F35B垂直起降型战机是其家族中困难最大
F35项目是美国国防部有史以来最复杂最昂贵的飞机研制计划和采购计划,该计划试图分别为美国空军,海军,海军陆战队提供三种不同的类别型号,同时为了扩大市场分担风险,美国联合了八个国际合作伙伴共同研制F35战斗机。
对于美国来说,确实是一个非常重要的计划,因为他要替换美国空军,海军,海军陆战队数千架现役战机,同时还有出口数千架与对盟国。这曾经引起了美国几大军火商的激烈竞争,最后洛希德马丁公司的F35闪电胜出。美国在F35项目开始出预估,该项目总投资约4000亿美元,其中包括飞机的研发和采购费用。F35的采购数量高达两千多架,并且持续几十年,但是F35项目启动之后,又由于其成本项目进度设计性能未能满足美国国防部的要求,因此在2010年美国国防部开始进行大范围的调整,以图解决问题。
自2001年以来,F35项目总成本已经增加150亿美元,其中50亿美元来自研制,100亿美元来自采购。目前短距垂直起飞型的F35B的性能已经得到改进,但是F35B的改进状态也只是暂时的,而且没有得到验证。此外,F35超过2400万行的软件代码的管理和研发也是一个问题,软件发布的延迟使得飞机的测试和训练推后。目前F35的关键任务系统研发仍然落后于项目进度,而且存在风险。完全集成也只能等到2018年朝后才能开始测试。
此外,预集成到任务系统和作战理念中央区的头盔显示器的缺陷也是F35的一个大问题,美国国防部不得不投入巨量资金研发一种性能相对较低的但是比较可靠的头盔作为备份。此外,F35项目。另外一个重中之重项目用于提高飞机的可用度和降低保障成本的地面自主保障信息系统还没有完全研发成功。在最近的几年项目成本的增加和进度拖延成了习以为常的事情。为此,美国国防部通过减少飞机采购数量和延长飞行测试时间已定以降低近期的项目风险。
另外,美国国防部还通过一个新的项目基线,以加强对该项目的管理和监督,实现对成本的和进度的控制,但是这个决定是美国国防部宣布F35项目成本超支需要更新基线声明的几年后才做出的。为了降低近期采购成本,同时使得项目能够持续发展,美国国防部连续三年减少了F35的采购数量,并将减少的采购数量推迟到未来几年再购买,以维持为采购数量重量不变,使这些飞机的成本被推迟了几年。尽管放缓采购计划可以减少风险,但整个F35计划经济可承受能力仍然是一个主要问题,这包括目前主要购买F35的采购费用和这些飞机后期的使用维护费用。
随着F35项目的推进,这个项目投资也达到了前所未有的高水平。F35项目的主要技术风险所存在的不稳定性很大程度上与首次采用高度并行开发测试和生产研发模式相关,这肯定带来很多问题。在过去的几年,F35项目有11个主要目标,其中五个目标是特定测试与合同期望相关的训练以及成本相关奖励费用的发放。其他六个目标则是与成本进度合同谈判执行相关知识工作有关。在2011年F35项目成功完成了两项重要的测试,F35B上舰测试和F35C的静态结构测试,另外两项测试没有成功,因此美国需要返工重新设计。同时F35的软件没有在飞行测试前准时发布。此外,F35计划还成功完成了维修性的评审设计,同时时间进度制造工艺和成本控制等相关目标。但是不能满足训练时间线和完整的合同谈判的目标要求。尽管飞行测试取得了相当大的进展,但后期仍然可能存在很多挑战。
到目前为止,F35已经完成了总共约6万项的飞行测试点中的21%,目前所进行的飞行测试已经展示了F35的适航性。飞行品质速度上限和机动能力,但是一些需要复杂的飞行测试,如低空飞行武器系统集成和大有鸟飞行到现在还没有测试,仍然可能存在技术问题。到目前为止,F35的任务系统技术需求只有4%得到确定和验证,而提供F35核心作战能力的F35B的可靠性和性能问题。美国国防部决定给F35B两年的试用期。软件和硬件系统的风险。F35的软件代码已经超过2400万号,其中机载软件的代码就有9500万号,这也是F22的机载软件代码的三倍,是F18的六倍。
自2005年的工作审查以来,F35的机载软件代码已经增长了37%,尽管软件代码的增长正在放缓,但接近一半的机载软件还没有完成集成和测试。尽管过去其他项目的软件代码增长量都在30%以上,有的甚至达到了百分百,但对于F35项目来说,软件代码的增长也大大增加了成本,拖延了进度,特别是在F35项目成本和研制进度情况已不容乐观的情况下,软件代码增长所带来的影响可能更为严重。
在面临的各种硬件问题当中,头盔显示系统可能是风险最大的硬件。F35的头盔显示器对作战系统来说是不可或缺的。他以综合显示飞机传感器和武器系统数据提供周边态势感知能力,并减轻飞行员的操作负担。目前头盔显示系统的主要问题包括夜视能力不足,图像显示抖动,特别是动态图像以及数据传输问题。这些问题都限制了头盔显示器的能力,甚至有可能改变飞机操作方式。
目前,美国国防部正在寻找一种性能可靠的头盔显示系统作为备份,研发工作将花费超过8000万美元。而这种系统备份在2014年以前并不会集成到现有飞机系统中。此外,F35项目的硬件还面临许多很大其他挑战,而且硬件包括雷达处理器,通信导航设备以及电子套件。F35的自主保障信息系统是一个不可缺少的管理系统,它可以简化维护管理流程,并且控制全寿命周期内的维护保障成本,它可以用于综合自检和维护修理信息的管理,自动生成部件需要检修的报告预测报告剩余寿命。还可以管理技术人员的训练记录,但是目前该套系统还是不成熟,还需要在设计上进行改进,加以处理现有的问题。
考虑到目前时间和进度,即使美国如果延长该系统研发时间,投入更多的资源部分应该能改进,需求还是不能得到满足。普惠公司是F35计划唯一的发动机供应商。该公司已经交付了42台发动机和12台垂直起降型发动机的升力风扇与飞机机体相同。该发动机在教书的最初几个批次中仍然存在着很多问题。即使发动机的成本也随之上涨,据估计F35发动机自研发以来相关成本已经增加了75%,即从48亿美元增长到84亿美元,而且将会继续增长。发动机的交付也出现了延期,不断的错过合同规定的日期。性能问题和龚永昌设计的变更是发动机成本上涨和近拖延的主要原因,其中孙丽芬莎问题更是整个系推进系统所遇到的最主要问题。
在过去的两年里,F35项目进行了大量的重组调整,以希望该项目仍然处于可行的状态,尽管他有可能会更贵并且拖延更久的时间,与此同时,不断变化的成本进度性能技术指标要求也阻碍了对该项目的监管。但是,时至今日,F35项目仍然是美国的战术飞机长期规划中最关键的组成部分之一。它的机身系统和发动机研发都已经持续了几十年,仍然需要经历大量的考验。对项目进行有效的管理,保证全球供应链的畅通,是扭转F35项目前景提高飞机产能和增加采购量的关键所在。
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