张聚恩/文
近读美国联邦政府总统府科技政策办公室（OSTP）于2023年3月17日发布的《国家航空科技优先事项》（以下简称《优先事项》），很受启发与触动。本文件概述了美国政府的战略优先事项，旨在扩大美国的领先地位，实现美国各政府部门的合作，并通过支持公私合作伙伴关系来确保航空业的持续成功。本文件是对《国家航空研发政策（2006年）》的更新。
我有三点认识。第一，美国已是世界航空独霸，仍对发展航空极为重视，值得深思；第二，为确保航空业活力，所 提出的科技优先事项具有重要启迪；第三，为加强航空持续发展而采取的美国式举国体制，值得我们借鉴。总之，面对美国如此态势，我们须高度重视，并举国应对。现分述如下。
一、美国高度重视航空产业发展
美国在世界范围领先的航空业，长期以来对保障美国经济繁荣和国家安全产生了重大影响。文件再次披露的数字，加深了我们对此的认识。2019年，美国航空业的经济产出总量1.9万亿美元，占当年美国国内生产总值的4.9%（当年GDP总量为21.38万亿美元）；提供就业岗位1000多万个；出口额1480亿美元，是美国第二大制造业出口行业（经查，出口第一位的为石油制品）。
据《美国航空航天工业协会报告（2019）》，当年美国航空工业产值占国防和航空航天（A&D）产业的四分之三，创造了3870亿美元的增加值，占美国国民生产总值的1.4%，占美国制造业增加值（GDP的11%）的八分之一；雇佣了190万人（含供应链），约占美国全部雇员的2%，年人均劳动生产率20万美元。
另据蒂尔集团和空气动力咨询两家公司2018年7月发布的联合报告《世界航空航天制造业规模和国家排序》，美国在2017年全球航空航天制造业8380亿美元的营收总额中，以4084亿美元的业绩，独占49%。全球产值总额中航空占90%。
这些异源资讯与《优先事项》相互印证，足以可信。相关数据一再揭示，单就制造业而言，美国航空的强大令人惊叹。自20世纪60年代以来，航空制造业成为美国保持制造业国际竞争力、维持大国地位的支柱产业，航空产品取代汽车、船舶、钢铁、家电，成为对外出口的主要产品，是美国维持经常项目贸易平衡的主要工具。
回顾历史，美国因其在二战中本土无战事，承担向同盟国提供巨量武器装备的使命，实施前所未有的战时工业动员，致航空工业空前发展。二战后，借军事航空的溢出效应，进一步推动本国航空产业大发展，一举成为世界强国。随着1991年苏联解体与国力渐衰，美国航空业更成为全球唯一超霸。
美国举国对于航空重要性的认识一以贯之，且不断强化。在军事上，美国航空航天工业未来委员会最终报告（2002）《任何人、任何物、任何时间、任何地点》中的诠释最有代表性：“航空是美国军事能力的关键，是美军全球机动、通信情报、空中防御、制海制空、远距精确打击、地面部队保护和机动的核心。”
在美国2022财年预算中，飞机及其系统和武器占美军装备研发和采购费的40%；近10年来美军投入航空研发和采购装备的资金年均500亿美元；2024财年美国空军预算申请中的研发费用高达554亿美元，采购费用354亿美元。这些都导致，美国对于本国军事航空工业的极端重视。
而在民用航空领域，以波音民机为代表的美国力量长期形成绝对优势，赚得盆满钵满。直到上世纪70年代欧洲空客横空出世，经奋斗30余年，终与波音平分世界市场。尽管遭遇737MAX空难的影响，致波音元气大伤，但美国民机制造业整体，目前仍是作为支柱产业的航空工业的最重要组成部分。
与美国航空产业的强盛以及国家如此重视航空产业形成对比的是，后发的我国航空产业近年来虽发展迅猛，但尚未成长为支柱产业。以2019年数据为例，全产业对国家GDP（14.28万亿美元）的贡献仅占约1.3%，其中航空制造业不足0.5%。面对军事航空和民用航空的巨大市场需求，我国航空产业的巨大潜能有待培育、激发和放大。我们理应对国家的现代化建设做出更大贡献。
二、三大优先事项和七项原则
报告从维持美国航空业活力、应对减少气候影响的挑战和提高国家空域系统容量等目标出发，提出了3大优先事项及所应遵循的7大原则。虽然从字面看，主要谈民用航空，但因数次提及国家安全，国防部参与了本项研究，大部分内容对军事航空也具有直接意义，且国防部还领受了具体任务，因而可以认为该报告具有一定程度的军民结合的性质。
三大优先事项是:
第一，实现可持续航空。为此，采取4种方法：（1）支持运营商采用新一代高效低排放飞机和发动机技术；（2）继续投资改进基础设施和空中交通管理手段与工具；（3）加快可持续航空燃料的开发、测试和认证，以及广泛生产和采用；（4）开发和使用新的先进燃料等。
第二，改造国家空域系统。政府将优先考虑国家空域系统现代化改造，优先发展小型无人机（small drones）和先进空中交通（AAM）航空器，如电动垂直起降航空器（eVTOL）、电动短距起降航空器（eSTOL）和其他高度自动化的电动客货运航空器等，并集成到国家空域系统之中。
第三，提升连通性和速度。着力探索新技术，加强航空运输的全球连通性，包括可持续超声速技术（减少起降噪声及高空排放，并显著提高机体和发动机效率）、高超声速技术（含相关空气动力学、高速推进、先进材料以及强韧制导导航控制技术）等。
七项原则是：
1.促进安全——政府将持续促进航空运输安全，投资于提升空中交通管理效率和防撞的系统，提高定位、导航和授时新资源的商业可用性，创建更强韧的航空体系。
2.保护环境——政府将推动颠覆性的技术创新，同时倡导制定州、地方和国际政策，减少排放，实现安静、清洁、节能的航空运输。
3.提升经济竞争力——政府将创建促进私营部门创新和国际合作的体系，如支持航空新技术研发和创新的标准和监管方法，支持高风险的设计和开发方法，提高技术成熟度。
4.加速创新——政府将继续推动先进储能技术、氢、电、替代燃料以及减少温室气体排放所需技术的研发，优先技术包括自主、人工智能和机器学习、安全的硬件和软件系统、高强度材料、轻量化电池和充电技术、先进的推进系统、实现敏捷开发的新设计工具，能降低碳排放和提高运营效率的新燃料等，并与企业合作加快技术转化。
5.加强国家安全——超声速和高超声速等新技术对国防安全具有重要意义，同时政府将优先考虑安全、敏捷的航空技术系统构建，以及现代信息技术系统中硬件和软件的设计安全，以提升航空运输的安全性。
6.培养人才——政府将通过人力投资来培养航空人才，首先是建立航空技术学科社区来培养人才和创造力，营造强大的、技术先进的航空研发环境；其次是通过与学术机构、各社区以及各级院校合作，为青年提供与航空优先事项相关的学习、实习及就业机会，重点培养技能卓越的跨学科技术队伍。
7.保障航空运输公平——政府将优先考虑改善国内和国际机场，增加机场流动性，扩大通道，并改善残疾人和行动不便者的出行畅通性，保持未来航空运输的可负担性和公平性，使航空运输服务于所有社区。
三、美国发展航空的“举国体制”
美国是一个市场经济的国家，但在航空业的发展方面，政府的作用从来都十分强大，正如这份报告所说：美国政府将自身视为繁荣发展的航空业的长期监管者和赋能者。其责任是整合各机构的职能，消除冗余和延滞问题，在航空可持续性发展中真正获得领导地位。而此文的编制、出台和文件中提出的政府职责和联邦政府各有关机构应负的责任，构成了一幅落实优先事项的“美国式举国体制”。
这份文件是由国家科学与技术委员会（NSTC）组织的一个跨机构研究组编写、经由OSTP同意发布的。OSTP的职责是对机构间的科技政策负协调责任，并就联邦政府的重大政策、计划和项目向总统提供科技分析与判断的意见。NSTC的责任是制定研发策略，其相关工作由各个委员会组织，这些委员会负责监督侧重于不同方面科学技术的小组工作。
此次编写文件的航空机构间工作组是在OSTP的支持下进行工作的，旨在确保美国在与所有航空相关的科学研究和技术应用中保持和扩大领先地位。参与本次研究和在报告上署名的机构共10家。
本文件为公开发布，这是根据《美国法典》第17篇第105条之规定，在获得OSTP同意的情况下，得以分发和复制的。（写到此，想到我国的战略性文件往往密级过高，能够读到的人群甚小，这在一定程度上制约了公民对于国家战略的知晓、理解和主动执行。）
报告里明确指出在这一事项里，联邦政府的责任是：根据国家安全政策、国内政策和外交政策的指导，支持和宣传航空成果的涌现，促进其用于开发和商业，并提供必需的数据，以指导新标和新规的制定与采用。
报告中还为参与研究的十家中的七家有关机构，明确了各自的任务。这七家以及各自的职责是：
商务部（DoC）——将航空业视为美国经济中的一个关键部门，组织各局促进整个行业的投资、创新、安全和标准制定。其中，国家海洋和大气管理局（NOAA）提供气象观测、预报和天气决策支持，帮助维持飞行安全和效率；支持优化长途航线，提高运营效率、降低碳排放、提高机场容量。国家标准与技术研究院（NIST）确保精密航空仪器的制造商和用户实现尽可能高的测量质量和生产率。国际贸易管理局（ITA） 通过促进贸易和投资，确保供应链具有保障经济和国家安全的韧性，鼓励美国企业在国际市场上促进出口以及严格执行确保交易公平的美国贸易法律和协议，以保障所有部门的美国制造商的国际竞争力；在先进空中交通、可持续航空技术和高速飞行等领域，确保美国企业拥有在国外市场发展和取得成功的手段与工具。
尤令我印象深刻的是，报告里说：DoC有责任“通过与供应商的直接互动来支持航空供应链”。称，霍林斯制造业拓展伙伴计划 (MEP) 的全国网络有 51 个中心（每个州和波多黎各各一个），并且每年与航空业的数百个项目和制造业个体户合作。大多数客户是小型制造商（员工人数少于 100 人）。该计划及其中心所做的工作不仅已经创造或保留了数千个航空就业岗位，还创造了数十亿美元的新销售额和留存销售额、新投资以及成本节省。该计划通过帮助包括运输公司在内的中小型制造商整合工厂内以及其他供应链职能的物理和数字流程来优化当前和未来的供需要求，以符合以智能制造为重点的国家航空科技优先事项的要求。
国防部（DoD）——根据国家安全战略和国防战略，通过研究、科学、技术、工程、创新和高级能力的部署来加强和保持技术优势。将通过建模、仿真和设计工具、测试基础设施和劳动力的投资、开发和应用，应对关键的国家安全挑战，支持包括先进材料、可再生能源和存储、高超声速以及数字转型等航空技术领域，并与高校合作培养下一代具备数字技能的专家等。
能源部（DoE）——为应对能源和环境挑战，投资于包括航空可再生燃料、高超声速技术、新材料和适用于航空领域的多项新制造工艺的研发。支持高产量且具有成本效益的可持续航空燃料生产，扩大应用，将温室气体排放减少 70% 以上。到 2050 年，可生产足够的净零航空燃料，以满足航空业的需求。通过材料和工艺研发来降低成本，并提高用于长期储存的电池的性能；在各种尺寸的飞机上进行创新型机载储能技术的研究、测试和原型制作。投资于制氢和碳化硅纳米纤维复合材料，以保障小型氢动力飞机的未来。同时，持续投资于旨在降低铝铈合金等高级材料成本的研究工作，以减轻飞行器结构组件的重量，并增加其强度。该部所管理的国家科学设施，包括用于表征新材料和设备的最强大光源以及百亿亿级超级计算机等，将被用于高级材料的开发以及人工智能和机器学习辅助的协同设计，以推进创新的航空概念。
运输部（DoT）——作为航空业的主要监管机构，通过制定政策和法规来促进创新，同时与FAA一起，维护航空安全，继续与行业和社区合作，优化航空运营效率，减少航空噪声和排放。现在，国家空域系统每天有 50,000 个航班和 230 万名乘客。到 2027 年，这一数字可能会增加 50%。现政府将重点建设好下一代航空运输系统，提高航空器在跑道上和天空中的安全性、容量与效率，并减少航空燃料的消耗、温室气体排放和噪音。
国家航空航天局（NASA）——通过可持续飞行国家伙伴关系 (SFNP)，开发和验证超高效飞机所需的一系列技术，使下一代窄体机和宽体机分别有望在2035年和2040年投放市场，耗油率比当前同级最优飞机降低30%，并减少噪声和常规污染物排放；探索最先进的空域和安全管理工具；探索飞机和推进系统，如利用非即用型能源（低温燃料等）、混动／全电推进技术；评估可持续航空燃料和其他非传统燃料的可行性、气候影响以及相关技术，确保使用安全；通过X-59的超声速飞行验证来评估该项技术的社区可接受性，寻求降低起降噪声、高空排放和提升飞机效率的相关方法。