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美國(guó)空軍“下一代空中主宰”項(xiàng)目將推動(dòng)“數(shù)字工業(yè)革命”

發(fā)布日期:2019-09-25??來(lái)源:航空工業(yè)信息網(wǎng)我要投稿我要評(píng)論

據(jù)aviationweek網(wǎng)站2019年9月23日刊文,美國(guó)空軍“下一代空中主宰”(NGAD)項(xiàng)目曾以革新航空作戰(zhàn)模式為目標(biāo),而其最新動(dòng)向表明,該項(xiàng)目也在試圖對(duì)飛機(jī)設(shè)計(jì)、制造、升級(jí)和維護(hù)保障在內(nèi)的一整套傳統(tǒng)模式進(jìn)行顛覆。

        在NGAD項(xiàng)目擬采用的新采辦策略下,由少數(shù)能力強(qiáng)大、地位穩(wěn)固的國(guó)防工業(yè)巨頭長(zhǎng)期把持的作戰(zhàn)飛機(jī)設(shè)計(jì)和制造“特權(quán)”及其冗長(zhǎng)的研制周期和高昂的發(fā)展成本,都將讓位于新的開(kāi)發(fā)模式:擅長(zhǎng)利用數(shù)字工具的新興公司將效仿汽車工業(yè),在通用底盤的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出多個(gè)型號(hào),再交給專精制造的工廠對(duì)其進(jìn)行批量生產(chǎn)。這一新模式旨在顛覆美國(guó)傳統(tǒng)的航空航天工業(yè),為NGAD項(xiàng)目提供支持。美國(guó)空軍負(fù)責(zé)采辦、技術(shù)和后勤的助理部長(zhǎng)威爾·羅珀表示,“豐田及其他多家汽車制造商長(zhǎng)期專注于創(chuàng)建更好的汽車制造流程,并正在按該流程制造汽車。我們也希望學(xué)習(xí)這一模式,創(chuàng)造更好的飛機(jī)制造流程,然后按照這一流程生產(chǎn)先進(jìn)飛機(jī)。”羅珀的上述表態(tài)意味著NGAD項(xiàng)目將發(fā)生重大轉(zhuǎn)折。僅僅兩年以前,該項(xiàng)目的預(yù)期目標(biāo)還是在2030年前研制出F-22的后繼機(jī)型,其計(jì)劃具備的能力目前仍屬機(jī)密,但很可能整合美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室(AFRL)開(kāi)發(fā)的甚高頻波段隱身、無(wú)尾氣動(dòng)布局、自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)、定向能武器、先進(jìn)熱管理系統(tǒng)等。美國(guó)空軍還在2019財(cái)年預(yù)算中編列了一項(xiàng)長(zhǎng)期資金規(guī)劃,要求在2024年前投入132億美元研發(fā)包括“忠誠(chéng)僚機(jī)”無(wú)人機(jī)、有人駕駛下一代戰(zhàn)斗機(jī)在內(nèi)的“系統(tǒng)簇”。

        但該項(xiàng)目直到今年才完成替代方案分析研究,較原定時(shí)間延長(zhǎng)兩年。2020財(cái)年預(yù)算草案中的相關(guān)預(yù)算被削減66億美元,同時(shí)推遲了在2024財(cái)年之前推出下一代戰(zhàn)斗機(jī)的計(jì)劃。隨著預(yù)算的大幅減少,羅珀呼吁采取激進(jìn)策略,避免重蹈F-22和F-35的覆轍——這兩型飛機(jī)的研發(fā)周期長(zhǎng)達(dá)15~20年。

羅珀以美國(guó)空軍20世紀(jì)40年代后期至50年代中期發(fā)展的“百系列”戰(zhàn)斗機(jī)為例,闡述他所構(gòu)想的激進(jìn)策略。當(dāng)時(shí)多家公司在短時(shí)間內(nèi)快速推出了數(shù)型能力各有側(cè)重的戰(zhàn)斗機(jī),但隨著航空技術(shù)的發(fā)展,戰(zhàn)斗機(jī)的設(shè)計(jì)日趨復(fù)雜,新型號(hào)的發(fā)展周期往往需要數(shù)十年之久,羅珀希望仿照汽車行業(yè)打破這一局面。

波音公司在內(nèi)的部分航空航天工業(yè)企業(yè)已開(kāi)始采用類似策略,其T-7A高級(jí)教練機(jī)就沿襲了汽車公司廣泛采用的基于模型的系統(tǒng)工程方法,該公司還根據(jù)汽車制造原理對(duì)B777等商用飛機(jī)生產(chǎn)線進(jìn)行了改造,例如通過(guò)確定性裝配方案減少對(duì)硬質(zhì)模具的需求。

但羅珀呼吁進(jìn)行更深層次的結(jié)構(gòu)改革,他表示這樣“可以得到一家非常專業(yè)的飛機(jī)設(shè)計(jì)公司,(美國(guó)空軍)將在不支付額外設(shè)計(jì)費(fèi)用的前提下對(duì)其進(jìn)行小批量生產(chǎn),從而塑造一條學(xué)習(xí)曲線,最終形成一型可以解決所有問(wèn)題的飛機(jī),并在長(zhǎng)期保持運(yùn)轉(zhuǎn)的生產(chǎn)線上快速制造”。羅珀稱,“長(zhǎng)期保持運(yùn)轉(zhuǎn)的生產(chǎn)線也是一條微型生產(chǎn)線,由小規(guī)模團(tuán)隊(duì)在無(wú)需硬質(zhì)模具和大型設(shè)施的情況下運(yùn)作,類似于20世紀(jì)40年代的小型飛機(jī)廠商,通過(guò)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)原理快速制造飛機(jī)”。羅珀的目標(biāo)是將NGAD項(xiàng)目中的新型戰(zhàn)斗機(jī)平臺(tái)發(fā)展周期壓縮至五年以內(nèi)甚至更短。

當(dāng)被記者問(wèn)及F-117是否比“百系列”戰(zhàn)斗機(jī)更接近其設(shè)想的NGAD項(xiàng)目愿景時(shí),羅珀表示同意,但他同時(shí)指出,“F-117確實(shí)是通過(guò)快速研發(fā)滿足應(yīng)急需求的典型樣例,NGAD項(xiàng)目試圖實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)也可以稱為‘數(shù)字化F-117’,不同之處在于,F(xiàn)-117只是由單一廠商研制的單一平臺(tái)。”根據(jù)他的愿景,F(xiàn)-117將由專業(yè)飛機(jī)設(shè)計(jì)公司提交設(shè)計(jì)方案,空軍在評(píng)審?fù)ㄟ^(guò)后將該方案轉(zhuǎn)交一家或多家專業(yè)飛機(jī)制造公司進(jìn)行生產(chǎn)。該飛機(jī)將不受專用軟件、接口和技術(shù)數(shù)據(jù)的限制,使美國(guó)空軍可以完全自由地選擇供應(yīng)商對(duì)飛機(jī)進(jìn)行改進(jìn)升級(jí)和維護(hù)保障。

        羅珀認(rèn)為,開(kāi)放式系統(tǒng)架構(gòu)整體融入設(shè)計(jì)之中,將使下一代戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)入螺旋上升式的快速發(fā)展軌道,而數(shù)字工具對(duì)于全壽命周期的仿真模擬則有助于降低維護(hù)保障成本。

羅珀的上述設(shè)想得到了美國(guó)空軍參謀長(zhǎng)在內(nèi)的軍種高層的全力支持,但他對(duì)航空工業(yè)的未來(lái)愿景,即分割單一型號(hào)飛機(jī)的設(shè)計(jì)與制造、改進(jìn)和維護(hù),也招致了大量批評(píng)。部分專家認(rèn)為其做法過(guò)于魯莽,“在邏輯上犯了根本性錯(cuò)誤”。還有專家稱,羅珀的設(shè)想“不太像汽車工業(yè),更像是蘇聯(lián)和俄羅斯奉行的設(shè)計(jì)與制造脫鉤的過(guò)時(shí)體系”,而且在項(xiàng)目資金分配方面也未做到重點(diǎn)突出。

令人尷尬的是,羅珀設(shè)想的NGAD項(xiàng)目愿景也與諾斯羅普·格魯曼公司正在研制的B-21轟炸機(jī)項(xiàng)目不相吻合。盡管后者的成本和進(jìn)度細(xì)節(jié)高度保密,但美國(guó)空軍和美國(guó)國(guó)會(huì)均一致認(rèn)為其會(huì)按項(xiàng)目規(guī)劃節(jié)點(diǎn)推進(jìn)。當(dāng)被問(wèn)及NGAD項(xiàng)目為何不能復(fù)制B-21項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)時(shí),羅珀以安全理由拒絕回答,僅表示他已在航空工業(yè)中見(jiàn)證太多案例,足以證明新的采辦策略“值得豪賭,值得冒險(xiǎn)”,NGAD項(xiàng)目也為他驗(yàn)證其成敗提供了機(jī)遇。

 	 美國(guó)空軍“下一代空中主宰”項(xiàng)目將推動(dòng)“數(shù)字工業(yè)革命”

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