美国空军制造并试飞了未来战斗机的原型

2020-09-23 14:03:50

华盛顿-9月9日,美国空军高级采购官员向国防新闻证实,美国空军已经秘密设计、制造和飞行了至少一架神秘的下一代战斗机原型。14.。

这一进展肯定会震惊国防社区,他们上一次看到实验战斗机的首次飞行是在20年前联合打击战斗机合同的战斗中。由于空军未来的战斗机计划仍处于初级阶段,预计示威者的首次亮相和成功首飞在几年内都是不可能的。

威尔·罗珀(Will Roper)在空军协会航空、空间和网络会议之前接受国防新闻专访时表示:“我们已经在现实世界中建造并飞行了一个全尺寸的飞行演示器,我们在这样做的过程中打破了纪录。”“我们已经准备好以前所未有的方式制造下一代飞机。”

由于下一代空中优势计划的分类,关于飞机本身的几乎每一个细节都将是一个谜。下一代空中优势计划是空军为部署一系列联网的空战系统所做的努力,其中可能包括战斗机、无人机和其他太空或网络领域的联网平台。

罗珀拒绝评论已经试飞了多少架原型飞机,或者是哪些国防承包商制造了这些飞机。他不愿透露第一次飞行的时间和地点。他拒绝透露飞机设计的任何方面-它的任务,无论是无人驾驶还是随意配备人员,是否可以高超音速飞行,或者是否具有隐形特征。

罗珀说,重要的是,就在空军完成了对替代方案的分析一年后,空军已经证明,它可以使用尖端的先进制造技术来制造和测试下一架战斗机的虚拟版本-然后着手建造一个全尺寸的原型,并将其与机上的任务系统一起飞行。

罗珀说,“这不仅仅是你可以应用于简单系统的东西”,比如波音公司的T-7红鹰教练机,这是第一架使用数字工程、敏捷软件开发和开放架构“三位一体”制造的空军飞机。

“我们正在寻找有史以来建造的最复杂的系统,并用这种数字技术检查了所有的盒子。事实上,(我们)不仅检查了方框,(我们)还展示了一些真正神奇的东西。“

现在,下一代空中优势计划(NGAD)正处于决定点。罗珀拒绝透露空军将其下一代战斗机投入生产的速度,只说“相当快”。但在该部门决定开始生产新一代战斗机之前,它必须确定将承诺购买多少架飞机,以及希望何时开始购买-所有这些选择都可能影响2022财年的预算。

该计划本身有可能从根本上撼动国防工业。如果空军在短期内采取行动购买NGAD,它将为F-35和F-15EX项目增加一个挑战者,可能会将这些项目置于风险之中。

由于制造NGAD至关重要的先进制造技术是由商业部门首创的,该项目可能会为新的主承包商的出现打开大门-或许还会给SpaceX创始人埃隆·马斯克(Elon Musk)设计F-35竞争对手的机会。

罗珀说:“我不得不想象,将会有很多工程师--也许是拥有数十亿美元可投资的家喻户晓的名人--决定创办世界上最伟大的飞机公司,与空军一起制造世界上最伟大的飞机,这正是他们想要做的那种鼓舞人心的事情,作为一项业余爱好,甚至是一项主要的工作。”

美国企业研究所(American Enterprise Institute)国防预算分析师麦肯齐·伊格伦(Mackenzie Eaglen)表示,在空军面临预算限制、需要获得势头的关键时期,披露飞行中的全尺寸战斗机原型可能正是空军从国会获得更多财政支持所需的。

她说:“如果你能迅速取得进展,并通过产品展示进展,这只会改变国会山的整个动态。”“(罗珀)遇到了如此多的阻力,似乎这将是他的想法在概念上取得成功的一个可能途径。”

驾驶其未来战斗机的原型是容易的部分。现在空军必须选择是否承诺采取激进的购买方法。

在过去的50年里,美国的工业基础已经从10家有能力制造先进战斗机的制造商减少到只有3家国防公司:洛克希德·马丁公司(Lockheed Martin)、波音公司(Boeing)和诺斯罗普·格鲁曼公司(Northrop Grumman)。空军将一架新型战斗机从研发转移到全速生产所需的时间从几年到几十年不等。

其结果是,每个战斗机项目对公司来说都变得事关生死存亡,他们争先恐后地证明,他们可以比竞争对手更低的成本满足开发和生产阶段的技术要求。这些公司终于能够在项目的最后几年扭亏为盈,因为他们被锁定为维持服务提供商,拥有升级、维修和延长产品寿命所需的技术知识-通常在国会几乎没有兴趣或审查的情况下。

“维持费账户是一个没有人能理解的黑洞。(运维)账户是一个没人能弄清楚的黑洞,“Eaglen说。“能够改变维持的人可以改变收购游戏,这是显而易见的。”

对于空军来说,转折点是飞机机龄达到15年的时候。在这个年龄段,维护成本迅速增加,每年再增长3-7%,罗珀在9月1日的一篇文章中写道。15题为“服用红色药丸:新的数字获取现实”的文件。

但是,如果空军没有花大笔资金维修旧喷气式飞机,而是用这笔钱购买新飞机会怎么样呢?

罗珀提出的“数字世纪系列”模型不是像目前的标准那样,在几十年内大量购买一架战斗机,并将每架飞机保留30年或更长时间,而是假设先进的制造和软件开发技术使空军有可能更频繁地快速开发和购买飞机,就像20世纪50年代的情况一样,当时空军在最初的世纪系列中从六个公司购买了六架战斗机,彼此之间相距仅几年。

8月,空军先进飞机项目办公室完成了对数字世纪系列机型的商业案例分析,目的是验证这个想法在技术上是否可行,更重要的是,它是否可以节省资金。

罗珀写道,领导人发现,通过应用数字制造和开发实践-就像T-7项目以及NGAD原型开发中使用的那样-与F-35和F-15等传统战斗机相比,它可以在30年内将下一代战斗机的总寿命周期成本降低10%。

但是,空军可以每八年购买一架新战斗机,并在16年后更换它们,价格与生产生命周期为30年的数字制造战斗机的单一变种相同-在飞机达到这里的3500飞行小时大关之前,它开始需要大修和昂贵的改装来延长其使用寿命。在飞机达到3500飞行小时大关之前,空军可以每八年购买一架新战斗机,并在飞机达到3500飞行小时大关之前进行昂贵的改装,以延长其使用寿命。

他说:“我认为,制造一架而且只有一架飞机,而这架飞机必须在所有情况下始终占据所有任务的主导地位,这不是明智的想法。”“数字工程让我们可以制造不同种类的飞机,如果我们真的很聪明,…。我们确保整个机队的智能通用性--共同的支持设备、共同的驾驶舱配置、共同的接口、共同的架构,甚至像起落架这样的共同部件--简化了现场的维护和维护。“。

主要不同之处在于,空军将提前支付大部分战斗机项目成本,而不是在飞机寿命结束时支出。为了不断设计新的战斗机,该服务将不断与多家供应商签订开发新飞机的合同,大约每八年选择一次新设计。为了建立一个对工业有利可图的商业案例,它将每年购买大约50-80架飞机。

其结果是开发成本增加了25%,生产成本增加了18%。然而,罗珀在论文中写道,飞机现代化的价格将下降79%,而维持成本基本上将削减一半。

“我不能让生命周期的两端消失;工业必须在某个地方盈利,”罗珀说。“我在报纸上说,如果你可以选择用什么颜色的钱来获得未来的空中优势,那就把它用在研发和生产上,因为这是长矛的尖端,而不是今天消耗我们大量资源的老年方面。”

罗珀说,持续生产和发展战斗机也有战略上的好处。这让中国处于防御地位,必须对美国的技术进步做出回应,因为新的能力-无论是高超声速导弹还是无人机翼兵-正在成熟并螺旋式进入战斗机的生产。

他说:“这加快了我们做事的速度,这样我们就可以成为破坏者,而不是被扰乱的人,但它是以一种不能通过在问题上投入廉价劳动力而破坏的方式做到这一点的。”

下一步是空军领导层决定在22财年能够负担得起该计划的费用,以及是否会采用数字世纪系列模型来开发飞机。

他表示:“我们未来需要做的只是了解(空军)的财务承诺水平,以及他们希望我们开始行动的日期,我们就可以与(NGAD)的采购战略相适应,并解释我们能够以多快的速度承受螺旋式上升,以及我们何时需要退役飞机,以产生足够的储蓄来支付这些螺旋式下降的费用,”他表示。

“也许达到最快的(初始部署日期)可能不是最重要的事情。对我们来说,更多地突破(技术)界限可能很重要。这些都是我给领导层考虑的决定。但我给他们的每一个决定都比遗留的决定更好。“。

IRIS独立研究公司(IRIS Independent Research)的航空航天分析师丽贝卡·格兰特(Rebecca Grant)表示,如果空军要为一项要求纳税人支付更高战斗机前期成本的商业计划获得财政支持,它必须明确确定所需的作战能力。

“现在我们有了F-35、F-15EX和数字世纪系列的小批量成本,”她说。“如果它真的那么棒,或许它的前期成本是值得的。我可以肯定地说这一点。这是新的F-117吗?它的批量差不多,成本差不多,物有所值?我们只是不知道。“。

在技术方面,空军需要巩固一种严格、标准化的方法,使用建模和仿真工具在虚拟环境中进行测试活动,以减少现场飞行测试所需的时间。罗珀说,它还需要行业通过政府拥有的计算环境来接受编码。

“我们不能让每个行业伙伴都创建自己的机制,”罗珀说。我们必须拥有与物理设计组装一样严格的数码设计和组装流程。因此,我们将在政府中拥有这一点,我们将在政府中证明这一点。“。

也许最关键的是,空军将不得不向国会推销这一概念。罗珀向工作人员简要介绍了国防委员会的情况,并与许多参加这些小组的议员举行了机密会议,介绍商业案例研究的结果,以及NGAD开发和测试活动的详细进展。

“在这件事上,我有一些强硬的观众。有人告诉我想要削减这个项目,或者他们不理解我们为什么需要它,“他承认。“但我没有留下任何一次这样的简报会,除了(立法者)说:‘这是未来,我们应该现在就做。’”我们为什么不开快点呢?“。而为什么我们不能走得更快,答案很简单,那就是钱。我们今天可以把加速器往下推得更多,因为数字技术允许这样做。“