F-35何去何从?

2019-08-11 版权声明 举报文章

2011年4月,美国政府责任局(亦称审计总署,GAO)公布了一份对F-35项目的调查报告,指出该项目采用冒进、风险巨大的策略,开发和采办一种具备多种作战能力的战斗机,由于技术、经费和管理方面存在不足,导致项目在开发、测试和生产方面都出现了拖进度和涨经费的问题,特别是费用增长已远远超过预期。报告建议国会对F-35项目重新进行审查,以控制项目未来费用上涨和进度风险,确保项目能以合理的经济指标交付合格的F-35战斗机。

F-35项目存在的问题设计不断更改

虽然F-35整个项目已历时9年系统开发和4年小批量生产,但飞机和发动机设计至今尚未最终确定。设计稳定性是产品成熟的一个关键指标,虽然对F-35这样的一些技术先进的武器系统,在某些层次上或某些循环阶段中,设计更改是必不可少的,但过多的更改必定影响设计的成熟度。F-35项目3种型别飞机的关键设计评审在2006年和20075就已完成,但仍在不断进行大量更改。项目在2007年产生了2万余份发动机图纸,增加量为图纸总数的50%。2009和2010年的月更改率继续高于预期,预计到2016年1月还有约1000余项要更改。

进入采办阶段后,新增的设计更改导致在研制飞行和地面试验阶段出现诸多问题和返工,更大的影响可能波及之后的生产过程、供应基础以及对已生产的和已服役飞机的翻修,导致2018年前新增大量测试项目以及系统开发相关工作量。设计更改使承包商不能按原计划快速减少工程师数量,这也是项目费用比预期增加很多的原因之一。

目前在飞行测试阶段暴露出的问题,确定需要进行更改的包括:①“短距起飞和垂直降落”(STOVL)型飞机的升力系统开发和集成。设计人员正努力将升力风扇和驱动轴技术成熟化。②STOVL型试验飞机的疲劳断裂。在耐久性地面试验中,STOVL型试验飞机的主要舱壁出现了疲劳断裂。断裂是在耐久性试验进行1500小时后出现的,这个时间还不到STOVL机体框架满足设计要求所需进行疲劳试验时间的1/10。③翼尖涡流。翼尖涡流是机翼在产生升力时,在其后面形成的环状紊流。这些涡的核心由于水的聚集有时是可见的。如果这些可见涡核心出现在白天,则可能影响飞机的隐身性能。④飞机的外型线。由于供应商缺乏一些飞机外型线生产能力,导致外型线不能满足设计要求,可能会影响飞机的隐身性能。

这一系列问题都有可能引起新的设计更改,导致工作量激增。尽管已开始一些重新设计工作,但这些问题可能要到2015年6月才能解决。飞机和发动机制造成熟度不够

飞机和发动机生产过程尚不成熟。由于管理问题致使试验飞机在生产过程中劳动力的持续增加,2010年实际人工小时数已经比2007年预计的人工小时数超出150万小时,增力NT75%。一般来说,批量生产飞机随飞机数量增加,人工小时费用会随之降低。然而,F-35的初始生产飞机数据显示,未来批量生产飞机的费用将会高于预期值,首批3架低速率生产飞机不仅费用增加,交付时间也比预计延长了9个月。飞机和发动机制造商目前在生产方面还存在很多问题,完成所有工作和交付任务所需的生产能力很勉强。目前全球供应链不能有效支持最终每月20架的生产速率。

提高可靠性对于控制未来使用费用和确保飞机在需要时处于可用状态是至关重要的,但飞机至今也没有满足预期的可靠性增长计划。关键可靠性矩阵分析表示了飞机失效间的平均飞行小时数,即完成的飞行小时除以失效次数。按设计,“常规起降”(CTOL)型故障间的飞行小时数应为2.9,但实际测试表明只有1.8,是预期值的60%;STOVL型的设计值至少应为1.9,而实际测试表明只有0.4,仅实现当前节点预期值的20%;“舰载”(CV)型没有给出具体数据,而且据了解是在没有充足可靠性数据的情况下,提前进入飞行试验阶段的,不利于飞机全寿命周期费用管理。

飞行试验―再滞后

各型F-35的研制飞行试验也严重滞后于计划。截至2010年底累计的飞行架次,只有2007年所作计划的1/5;完成约5万个试验点,只完成计划的10%,但大部分试验点都是属于基本机体的操作特性,相对容易完成,而其他剩余的试验点,大多是更复杂或要求条件更为苛刻的试验点。例如,任务系统、舰船适配性以及武器集成等,完成相对要困难得多。

目前用于飞行试验的13架试验飞机中,已有10架运送至测试地点,剩余3架处于最后检查阶段。原计划这些飞机的飞行强度能达到12架次/月,但2010年的平均月飞行强度只有2~8架次,试验节奏缓慢。

2010年12月,飞机4%的性能已通过飞行试验或实验室模拟结果得到验证。验证全任务系统性能和武器投放的整机集成试验2015年后才能进行,比计划推后3年。在2010年研制飞行试验中,项目验证取得了一些进展,但仍滞后于计划,而且STOVL型出现的问题已严重拖延了整个进度。32个关键地面测试实验室和模拟模型中只有3个按计划建成,某些情况下还需采用飞行试验替代,以确保结果的可信度,这将进一步拖延整体进度。

软件开发严重滞后

提供F-35基本性能的软件目前尚不成熟,用于测试的版本落后于进度。其软件开发工作提供了80%的F-35重要性能,比如传感器融合、武器和火控、维修诊断和推进系统等。F-35机载软件代码行数是F/A一18E/F“超级大黄蜂”的8倍,是F-22A“猛禽”的4倍。随着集成和测试工作的深入,软件代码还会有所增加。目前,3/4的软件已完成编写和集成,但测试落后于进度,军方对开发和集成软件所需的时间和工作量评估不足,这是造成“拖、降、涨”的主要原因。计划人员和主要承包商也承认,软件开发进度已进行了几次调整,从初始设计评审以来,项目的软件代码行数已增长了40%,在关键设计评审之后增长了13%。每次调整都延长了完成工作所需时间,已严重影响了飞行测试、训练及实验室的试验鉴定。而且随着工作的进展,在项目验证全部作战性能之前,还有大量的软件开发工作。

所有开发的软件,不仅要完成与飞机的全系统、功能集成,而且要在使用环境中得到充分验证,而F-35项目用于测试的软件将验证全系统性能,比原计划延迟了3年。

地面测试进展缓慢

与之前的武器系统相比,F-35项目更加依赖建模与仿真,对飞机设计和分系统性能进行测试和验证。然而,目前32个实验室和模型中,只有3个按时间节点达到了标准。作战试验与鉴定局报告指出,50%的模型要在飞行试验的最后一年进行试验鉴定,风险很高。延期的试验鉴定将增加风险,既不能按时完成大量软件的开发,也不能及时发现后面出现的问题。

目前承包商实验室的数量和综合度

不足以满足要求,特别当之前模块需要返工时,就会与正在进行的模块在实验上发生冲突。由于新旧模块在开发进度上存在一定的时间交叠,也在一定程度上造成集成和测试进度拖延,不能满足飞行测试和训练的进度安排。产品交付一延再延,费用高涨

因为主要合同承包商没有充分采用项目“收益值管理”(EVM),即用与进度计划、成本预算和实际成本相联系的3个独立的变量,对项目进行有效的进度跟踪和经费控制,整个项目被经费和进度问题拖后了至少3年,到2010年,合同中32个要求的基线目标只满足了19个

国防部从2007年开始采购生产型飞机,目前已在首批4份低速率初始批生产合同下订购了58架,合同要求2010年交付14架,但至今1架都没有交付。首批2架生产型(都是CTOL型)的交付时间已经延至2011年4月,而国防部还期望201 1财年能再采购32架。面对如此大的订货量,但又无法及时交付,从而不能更有效地利用合作国的资金,导致批量生产之前产生较高的债务。GAO建议,国防部应以同样理由削减STOVL的产量。如果美国和其他合作国减少采购飞机的数量,将进一步增加单架飞机的成本。

此外,为F-35三种机型研制的F135发动机和原始生产部件虽已经交付,但交付时间延后,导致首批3台发动机的成本也随之上涨。尤其STOVL型发动机的试验鉴定延至2010年12月,致使该型机的服役时间大大拖延。

调整措施建议

GAO报告建议,美国防部必须将F-35项目限定在预算中进行,加强项目管理,寻求更加有效的管理方法,控制项目未来经费的增长,建立更好的国防采办投资组合,确保更加顺畅地推进F-35项目。

加强供应商管理和项目管理

改善全球供应链管理,完成全球物流计划和供应链风险管理计划,提高生产能力;继续执行全面项目进度风险评估,以便清楚直观地看到关键活动、费用和进度的相关关系,揭示风险。

强化项目质量管理,设立更有效的工作岗位,提高质量,增加部件有效性,减少等待时间,在这些改善措施完全生效前,通过减少生产数量,为全面成熟的制造和供应提供足够的改进时间。在开始批生产之前,验证系统可靠性是否按计划进行、能否实现目标值,有利于飞机全寿命周期费用管理和提高可靠性。对STOVL型开展独立评估,允许各

机型根据各自进展向前推进

STOVL型将作为此次调整的重要内容,美国防部除考虑是否削减STOVL生产量外,还专门设定一个为期2年的“考察期”,并制定标准,单独对STOVL型进行评审,从而使其重返正常发展轨道,确保STOVL型的费用和进度里程碑能满足项目要求。同时,美国防部要求项目人员制定关于3种型号各自的新的试验计划,将STOVL型的飞行和验证试验点与其他两型分开,使后者能以各自进度推进。

制定更现实的试验计划

新的调整除为研制试验增加更多资源、延长试飞期限、缩小初始作战试验之前的差距外,还决定将新增一架CV型试验飞机,并允许使用3架生产批飞机进行开发试验,试验飞行架次总数也由原计划的5856架次增至7727架次,增加了1/3以上,还要预留更多用于飞机维护和计划升级所需的时间,并制定一个更标准的单架试验飞机出勤率的增长目标。

但调整带来的项目成本的增加,对于美国和其他参与国来说将是一个很大的挑战,目前F-35A飞机单价已由项目开始时的8100万美元增至1.56亿,增长了近一倍,而且新的预测显示,该机寿命周期内的使用和维护费用也将大大超过其所替代飞机的相关费用。

对软件开发及实验室验证开展独立评估

对承包商软件的开发、集成与测试过程开展独立的评估。增加实验室的数量和容量,以针对不同的开发模块进行仿真模拟,减少试验中可能出现的瓶颈;鉴于软件的集成已成为研制费用、进度和测试拖延的主要原因之一,所以在项目调整工作中,特意增加了第二条软件集成线,以满足软件测试和认证所需;将一些性能开发放入后续的软件批次中,例如全数据融合任务系统从2.0批延至3.0批:满足进度要求和减小风险;集中力量提出一种更有效的标准方法,保证能及时为测试、训练和部队使用提供软件。

在进入生产阶段之前,必须全面验证系统是否满足使用需求,避免在之后阶段发现设计缺陷,耗费更大精力及费用。

注:本文为网友上传,不代表本站观点,与本站立场无关。举报文章

0

好文章需要你的鼓励

上一篇:西方国家对喷气式战斗机重新划代 下一篇:美海军电磁导轨炮研制进展

写作没思路?你需要文秘服务

2~15天完成、写作疑难迎刃而解

了解详情
期刊投稿服务,轻松见刊

个性化定制期刊投稿方案,1~3月见刊

了解详情

被举报文档标题:F-35何去何从?

被举报文档地址:

https://wenmi.com/article/pw1bst0035xf.html
我确定以上信息无误

举报类型:

非法(文档涉及政治、宗教、色情或其他违反国家法律法规的内容)

侵权

其他

验证码:

点击换图

举报理由:
   (必填)

发表评论  快捷匿名评论,或 登录 后评论
评论
文档上传者
推荐服务
  • 期刊投稿

    省级/部级/SCI发表绿色渠道,不成功退全款,服务有保障

  • 原创范文

    原创度90%以上,可通过查重检测,1对1服务,修改到满意为止

热门推荐 更多>
学术顾问

免费咨询 论文发表 期刊投稿 原创范文 客服电话 免费咨询电话400-888-9411