-
晨楓:未來戰斗機“機將不機”?
最后更新: 2019-09-24 08:55:42
F-108三倍聲速截擊機模型
F-35的軟件開發集中體現了整體開發超大型一體化軟件的問題:架構龐大、復雜、僵化,開發和調試耗時費力,測試和認證困難。理論上可行的小步快跑的軟件升級在實際上牽一發動全身,交替躍進的平行研發導致大量的相容性問題,還因為分批升級而造成機隊的軟件版本不一致,帶來很多運作上的困難。敏捷的軟件開發環境能做到快速開發、快速測試、快速迭代,這是DARPA 領導下研究多年的先進技術,將是軟件開發的革命。
開放架構在前面已經提過了。對于研發和制造而言,要求達到更高程度的“即插即用”,在理論上應該像臺式電腦一樣,可以從眾多廠家混合選擇主板、顯卡、內存、硬盤等,混搭來源組裝而成的臺式電腦依然具有可靠的性能。但這又不是臺式電腦層次的總線插接式的開放架構,而是要求在硬件、軟件上都高度開放,在架構上就具有高度可擴充性,而且要能與過時系統和未來系統達到功能相容。這不僅便于研發和制造時的選擇,也便于維修時的替換。
開放架構還有利于打破原廠壟斷。美國軍方迫使洛克希德把F-35的下一代處理器和硬件架構轉由L3哈里斯公司主導,洛克希德本身反而成為眾多次級競標者之一,就是這個用意。
高度數字化的設計與制造可能成為最關鍵的技術。高度互聯、高度精細的數字模型使得所有部件從設計到制造都能精確對接。這在分立模型時代在理論上也能做到,但實際上總是由于各種原因而丟三落四。高度數字化也使得分布式制造便于實現,外包和自制達到同樣的質量標準。高度精確的模型對測試也很有用,不僅可以精確預估氣動、作戰性能,連裝彈、維修時是否便于接近和更換都能在虛擬現實的支持下精確評估。這使得還在紙面(當然是“數字紙面”)上的時候就可以相當精確地評估全壽命使用的情況。
波音T-7A得益于高度數字化設計,在三年內完成了設計制造工作
波音在T-X(現定名T-7“紅鷹”)教練機項目中已經成功地應用了高度數字化的設計與制造,只用3年時間就推出全新的設計,不僅性能上超過從現有設計翻新的對手,在成本上還大幅地降低,報價只有美國空軍預期的一半。
與現狀相比,“百系列2.0”是一個顛覆性的概念,但顛覆只是與現狀不同,不等于成功。
“百系列”的時代是一個需求緊迫、財大氣粗的時代。一方面冷戰壓力一陣緊似一陣,另一方面美國空軍“不差錢”,不怕燒錢,只怕進步不夠快。但“百系列”的路上也是尸體橫陳,肝腦滿地。F-100勉強超過音速,操控性和穩定性很糟糕,1/4都在各種失事中損失,僅美國空軍就有324名飛行員喪生。在最糟糕的1958年,就有116架F-100墜毀,47名飛行員喪生。F-101是過渡性設計,產量只有807架,在動輒幾千架的50年代,連并不成功的F-102都達到1000架,這很說明問題。F-102過于野心勃勃,全自動攔截系統(將飛機自動導向目標,自動控制導彈發射)過于復雜,而且沒有意識到跨音速面積律問題,最后性能要求縮水,氣動上重新設計,這才投產。但馬上全面大改,直到F-102B(新發動機、可調進氣口、“全規格”火控)才達到原始設計要求,但變化太多太大,最后直接改名為F-106,由于防空截擊概念變化,只生產了350架。三倍音速的F-103還沒有走下設計圖版,就被取消了。F-104在技術上高度特化,機動性和操控性糟糕,成為臭名昭著的“寡婦制造者”。德國空軍損失了30%的F-104,加拿大空軍46%,美國空軍好點,“只有”27%。F-105號稱多用途戰斗機,實際上是按照輕型核轟炸機設計的,在越南被輕巧的米格折騰得痛不欲生。背部進氣的F-107、三倍音速的F-108、垂直起落的F-109都下馬了,F-110倒是修成正果,以后改名為F-4“鬼怪”式。F-111的故事則不必重復了。
“百系列”并非成功的故事,最成功的F-110/F-4恰好是性能均衡的多面手,盡管這最初是作為單用途的艦載截擊機設計的。F-15、F-16也是一樣,從專注的設計開始,但靠一專多能而取得成功。F-4是將成熟技術再包裝而成的,而不是建立在若干全新的絕對前沿的關鍵技術的基礎上。F-15、F-16也是從技術上的絕對前沿“后退一步”,達到優秀而不失平衡的性能,才能適應多變的任務環境。
即使不看各軍兵種的特殊要求,各種技術要求的堆積反映的是歷史經驗的累積和對未來戰場的預計,這些共同要求決定了新戰斗機的基本成本就低不了。比如說,頭盔顯示、數據鏈、自衛電子戰能力、導彈預警和反導壓制都已經成為共同要求。F-35的研發成本肯定高于三軍分別研發,但三軍分別研發加起來絕對大大超過單一的F-35研發成本。
敏捷軟件開發環境、開放架構和數字化設計與制造是重要的,波音T-7“紅鷹”的經驗很重要,但未必能直接套到下一代戰斗機的研發。教練機畢竟基本技術簡單得多,技術要求明確而且長期不變,也沒有什么前沿技術的要求。何況波音的定價考慮到教練機的批量。據報道,美國空軍的訂單只反映了波音心目中20%的市場,其余80%來自國際市場。另外,波音預期美國空軍的訂單只反映10%的營收,可能波音的全壽命預期比美國空軍T-X計劃覆蓋期更長。這些都與“百系列2.0”的小步快跑想定不同。
“百系列2.0”的可行性還受到美國空軍作戰使用的影響。在“百系列”的時代,F-100用于海外部署的戰術空軍,F-101用于北美防空;F-102和F-106接替F-101,依然用于北美防空,F-104和-105則用于戰術空軍,前者空戰,后者對地。在這樣的模式下,而且兵力充足,分兵把守,任務明確,混合裝備,分別使用,問題不大。但現在,由于全員精兵、全球作戰的要求,美國空軍很重視機隊的一致性,這樣便于全球部署和機動增援,也便于人員訓練和調動。要是手頭的飛機只有一部分能用于當前的任務,其余飛機再多,也不解決問題。高度復雜甚至碎片化的機隊構成對作戰指揮也是很大的困擾,要熟練掌握不同飛機的能力,在作戰組織中揚長避短,并實現有效的指揮、協調和保障,殊非易事。在后勤上也是極大的頭痛。這是美國空軍長期以來抵制“低成本攻擊機”和處心積慮要退役A-10的重要原因,因為這些飛機對反恐很有用,但對其他戰爭設定用途有限。
在理論上,高度優化的作戰飛機對執行針對性任務效費比最高,但這實際上要求“養”幾支不同的空軍,每支只能針對特定任務,整體而言效費比并不高。200架對三大任務都75%有效的作戰飛機比300架100%有效但每次只能出動100架要更有效,而機隊成本更低。由于人員、訓練和支援成本很高,多任務戰斗機與“低成本”單任務戰斗機的成本差別常常被全壽命成本里的其他因素所掩蓋。如果主要作戰飛機的批量從上千架降低到上百架,種類從幾種上升到十幾甚至幾十種,人員、訓練和支援成本更是要大大增加。美國空軍現在不是不差錢的時代,對拔尖與偏廢并存的快速迭代未必負擔得起。
歷史上,在戰斗機研發上最接近小步快跑的是蘇聯。在“百系列”期間,蘇聯一氣推出米格19、21、23、25,雅克-25、28、圖-28,蘇-7、9、11、15。這么多的型號在技術上鍛煉了隊伍,在戰術上滿足了需求,但缺乏升級空間和使用壽命反過來迫使快速迭代,造成了大量的重復投資,最終成為壓在蘇聯經濟這個本來就病弱的駱駝背上的又一塊磨盤。相比之下,美國戰斗機的初始投資大,但升級空間大,使用壽命長,全壽命來說反而更有利。當然,這是對經濟水平和物價結構等效化后的比較,直接比較美蘇戰斗機的單價和直接使用費用沒有意義。
蘇聯在美國發展“百系列”期間,推出了數量更多的飛機
對于廠商來說,小步快跑也是有問題的模式。軍工公司的存在不是為了愛國,而是為了利潤。除非有長期可靠的盈利前景,軍工公司退出軍工是必然的。美國具有戰斗機研發和制造能力的飛機公司從60年代初的8個(麥克唐納、洛克希德、通用動力、格魯曼、諾斯洛普、北美、費爾柴爾德、沃特)降低到現在的2.5個(洛克希德、波音,諾斯洛普算半個),就是這個原因。把餡餅攤薄一點,大家都能分一份,自然是吸引力,但這一份必須足夠大,否則民用市場的吸引力更大。臺式電腦之所以百花齊放,是因為巨大的市場,哪怕能吃下一小塊,就能養活一大片。
-
本文僅代表作者個人觀點。
- 責任編輯: 堵開源 
-
韓國終止情報共享后,日本被曝多次未能探測朝鮮導彈
2019-09-23 21:08 日本 -
美軍MQ-25艦載無人加油機完成首飛
2019-09-20 14:42 涼戰 -
俄軍嘲笑沙特美制防空系統 美媒“越抹越黑”
2019-09-20 10:44 -
F-16墜毀,飛行員被困25萬伏高壓線2小時…
2019-09-19 20:35 -
胡塞武裝:就是我打的 照片在此
2019-09-19 15:29 也門局勢 -
美國:5年內試飛多種第六代戰斗機
2019-09-17 09:38 -
美艦擅闖我西沙群島領海 南部戰區:已警告驅離
2019-09-13 22:00 南海局勢 -
首次出口!中泰簽署071E船塢登陸艦建造合同
2019-09-10 22:28 中國軍工 -
我軍新超輕型重機槍曝光 全球最輕
2019-09-09 13:26 -
俄烏歷史性大規模換俘,特朗普發推祝賀
2019-09-07 20:39 烏克蘭之殤 -
延宕20年 臺軍再編“合成營”
2019-09-06 13:19 臺灣軍事 -
俄羅斯再次在敘利亞部署蘇57戰機
2019-09-05 10:11 -
印度向俄訂購145億美元軍火
2019-09-05 08:59 -
我軍重型合成旅已抵俄 將參加中央2019軍演
2019-09-04 14:11 中俄軍演 -
俄羅斯一蘇25戰機高加索地區墜毀
2019-09-04 09:23 俄羅斯之聲 -
韓國駐日大使館收到神秘信封 內含子彈和恐嚇信
2019-09-03 13:07 三八線之南 -
這一天 中國人永遠銘記
2019-09-03 08:30 -
空軍發布宣傳片:殲-20首次7機同框
2019-09-03 07:23 習主席帶領我們強軍 -
蓬佩奧宣稱美不應坐視朝鮮“流氓行為” 朝方回應
2019-09-01 11:44 朝鮮現狀 -
人民銳評:香港“保衛戰”,已到了退無可退的地步
2019-09-01 11:40 香港
相關推薦 -
受中國影響,澳企要在稀土加工業務上發力了 評論 4全國最大!哈密百萬千瓦“光熱+光伏”項目并網發電 評論 58“中國在非洲真正贏得了民心,就連斯威士蘭…” 評論 92“日企抱團是絕望之舉,中國工廠效率質量都是第一” 評論 142最新聞 Hot
-
“沙特曾多次警告德國提防嫌疑人”
-
特朗普最新任命!這次包括火箭隊老板、真人秀制作人
-
巴勒斯坦三個政治派別發表聯合聲明
-
“中國在非洲真正贏得了民心,就連斯威士蘭…”
-
“日企抱團是絕望之舉,中國工廠效率質量都是第一”
-
“中國有能力讓夢想照進現實,將贏得史詩般競爭”
-
被災民暴罵到當場破防,馬克龍發飆:你該慶幸你在法國!
-
美高校敦促國際學生抓緊回來:萬一把中印拉黑名單呢
-
美國政府“逃過一劫”
-
“澤連斯基要求歐盟新外長:對華批評要降調”
-
澳大利亞來了,中國就得走人?澳總理這么回應
-
美媒感慨:基建狂魔發力,我們又要被超越了
-
英國剛公布新任大使,特朗普顧問就痛罵:傻X
-
“來自中國的老大哥能確保我們…”
-
俄羅斯的報復來了
-
澤連斯基罵普京“傻子”,俄方怒斥
-