蔡天恆 ¦ 他山之石:美非開發類裝備採辦的五大誤區及其對T-X高教機項目的影響

非開發一詞是由美國國會在1986年創造的,用以描述先前開發的產品。根據聯邦採辦條例(

FAR2.101的定義非開發類產品(NDI)意味著:

i.任何先前已開發的供應產品,由聯邦機構、州或地方政府或與美國簽訂共同防禦合作協議的外國政府專門用於政府目的;

ii.本定義第i款所述的任何產品,只需對商業市場上通常可用的類型進行微小的改型,即滿足採購部門或機構的要求;

iii.生產的任何僅因為該產品尚未使用而不符合第i或ii款描述的供應產品。

所謂“微小的改型”,是指一個NDI可以直接進入採辦過程中接近里程碑C的階段,即可以進入生產與部署階段。然而,有大量案例表明,有許多披著NDI外衣的重大國防採辦項目更接近一個只有里程碑A或B水準的項目,即僅能夠進入技術成熟與風險降低階段或工程與製造開發階段。這種狀況通常因政府從每個潛在競標平臺選擇其最期望獲得的能力而發生,因而最終的需求文檔從“需要什麼”演變成“能獲得什麼”。結果是,大量的競標承包商提交了有重大改型的平臺方案,而政府只配備了有限的過程和分析工具來精準評估各方案的成本、進度和風險影響。

蔡天恒 ¦ 他山之石:美非开发类装备采办的五大误区及其对T-X高教机项目的影响

能力需求過程和採辦過程相互作用示意圖(中國航空工業發展研究中心製圖)

事實上,NDI的採辦應用範圍是有限的,並非所有裝備都能夠採用NDI方法進行採辦。本文總結NDI採辦項目的五個常見誤區,並以美國空軍的T-X教練機項目為例闡述這些誤區的影響。

誤區一:存在商業可的產品進行微小改型或不改型的情況下能夠滿足

武器和訓練系統的大多數需求

真實情況是,NDI通常需要改型以滿足美國政府的需求更多的情況,這些改型會極大擴展初始的成本和進度預期。

雖然很多商業可得的產品可以被軍事組織用於滿足它們部署區域的需求,但當它們用於全球部署或更緊張的軍事訓練任務時,會有更苛刻的可得性、可靠性和持續保障性要求,這樣一來幾乎沒有系統可以被直接購買和使用而無需部分或重大改型。

一個典型例子是空軍30多年來致力於將他們的飛行學員教練機從T-37和T-38更換為T-1,T-6和T-X。在上世紀80年代早期,國防部和空軍都意識到需要替換T-37和T-38。在計劃用T-46的樣機取代T-37的項目因1985年來的預算減少而取消後,空軍開始審視採用NDI的方法來替換T-37和T-38。作為需求聲明/作戰需求文檔(SON/ORD)的一部分,一個操作確認小組開始與潛在的原始設備製造商(OEM)會談,並試飛他們的飛機來更好的瞭解其系統滿足一款新型主教練機的緊急需求能力的情況。

在同一時期,空軍啟動其專屬飛行學員訓練項目,加入了戰鬥機/轟炸機訓練模式和運輸機/加油機訓練模式。因此,除去替換用於兩種訓練模式的主教練機T-37和用於戰鬥機/轟炸機訓練模式的T-38外,空軍還需採辦一種新型先進教練機用於運輸機/加油機訓練模式。隨著工作的演變,空軍將其主要飛行訓練概念擴展為聯合主要飛行訓練系統(JPATS)。空軍也調查了可以快速應用於運輸機/加油機訓練模式的飛行平臺的民用和軍用市場,在國會的指令下,對T-38採用了“目前延長使用期計劃(SLEP),日後更換”的採辦方法。

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T-37教練機(美空軍圖片)

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T-38教練機(美空軍圖片)

關於空運/加油教練機,空軍宣佈其計劃於1990年2月購買一種先進的空運/加油教練機,並選擇現存的“山毛櫸”飛機作為T-1教練機交付148架。第一架飛機交付於1992年1月。該項目最終增加到180架,全部於1997年前交付。該機型對商業設計做出了少量改動,至今仍在服役。

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T-1教練機(美空軍圖片)

在另一方面,現在作為T-6而知名JPATS的需求和採辦策略是尋找一個當前市場上正在使用的能滿足空軍和海軍需求的飛行平臺。即使除去一款機型外的所有競標機型在8年前就被操作確認小組試飛過,它的徵求建議書和源選擇過程仍比T-1的合同授予過程多花費了6年的時間。當合同在1996年2月被授予時,選擇的瑞士產PC-9飛機是一款相對成熟和操作有效的訓練機。儘管如此,仍需要大量的改型來滿足空軍和海軍的需求。第一架服役的飛機交付於2000年5月,比第一架T-1晚了8年。

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T-6教練機

誤區二:樣機或演示機滿足“買之前

先飛”概念,這會消除或大幅縮短工程與製造開發(EMD階段的時間,降低風險成本,加速新能力的部署

真實情況是,即使有飛行樣機

代表試驗飛機的產品,也存在一些改型需求延遲啟動並延長EMD階段,擴大新系統的部署範圍,並顯著增加項目總成本

T-1的交付過程就是一個很好的例證,但空軍要求的改型都很小。

另一方面,操作確認小組的工作實際上在1986年就已經開始的JPATS的開發項目,卻直到2000年才交付第一架適合操作的飛機,需要做出重大改型的事實帶來嚴重的計劃拖延,以及單架飛機的成本增加。JPATS項目證明了只要採用NDI就能顯著降低進度和開發風險的觀點是不正確的。

誤區三:選擇NDI方法部署新的武器系統時,需求開發過程會裁剪其需要契合商業可用系統的實際情況

真實情況是,典型作戰需求不會被商業產品的侷限性人為約束。

相反由於論證確定了最佳能力的類型,這些能力通常會成為額外的門檻需求最終增加EMD階段的進度和成本。

即使在T-1的案例中,空軍飛行的作戰環境需求產生了這些改型,而這些需求不是任何商業可用飛機的固有屬性能滿足的。這一問題在JPATS項目中更加明顯。

誤區

四:一旦一個子系統獲得驗證,的能力傳遞到下一更高層級系統時就只是一個相對簡單的集成工作

真實情況是,多數情況下,NDI的子系統需要改型以滿足新系統的技術、作戰與環境適應性要求。在把驗證過的子系統集成到一個新的重要系統的過程中,格式、適應性和功能是典型的難點。

雖然有若干非常成功的例子,如應用於T-38、KC-135R和C-5M的發動機,以及應用於C-17、MC-130、MH-53和B-52的航電系統,但也有很多案例在開發和集成工作中被嚴重困擾,如F-35的發動機,JSTARS的再點火裝置,JPATS的發動機,KC-10和C-130的AMP。

誤區五:NDI平臺擁有建立完備的供應鏈修理及大修(MRO)基礎設施,支持武器系統的部署和持續保障

真實情況是,由於已經存在商業保障系統

,通常的成本和進度挑戰就轉化為保障系統滿足美國政府的目的進一步的,軍事行動所需的改型獨特條款越多當前商業結構和現存備件就越不可能
滿足保障軍事行動系統需求

如果IT和知識管理系統被清晰的定義,並且工業界採用的程序和軍方採用的程序相匹配,這個誤區的看法是有意義的。但由於軍方修改了NDI平臺以滿足軍事需求,以及軍方和工業用戶以不同的頻率部署升級和改型,兩者的供應鏈和MRO的運行和程序就會產生更多的分歧。

五大誤區對進行中的T-X項目的影響

T-X項目起初是作為T-38替換的備選方案分析被創建,它的需求文檔最初發佈於2012年,在進度方面存在顯著的不穩定性和不確定性。這種不確定性來源於因預算環境和阿富汗、伊拉克以及中東地區正在進行的衝突導致的巨大的混亂狀態。

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波音正在開發的T-X教練機(美國波音公司圖片)

考慮到這些情況,空軍和工業界更改了關於NDI工作的初期設想——即空軍可能執行一個類似於T-1工作方式的採辦策略,而變為與一些工業夥伴合作的嘗試,這些工業夥伴有複合技術、增材製造和大幅改善設計和工程的工具,一個純淨的表單設計可以加速開發、試驗、部署和運行將被空軍在未來的50年使用的T-X飛機的過程,同時大幅降低單位成本和長期運營和持續保障的成本。

根據2012年發佈的初始需求文檔草案,有3個現存的平臺和一個清晰的表單設計可能參與競爭,即波音T-X教練機、意大利萊昂納多公司基於M-346的T-100教練機和洛克希德與韓國合作研製的T-50A教練機。由於該計劃在接下來的3年裡時快時慢,兩個工業團隊在空軍的鼓勵下開始用他們自己的資金進行全新設計。當空軍在2015年3月發佈了下一版需求文檔草案時,萊昂納多公司的方案被競爭淘汰,因為性能需求超出了它們的已知能力。

2016年的空戰研討會表明空軍在重新審視他們的採辦策略,因為當2010年空軍與潛在的OEM競標者合作並試飛他們的系統時敲定的方案,已經以一種誤區3中提到的確認“實際”的方式,變更了他們最近關於下一版需求文檔草案的討論。

草案發布的初期,通過競爭的平臺團隊和全新設計團隊都被門限值和目標值的標準所激勵,因為空軍意圖給予每種個團隊在改型或設計其最終提交的方案時以顯著的權衡空間。2016年的討論表明,除非在源選擇過程的終端有要求,空軍可能不會使用目標值標準,這將取消對承包商交付一款超越空軍基本需求或甚至能在未來執行其他任務的飛機的激勵。進一步的,其他討論也表明空軍僅需要最近暴露的執行專項演習的飛行數據,作為每個競標者提案的一部分。只有成熟的平臺能提供那種數據,它很可能在最終的徵求建議書發佈前淘汰另兩種全新設計。

2016年時有至少2種競標NDI平臺和2種全新設計,包括波音和洛克希德與韓國合作的團隊。現存平臺團隊致力於攻關上述誤區5描述的問題,並基於30年的設計交付滿足空軍門限值需求的平臺和訓練系統。雖然波音的全新設計團隊可能無法用他們的驗證機演示類似NDI的表現,但他們正處於最有利的競爭地位以交付設計、製造規劃以及超過空軍門限值需求的先進裝備技術,並顯著降低運營成本。

2018年9月28日,波音公司和美空軍宣佈,雙方已經簽署價值90億美元的新一代高級教練機T-X項目合同。波音與瑞典薩博公司將合作生產351架飛機和46套模擬器,取代已經服役半個世紀的T-38“禽爪”教練機。

2019年3月,T-X再次發生了重大的需求蔓生。美空軍高層聲稱,儘管用新型T-X教練機取代已有50多年曆史的T-38教練機仍是該計劃的重中之重,但美空軍也在考慮是否可以採購T-X教練機改作其他用途,包括把T-X裝備武器變成輕型戰鬥機,或打造成對敵空戰訓練平臺。

2010年時空軍最初設想的NDI採辦方法如果遵循T-1教練機的採辦模式,現在的T-X或許早已正式服役。現在採用的較大幅度改型的方案覆蓋了全部的五個誤區,雖然可以為空軍提供在未來增長和持續的競爭能力,但導致T-X項目變成了一種類似NDI的解決方案,項目的成本和進度已經遠超最初的預期,這個將供許多代飛行員進行空戰訓練的平臺不知何時才能投入使用。

蔡天恆先生已為《空天防務觀察》提供6篇專欄文章,如下表:

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序號

篇名

發表日期

1

美國防部對文件作出新的修訂

2018年8月3日

2

敏捷、共享、低成本——美國唯一國防部級別的軍民兩用維修計劃創立二十週年

2019年1月29日

3

非開發類採辦項目典型案例:美陸軍UH-72A輕型通用直升機採辦過程及優勢

3月11日

4

非開發類採辦項目典型案例:美陸軍UH-72A輕型通用直升機採辦階段管理與成功要點總結

3月14日

5

美空軍“遠程防區外”核空射巡航導彈的需求和效用

4月8日

6

他山之石:美非開發類裝備採辦的五大誤區及其對T-X高教機項目的影響(即本篇)

4月18日

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(中國航空工業發展研究中心 蔡天恆)

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本篇供稿:系統工程研究所

運 營:李沅栩


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