯性”
从20世纪90年代开始一直到2020年的这30年,是中国军工被封锁的30年,但却是中国军工历史上发展最快的30年,这绝非偶然,而是有很多内在外在的因素。其中最重要的一个原因可能是中国军工行业多年来形成的“独立自主惯性”,也就是说,我们对从国外引进的技术和装备,从来都不是准备大规模采购,而是为完全学会技术、自主开发做准备的。
20世纪70、80年代中国在和西方的“蜜月期”中,引进了大量的先进技术和装备,包括美国黑鹰直升机、法国海豚和超黄蜂直升机、英国斯贝发动机、英国L7火炮、法国海100型舰炮等装备。即使是后来西方中断对华军事交流,这批当时引进的装备和技术也极大地提升了中国军工的实力。
20世纪90年代,苏联解体,中国很幸运地从俄罗斯、乌克兰等国“抄底”引入了一大批具有世界先进技术的装备和产品,比如苏-27战斗机、“瓦良格号”航母、S300防空导弹、现代级驱逐舰等。
我们以直升机为例,中国的直升机工业从80年代开始引入法国的海豚、超黄蜂这些具有当时先进水平的机型生产线,并基本实现了完全的国产化。中国的直升机工业,起步的点就是20世纪80年代的先进水平,后续又研发出武直-10、武直-19、武直-20等很多机型,可以说中国直升机的后劲很足。
再以战斗机为例,20世纪90年代中国从俄罗斯引进苏-27战斗机生产线,并实现了完全的国产化,这对于中国战斗机工业水平的提升非常明显。首先中国第一次开始理解重型战斗机的设计理念,在此之前,中国只能生产中型和轻型的战斗机。例如对于现代战斗机气动外形的理解,对于钛合金蒙皮的拉伸技术的理解,都是从引进苏-27生产线开始的。后续中国开发出了具有国际先进水平的歼-11BS、歼-16、歼-15、歼-20、歼-31等,都与当年从俄罗斯引进苏-27生产线密不可分。
笔者曾经和一些朋友探讨过:假设中国不被封锁,现在的军工是发展得更好还是发展得更差?答案是会发展得更好。因为发展得更差只存在于一种情况下,就是中国大量采购外国武器装备而荒废了自主研发。
但幸运的是,我们回溯中国近几十年来的军工技术引进思路,可以发现一个规律,中国引进国外装备和技术从来都是准备“引进—吸收—再消化”,而不是为了“造不如买”,大规模地采购国外装备以替代国产装备。也就是说,就算是西方敞开所有的武器装备让中国购买,中国也还是会坚持自主研发,引进国外装备的首要目的是学习、吸收、消化。
为什么中国军工业形成了这种共识和路径?我们认为这和中国近代历史上无数惨烈的教训相关。
在清朝的时候,李鸿章、张之洞等人发动了轰轰烈烈的洋务运动,从德国、英国等国引进了大批成熟的武器装备,比如德国克虏伯造的大炮,德国产的定远、镇远铁甲舰,英国产的先进步枪。但是后来的事实证明了这些进口的装备非常脆弱,受制于国际政治大环境以及国外后勤补给,在战争中爆发了很多问题。
民国时期,国军在抗战前曾经大规模地引进德国的武器装备,组建著名的“德械师”,但日后日本与德国结盟,中国便不再能从德国获得装备和补给,这给抗战带来了巨大的影响。
新中国成立初期,中国曾经从苏联老大哥那边引进了一大批先进武器装备,比如米格-19战斗机、图-16轰炸机、T-54主战坦克、AK-47自动步枪等,在苏联的帮助下建立起了自己的军事工业。但是在日后中苏关系破裂后,中国就不能够再从苏联处获得先进武器装备和技术。
以上种种教训让中国的军工业几乎形成了一个共识,那就是国防工业决不能够依赖国外,中国的军队必须以国产制式装备为主,中国必须形成独立自主的国防工业,所以中国引进所有装备的第一目的,本质上都是加速国产化。
我们从中国从俄罗斯引进苏-27战斗机的过程中可以看到这种思维方式。苏联解体后,缺少资金的俄罗斯苏霍伊设计局希望中国从俄罗斯大规模采购苏-27战斗机,后来在采购了一批苏-27战斗机之后,由于空军对此型飞机非常满意,中国就提出俄罗斯必须完整转让苏-27战斗机的生产技术,否则从俄罗斯采购的数量不会超过48架。当时正值苏联解体、俄罗斯经济最困难的时期,捉襟见肘的俄罗斯人最终同意转让苏-27生产技术。苏霍伊手把手地教,沈飞拆开了学,终于把这型战斗机的设计和生产工艺完全吃透。后来沈飞在原苏-27战机平台基础上,加上了大量国产航空电子设备,包括新型雷达、新型火控系统,极大地提升了国产苏-27的战斗力。
2000年之后,中国军工开始出现井喷式发展。发展得如此之快,有几个很重要的时代性因素。
首先是中国加入了WTO之后,中国经济长期保持飞速发展,中国GDP总量迅速跃居世界第二,军工领域得到了强有力的资金支持,这是最重要的因素。
其次是90年代冷战结束之后,全球领先国家尤其是美国的军工开始放缓了技术迭代步伐,这使得中国有了一段追赶的窗口期。中国军工过去20年的发展有一条很重要的脉络就是摸着“美国的经验”过河。因为美国的许多军工产品经过长期实战,被验证为较成熟的路径。例如美国开发出的F-22隐形战斗机,中国就对应开发歼-20隐形战斗机。美国的黑鹰直升机好用,中国就对应开发可以覆盖全疆域飞行的武直-20……
此外,还有一个很重要的因素,国家近年来持续推动技改步伐,每年投入经费推动制造工艺的升级,例如采购了大批先进的数控机床,这对于提升国防工艺水平有着巨大的带动作用。
另外一个不容忽视的因素是,20世纪90年代末期开始高校扩招,尤其是理工科高校的扩招,极大地提升了中国军工产业的人才供给量。我们以航空产业为例,北京航空航天大学、南京航空航天大学、西北工业大学、哈尔滨工业大学、北京理工大学等院校的扩招,极大地提升了航空人才的后备力量。
我们对比下起步不算晚,且外部条件远比中国好的印度军工产业,就可以看出,以独立自主为主要方向的中国军工,已经远远把依赖外部技术引进的印度甩在身后。中国现在在国产战斗机、国产军舰、国产坦克、国产防空导弹、国产弹道导弹、国产军用运输机、国产直升机等各个方面,都远超邻国印度。无数血的教训证明,国防现代化是花钱买不来的,只有依靠自主研发。
“军转民”是上次冷战的主流
近年来,军民融合成为整个军工行业最热门的话题。
所谓军民融合,在二战和上一次冷战期间,大部分案例是军转民。最典型的案例有计算机、互联网、卫星、移动通信等。
军转民的底层逻辑在于,军事采购往往是不计成本的,因为国家安全是无价的。不管是美国还是中国,在国家危难之际都曾经成立过专项工作组,举全国之力攻克某个民用工业难以突破的科技门类。最典型的就是美国制造原子弹的“曼哈顿计划”,以及在二战期间推动青霉素的大规模量产计划,还有冷战期间的阿波罗登月计划、星球大战计划等。中国则有“两弹一星”计划等。许多企业靠着政府不计成本的订单支撑,不用过多考虑商业化前景,攻克了许多世界级难关,然后又在日后着手将这些科技转为民用,这是第一代军民融合模式。到1968年,美国参议员威廉-普罗科斯迈尔统计说,美国100多家大型工业企业的承接合同,直接、间接来自国防部的占据67%。甚至硅谷的诞生,都是军转民的产物。
一个有意思的案例是1941年太平洋战争爆发后,日本占领了全球橡胶的主产区——东南亚,使得美国97%的橡胶供应被切断。美国直接面临“卡脖子”的危机,因为缺乏橡胶是致命的,将使得美国的军用汽车生产瞬间陷入瘫痪。当时美国具有人工合成橡胶的早期技术,但是由于政府机构和民间企业在合成橡胶上长期扯皮而毫无进展。此后,美国在二战时期成立的“战时生产局”介入,把生产合成橡胶额外列入“第一计划”,迅速解决了合成橡胶量产的问题,并在战后给美国带来了一个强大的合成橡胶工业。
美国在冷战期间艾森豪威尔政府时期设立了两个对军转民影响极其深远的机构——DARPA(Defense Advanced Research Projects Agency,美国国防高级研究计划局)和NASA。其直接原因是1957年苏联发射了世界第一颗人造卫星,美国感觉在冷战军备竞赛中处于下风,有了强烈的危机感。
DARPA和NASA这两个机构走的都是例外拨款渠道,没有走常规拨款渠道,其活动和预算不需要对外公开,因为这两个机构有极高的自主权。
DARPA的使命是在尖端技术的研发上对苏联保持领先。这个机构仅有一两百名工作人员,但非常精干,大部分都是来自各大学和科研院所的科学家。DARPA自己不做科研,而是专注于项目管理,成立各种临时的项目小组,然后领导具体的大学、企业和实验室做科研项目。他们推动的具体项目包括隐形战斗机、导弹防御系统、推进燃料、新材料、计算机网络、芯片等。
DARPA的项目管理体制非常先进,项目经理在通过某个具体研究项目(比如计算机网络)的立项后,会得到3~5年的项目周期去推动这个项目的研发,如果到期拿出产品或技术,则项目继续,如果拿不出来,项目就被砍掉。这种灵活的体制使得美国军方推动的先进技术层出不穷,包括全球定位系统(GPS)、互联网、半导体芯片制造、大型计算机、高能激光等。这些技术大量外溢到民用领域,为美国民营科技企业的发展提供了源源不断的技术来源。
可以说,美国的波音、英特尔、德州仪器、苹果、微软、谷歌、甲骨文、GE、惠普这些大型科技企业的发展,身后都有军方旗下DARPA的影子。
中国的军转民也有大量成功的案例。其中最值得一提的案例是解放军工程学院研发团队研发的“04”程控交换机项目。“04机”在1992年成功进入市场,此后中国的程控交换机产业开始爆发。包括华为、中兴、巨龙等几大中国电信设备巨头的技术来源,都被认为跟这款军转民产品有关系。
毫无疑问,中国仍然需要在某些面临国家重大危机的领域,由国家和军方牵头攻克某些重点项目,比如卫星导航系统、大飞机、半导体等。这些项目一定程度上是不计成本的,需要在短时间内攻克,就像我们当年发展“两弹一星”一样。其可以是类似“两弹一星”这种成立重大专项团队,由较高级别官员挂帅,调集全国科研力量,短期攻关形式的研发。项目攻克后又可以将这些技术民用化。
北斗是一个很好的例子。在卫星定位这样涉及国家安全的领域,中国是不可能不自主发展的。北斗涉及卫星、导航芯片、模块、天线、板卡、算法等基础研发,如此庞大的项目,必须由国家牵头来攻克。基础技术攻克后,除了具有相当大的军用价值,相关技术和应用又可以开放出来给民间的手机、交通运输、户外探险等领域使用。截至2020年,中国卫星导航产业总体产值已突破4000亿元。预估到2025年,中国北斗产业总产值将达到1万亿元,年均增幅高达20%。
不过,这种举全国之力攻克少数领域的做法,并不能常态化和大规模地成为主流,只能够限定在国家面临危机的少数领域。
“民参军”是未来的发展趋势
2022年初,俄罗斯突然进攻乌克兰,从而爆发震惊世界的俄乌战争。
本次俄乌战争有个很重要的细节是,可供俄罗斯军队发射的精确制导武器数量很有限,包括伊斯坎德尔巡航导弹,还有战斗机与轰炸机投掷的精确制导炸弹。开战前几天,俄罗斯一共只发射了数百枚精确制导导弹。精确制导武器的数量短缺是致命的,这使得俄军在进攻基辅、哈尔科夫这样的大城市的时候缺少精确打击火力。这些城市有大量平民,使得俄军在动用传统的非精确制导火力,比如火箭炮、重型火炮时畏首畏尾,极大地影响了俄军的战术进程。
很显然,发射数量少的最主要原因就是缺钱。因为这些导弹太贵了,俄军很早就具备了这些精确制导武器的研发能力,但是不具备大规模将其低成本制造出来的能力。
这次俄乌战争对我们也有重要启示,那就是要想办法将军工产品,尤其是导弹这种易耗产品的成本降下来。降成本,是全球军工的重要课题。而军民融合,尤其是推动“民参军”是降成本的最重要措施。
自20世纪90年代冷战结束以来,全球军民融合的趋势开始转为“民参军”。因为冷战后全球各大国面临的军事威胁大幅下降,政府不计成本地投入军工项目研发的动力开始下降,以至于美国的航天产业在过去二三十年的突破是相当有限的,新式武器装备的研发速度也大幅下降。
而民用工业的快速发展,可以极大地摊薄军工产品的成本。我们以导弹当中用的芯片为例,假设为这型导弹单独研发一款芯片,累计采购量只有几千枚,其成本是极其高昂的。但是假设这型导弹可以采用民用工业很成熟的电脑、手机、汽车、工业计算机当中使用的芯片,由于这型芯片的采购量动辄就高达几百万枚,那么其成本将大大降低。
近年世界软件开发的趋势是大量使用中间件提升开发效率。所谓中间件就是A软件和B软件有50%的源代码是重复的,这50%的源代码大家可以开放共享,每个企业仅仅开发自己需要定制开发的那一部分就可以了。比如游戏软件的开发,大家普遍使用Ureal、Unity、Cocos2D等引擎作为中间件,这极大地提升了游戏行业的开发效率。过去动辄要几百人才能开发的一款游戏,现在十几个人的工作室就能开发出来。而将这型游戏引擎改一改,就可以用作军事模拟和训练。比如国外著名的武装突袭系列游戏,就可以用作军事模拟训练。
马斯克的SpaceX,直接将火箭发射的成本降低到原来的十分之一,其精髓就在于SpaceX大规模采用了民用工业当中使用的通用零部件。可见民营企业在降成本上的空间有多恐怖。这次俄乌战争,马斯克提供的星链系统,也发挥了重要作用。星链的通信效率据说达到了5G的一半,为乌克兰军民提供了重要的通信保障。
我们以遥感卫星为例,有视频显示,有民营企业制造的卫星成功拍到了美国停在港口的航空母舰动态视频。之前国有企业和院所发射的类似卫星,造价动辄要10亿元,而现在民营企业制造的卫星成本可能不到它们的十分之一。因为这些民营企业制造的卫星,用途非常广泛,军事用途仅仅是其中一个应用,而应用场景的多元化使得产量大幅提升,而产量的提升则带来了成本的大幅下降。
民营企业在航天领域的成本之所以能低这么多,还跟容错机制有很大关系。不管是在美国还是中国,航天发射过去都是由国家主导的。在这种体制下,保证发射高成功率以求稳是很重要的诉求,一旦项目研发失败,相关负责人的仕途会受到较大影响。因此不管是美国还是中国,航天发射过去都追求航天级的材料和零件,其成本自然是居高不下。而民营企业追求的是小步快跑,可以容忍一定的发射失败,来换取低成本。民营企业有发达的风险投资机制,基金投资10个项目,往往成功的只有一两个,但是却有几十倍甚至上百倍的回报,市场化的机制可以很好地平摊项目失败带来的风险。
因此世界军民融合的发展趋势现在都是“先民后军”而不是“先军后民”。
我们再以大飞机为例,中国同时研发了军用的运-20大飞机和民用的C919大飞机,是运-20转民用更容易还是C919转军用更容易?答案是很明显的,民转军更容易。
军用运输机强调战场短距起降,所以要求发动机剩余功率大,更在意速度而不在意油耗、经济性、舒适性;而民用客机则很在意油耗、舒适型、安全性。所以运-20、伊尔76这些军用运输机的机身离地面较近,一般采用上单翼(机翼布置在机身上方)。因为机身离地面近更有利于装载货物,且在简易跑道起飞时发动机不容易吸入沙石而受损。而民用客机一般采用下单翼,这样不会遮挡旅客视野,且机翼遮挡可以降低发动机的噪音。此外,民用客机对安全的要求也比军用飞机要苛刻得多。
军用飞机的采购往往更重视性能而对于价格不是特别敏感,而民用飞机则需要在竞争惨烈的全球市场搏杀,价格是生存的重要因素。
综上所述,在美国,波音的民用客机装上雷达天线就可以改装成预警机,装上加油设备就可以改装成空中加油机,装上电子对抗设备就可以改装成电子战飞机。而军用运输机成功改造成民用客机成功的案例并不多。
简单来说,民用工业低成本的秘诀在于标准化、开放、大批量可复制、低成本。这恰恰是军事工业的短板。
以俄乌战争中发射的精确制导导弹为例,我们已经看到中国有几家民营企业开发出了精确制导的森林灭火弹。简单来说,同样的弹体,加个灭火装置就是灭火弹,加个战斗部就是军用导弹,军民两用并线生产,产量提升上去后,成本可以大幅下降。
中国的优势在于灵活,我们既有举全国之力攻关的军用大项目,也有灵活低成本的市场化民营工业,我们完全相信,中国的军民融合产业,必将在日后有巨大的竞争力。
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古人云“国之大事,在祀与戎”,国防和军事从来都是一个国家最重要的事情之一。自新中国成立以来,70多年的时间里,中国人通过坚持不懈的努力,终于为祖国建成了一个完整、强大、独立自主的军工体系,有力地保护了中华人民共和国的安全。
这里,笔者首推张召忠将军的《百年航母》一书。这本书共分上、下两册,详细介绍了航空母舰这种“大国重器”百年来的发展历程,不仅详细论述了航空母舰在海洋战略中的重要性,也详细介绍了航空母舰的建造过程和实战运用,是了解航空母舰这种顶级作战装备的重要资料。
沈海军的《中国航空史话》记叙了中国航空工业的发展史。该书详细介绍了包括战斗机、轰炸机、直升机在内的多种航空工业的核心机型,对普通读者非常友好,是一本优秀的中国航空工业科普书。
贝德勒·普耶洛夫斯基的《日落共青城》则是被军迷群体公认的一本关于中国引进苏-27战机的好书。这本书站在俄罗斯的角度复盘了30多年前那场中俄军事技术交流的内幕,探讨了苏-27对中国空军发展带来的影响。从这本书中,读者能够深刻感受到苏-27对当年中国空军的意义,也能知道为什么苏-27堪称是人类航空史上的“一代传奇”。
在今天,绿皮火车已经成为一种怀旧复古的文化符号,但对那时需要经常坐火车出行的人来说,绿皮车往往意味着一段糟糕、难受、不体面的旅行。20多年前,在笔者的少年时代,坐火车绝对不是什么美好的体验。拥挤的老式绿皮车里充满了阿摩尼亚、脚臭、香烟和方便面混杂的迷幻气味。不论春秋冬夏,车厢里好像永远都是闷热的,哪怕窗外大雪纷飞,坐在车里的我仍旧会被捂出一身臭汗。漫长的旅途就像是在“腌肉”,而“调味品”就是车厢里的各种味道。因此,即便再困再累,回家之后的第一件事绝不是吃饭或者休息,而是跑到浴室给自己从上到下洗个干净。
除了糟糕的乘车体验,速度是早年间中国铁路的另一大痛点。很长一段时间以来,中国铁路旅客列车的平均时速只有50~60千米。几百千米的里程,往往需要一夜时间才能到达。如果只是速度缓慢倒也罢了,更要命的问题是停站太多。有些车次的列车几乎每站必停,哪怕是位于穷乡僻壤的小站也会停个十几分钟。然而,从改革开放到千禧年这整整二十几年的时间里,恰恰就是这些晃晃悠悠的绿皮火车撑起了整个中国铁路。但进入21世纪后,绿皮火车再也撑不下去了。收入在提高,经济在发展,出行的方式越来越多样,人们渐渐无法忍受缓慢又难受的绿皮车了。于是,中国铁路开始了提速,开始推广快捷、舒适的空调特快列车(红皮车、蓝皮车)。但即便如此,中国铁路的速度还是太慢了,落后世界先进水准也太多了。
但令人惊讶不已的是,在此之后的短短10年之内,中国铁路突然崛起,迈入了世界一流水准。今天的中国铁路拥有世界上最长的高铁运营里程,拥有世界上最快的高铁运营速度,同时还先后打破了由日本人、法国人创造的高铁速度纪录。中国中车已经成为全球最大的铁路车辆生产商,掌控了包括地铁列车在内、全球超过一半的铁路车辆市场。
事实上,这种惊人的进步出现在了中国几乎所有的高端装备制造产业——铁路、电气、工程机械、造船……几乎每一个值得被称为“大国重器”的行业,都在那几年里得到了迅猛的发展——国产盾构机从当年的“完全依赖进口”转而走出国门,占领了全球60%以上的市场份额;国产绞吸式挖泥船作为航道疏浚、填海造陆的特种装备,甚至被国外列入“禁止出口”名单。
这些成功,离不开中国厂商手中的先进技术。在后面的篇章中,我们将以高铁、电网、工程机械为代表案例,详细介绍“技术引进”和“独立自主研发”之间复杂关系的具体表现形式,深入讲述帮助中国企业获得先进技术、取得成功的种种策略。