时间：2017-10-09 13:04来源：观察者网 作者：中国航空
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不同于以往“试验是设计迭代的一部分”的研发理念，通过MASC（Modelling, Analysis, Simulation, Computing）方法，西方先进企业对航空发动机的设计更多的是一系列的数值计算和分析，并以此为基础，进行的精细化优化。“试验很大程度上是对设计的确认，而不是直接参与设计的迭代，这是一个巨大的差异。”冯锦璋说。
支撑制造最重要的是标准和规范。为了长江1000和长江2000的研发，冯锦璋走访了不少工厂，考察制造业的现状。他发现，国内的不少标准规范，有些是抄过来的、有些是实际工作的积累；而与之形成鲜明对比的是国外先进的标准规范，精细化要求的背后都有强大的分析和计算作为依据。
“我们航空发动机的铸造，基本上没有核心技术。我们做的几个里没有一个是合格的，最后只能是不合格的里面挑一个。”冯锦璋说。而锻造作为经常用的成型手段，很大程度也还是靠经验。
从基本的焊接技术，到燃烧室，到风扇、叶片、机械系统、涡轮，冯锦璋详细地展示了长江1000和长江2000研发中的典型问题。核心想法只有一个，以计算分析为主的设计工作必须是自主研发发动机的主要方向。
冯锦璋介绍，随着飞行器构造越来越复杂，如果按照传统模式，试验小时数会越来越高，到2030年，将达到100万小时；而如果采用分析计算方法，可以减少2个数量级，到10万小时。
充分运用计算能力，不仅能缩短时间，在AI时代，还能借助计算机的“想象力”（Intuitive AI）革新设计。“我们现在大部分工程设计的优化都是连续的，我们有时候想象不出来这个形状是怎样的；什么是拓扑优化？我们可以设定要满足的条件，用人工智能，让计算机不受任何约束的去想。”冯锦璋说，这将在近期和中期对飞机的设计产生革命性的影响。
文化挑战丝毫不亚于技术挑战
作为商用发动机，是否成功必须经受市场检验，绝非能造出一两台那么简单——需要几千台都保持高的质量。如何做到这一点？冯锦璋给的答案初听有几分意外。
“我感受比较深刻的一点是，我们面对的文化挑战丝毫不亚于技术挑战。”他说。在某工厂考察的过程中，一个故事给他留下了深刻印象。
这个工厂进口了一台大型的锻造机，德国公司过来安装后，这台机器运转了三年还是性能良好。今年，这家工厂自己安装，结果六个月机器就坏了。“为什么？说起来就像是从网上读到的故事一样，特别有趣。他们给我举了一个例子，说明书写得清清楚楚，螺栓螺帽要拧三圈倒半圈，我们都是瞎搞，不就是三圈么？他们就随便弄，连个记录都没有。”冯锦璋说。
类似的事情不仅发生在产业工人身上，甚至连来应聘的博士后也是“差不多先生”。曾经，冯锦璋在面试中问一名博士后，“其中的一个阻尼系数为什么是0.55？”这名博士后的回答是：老师这样说的。
“独立思考的精神，打破砂锅问到底的精神，把事情做到极致的精神极大缺乏。”冯锦璋说，这样的态度绝无成功的可能。
冯锦璋认为的第二个挑战是团队精神的缺失。
“很多人往往把问题，好的工具和数据藏在手里，不愿意跟别人分享。不仅是组织之间，大学之间，甚至小组和另外的小组，小组里面的一个人和另外一个人，都存在这样的现象。”他说，所有这些都对高端设备制造有很大的影响，要突破的不仅仅是技术。
缺少来往的企业界和高校作为南方科技大学校长，陈十一对冯锦璋的“文化论”表示赞同。他进一步说，检验大学的成功与否，不是排名，也不应该只看论文，核心要看是否产生了好的人才、技术和文化。
不过，作为大学教授的他，还认为企业缺少与高校合作也限制了产业的创新：“企业拿了国家的大项目，揽在手里，相信自己而不相信教授，这样就越培养不了大学教授，越培养不了老师，那就进入了负反馈。”
在陈十一的印象中，美国的Los Alamos实验室（世界上科学与技术最大的几个中心之一，二战时期作为曼哈顿工程的一部分，负责设计核武器，现在在多个领域进行多学科的研究）每年的夏天都会邀请加州大学的很多教授来，这促进了大学教授对该实验室的了解，有利于问题的解决。他说，企业应该把核心攻关的问题交给大学去解决。
“我觉得像发动机这样的问题，现在政府已经意识到了，不仅仅是某一家企业的事情，作为国家重大项目，必须联合攻关。”他强调，“我们应该思考大学和企业合作的新模式。”
从事基础研究的符松也注意到了类似的问题。他介绍，清华大学和美国的GE发动机公司成立了联合研究中心，而对于发动机这样技术推动的领域，国外不仅高校，公司也在开展很多的基础研究。此外，让他感受颇深的另外一点是，国外的大学和企业拥有紧密的合作关系：“我每次参加美国的学术会议或者发动机专业会议，发现人家大学的、研究所的、企业的全在一起参加，一起讨论。我觉得我们国家没有这样的文化，我们的高校和企业界好像没有什么来往。”
何时造出国产大飞机发动机，未来的商业化之路是歧路还是坦途尚未可知。不过，几位从事基础研究的教授，和来自企业的大飞机设计专家坐在一起，畅所欲言，也许已经预示了一个好的开始。
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