前言:美国是第一架飞机的发源地,过去几十年都是世界上航空技术和产业规模都处于最高水平的国家,在整体规模和水平上占据着明显的优势,支撑起了一支世界上技术最先进、规模最庞大的空中作战力量,成为了美国军队历次对外动武的核心支柱,但现在正在走向没落。

一:昔日荣光:DC-3如何撬动一个帝国的空中霸权
虽然世界上第一架飞机是美国发明的,但第一次世界大战前美国的航空工业远不如英、法、德,美国参战后只能引进英、法航空技术来生产作战飞,飞机在战场上的成功使美国受到了很大的触动,战后开始大量出现航空设计和生产企业,在苏联,德国,意大利和日本积极备战,推出过不少优秀军用机型时,美国因地域辽阔,国内民用运输需求旺盛,十分重视民航飞机的研制,1935年,美国道格拉斯公司研制了世界航运史上第一种靠运客就能赚钱的航班飞机-DC-3,使美国的空中运输增长了400%。

DC-3是当时最成功的运输机,也是民用航空史上的一个重大里程碑,1939年,全世界90.9%的空中客运是由DC-3完成的,二战时DC-3成为C-47,在欧洲。非洲,亚洲各条战线的主要战役中执行各种运输任务,但美国的军用航空技术在战前与英国、日本和德国之间没有什么优势可谈,装备规模也没有什么优势,1939年,美国航空工业在所有制造业中仅排第41位,只有40家制造商和50000名员工,军机产量仅2141架,最好的战斗机P-40比不上德国的M-109、也比不上日本的“零”式或英国的“喷火”。

但航空工业因DC-3的生产有了一定规模,美国参战后,很多汽车企业转入了战时生产,航空工业提供了设计制造人才,研制了一系列新型作战飞机,汽车工业提供了工厂和工人,到1943年年底,美国共有81家工厂生产飞机和配件,厂房总面积达到1800万米,员工达到210.2万,各工厂一天工作24小时,每周工作6-7天,从1940年到1945年共生产了30多万架军用飞机,一个月下线超过900架,产值从1939年的2.25亿美元增加到1944年的160亿美元,巨大的产量让美国海空军在战争中大显身手,战果之显著,作用之大都超出战前预想,也证明了掌握制空权成为战争胜负的关键。

二:帝国黄昏:当“世界工厂”沦为“世界PPT工厂”
战后美国将航空工业作为了国家生存的重要基础之一,全力投资关系到航空技术发展的材料、动力、气动和结构设计,冷战时各种研究机和验证机的数量非常多,从第一个突破音速的X -1到高机动的X一31,每一种研究机都是航空技术的突破,大量预研的技术为美国飞机在材料、工艺和质量控制上的发展打下了很好的基础,军用飞机的发展速度却相当快,三代喷气式战斗机从项目开始到装备部队的整个研制周期都在80个月以内,装备的时间普遍比比苏联同类飞机领先一代,使美国海、空军在局部战争中都可以占据性能上的优势。

但近30年来,美国把中低端制造业都转移到外国,只留下技术含量的高端制造业,制造业占国内生产总值比重从1945年的40%降至2009年的11%,但高端制造业吸纳的劳动力有限,中低端制造业产业工人数量锐减,就业岗位从1998年的1760万下降到2010年的1160万,职业教育发展同步萎缩,经过几十年恶性循环,美国技工缺口越来越大,,2015年美国高级技术工人缺口达300万,机械师、电焊工等高级技术工人缺口将达到87.5万,尽管美国年轻人失业率高达10%-17%,但82%的制造业雇不到拥有合格技术的劳动者。

由于熟练技工缺乏,美国制造业企业数量急剧减少,美国现在能造大型客机的公司只剩波音一家,能造第五代战斗机只剩洛-马一家,垄断导致这些公司缺乏扎扎实实研发先进技术的动力,反正美国官方没有其他选择,生产质量也在严重下滑,技术研发问题不断,多个核心项目深陷拖延泥潭,F-35联合攻击战斗机研制周期比计划延长8年,原定2026年完成的Block 4升级计划麻烦不断,推迟至2031年,F-15EX战斗机2018年启动至2026年年仅生产了9架,F-47项目2020年开始,原定2027年完成研发,现已推迟至2030年初,昔日几年就完成5种战斗机的高效研制能力早已不复存在。

三:致命补丁:为省成本,波音如何在737MAX上埋下“死神”程序
作为美国航空制造业翘楚的波音公司不但在研制上拖拖拉拉,技术研发上还偷工减料,作为波音公司最主力的产品-波音737MAX客机在短短5个月内接连发生两起印度尼西亚狮子航空公司和埃塞俄比亚航空公司两起坠毁事故,共346人罹难,空难后的初步调查结果均指向飞机上的机动特性增强系统的攻角传感器产生了错误读数,飞控计算机上据此判定飞机正处于濒临失速,从而向水平安定面发出低头指令,这时飞机速度不断加大,飞控计算机面对自相矛盾的空速和攻角度数就会切断自动驾驶仪,把控制权交给飞行员,飞行员如果没有及时拉起,飞机就会一头冲向地面。

这个技术缺陷的出现就是波音公司为省研发费而产生的,1967年研发的波音737是民航史上最畅销的双发喷气式客机,至今共发展了四代,累计交付1万余架,第一代的波音737-100座位124座,起飞总重50吨,航程3185千米,使用普惠JT8G发动机涡扇发动机,涵道比为1.1,风扇直径为1.03米,像个细长的雪茄烟,所以起落架高度设计得较短,由于油耗高、噪声高、维修成本高,波音737-100只生产了30架,于波音将机身加长1.8米推出波音737-200,航程增加至4900千米,在市场上大受欢迎。

波音接着推出第二代的波音737-300、波音737-400和波音737-500航程达5186干米,更受欢迎,最大不同是改用了CFM56-3大涵道比涡扇发动机,涵道是1比5,风扇直径为1.52米,导致发动机短舱进口距地面太近,增高起落架高度要修改机身,波音选择了将发动机向机翼前方向前延伸了1.93米,这使发动机最低处距地面达0.457米,但距地面仍太近,于将发动机下半部做成椭圆形,这样进口处下唇就距地面有了0.711米,这种少见的形状一直沿用,第三代波音737仅改进机翼,装了机翼尖端的翼梢小翼。

四:346条人命换来的教训:美国航空业如何用“软件补丁”掩盖工业空心化
2010年,空客宣布启动A320neo项目,换装涵道比更大的LEAP-1A发动机,6个月里就接到1000多架订单,波音坐不住了,但研制新机耗时耗费,波音决定在第三代波音737的基础上换装同样的LEAP-1发动机,但由于机翼下的空间高度限制,只能选择风扇直径最小的LEAP-1B发动机,为补偿性能选用了更高的转子转速,但仍没有足够的发动机离地净空高度,不得不把吊挂点向前和向上方移动,发动机短舱明显向前伸,造成发动机吊架上端高出机翼前缘,使其后端的气流扰乱机翼上表面气流,破坏机翼上端的正常流动,使飞机容易在大攻角飞行时失速。

由于波音737采用的是机械操纵系统,驾驶员难以在飞机失速时操控飞机,为保证飞机在大攻角进入失速时自动压低机头,自己改出失速状态,波音公司在原机械操纵系统之上增加了一套叫“机动特性增强系统”的软件“补丁”,目的是在迎角大到一定程度时不经过飞行员同意就自己压低机头,这个方案看似解决了飞机和新发动机不匹配问题,但存在严重的设计缺陷,就是优先级高于驾驶员,启动取决于单一的迎角传感器,启动后驾驶员且难以关闭,系统会直接控制水平安定面上扬,使飞机向下俯冲。

狮航610航班起飞时迎角传感器数据就错误的大于20度,爬升到一定高度后系统认为飞机迎角过大而启动,机长发现后手动打配平使飞机抬头,系统和飞行员反复较量,直到最后飞机自身的低头力矩远超机组可以实施的拉杆力矩,机组失败坠毁,两起致命事故把波音公司拉下了神坛,此后的全球停飞引发各国航空企业向波音公司提出了索赔和取消订单,导致波音有史以来最高亏损,但波音拒绝停产737MAX,唯一的改进配上双传感器,2026年737MAX还在生产,季度交付114架,营收:222.17 亿美元,净亏损仅700万美元,似乎又活了过来,但仍受质量问题、供应链瓶颈困扰。
波音公司是否能复活,就要看KC-46、T-7A、F-47等美军核心项目是否能解决质量 / 交付延误问题,以及中国是否愿意发出巨额订单,波音CEO公开表示寄望特朗普政府在2026年5月促成中国中国国际航空公司、中国南方航空公司、中国东方航空公司、厦门航空和福州航空等中国航空企业重新采购500架737 MAX及宽体机的巨额订单,如果中国订单落地,波音2027年有望全面扭亏,如果得不到中国订单,复苏可能中断,不过远期来看,波音公司纪律涣散,员工责任心不强,生产质量严重下滑,技术研发问题不断,根源是因为美国制造业的衰退所致,无论波音如何挣扎,也只是大英帝国与苏联的昨日重现,不是几个订单就能解决问题的。

五:结语
英国巅峰时期拥有霍克、德哈维兰等20余家飞机制造商,就业人数超35万人,占当时世界航空工业就业人数的1/4,飞机出口居世界第一,如今英国仅能生产零部件,空军战机全部依赖进口,苏联巅峰时期拥有300多家航空科研生产机构,人员达70万,如今市场份额从25%暴跌至0.03%,飞机生产近乎停滞,所以说没有永远的辉煌。


