「戰略競爭」如何製造未來戰鬥機?美空軍採辦主管威廉·羅珀訪談錄

空天防務觀察

導讀:2019年11月號的美空軍協會《空軍雜誌》刊登了對美空軍採辦、技術與後勤主管威廉·羅珀的訪談,比較詳細地展現了羅珀對美空軍“下一代空中主宰”項目採辦方式變革的構想。我中心黃濤先生精心編譯此文,並在文末“閱讀原文”中提供原始採訪鏈接,供各位讀者參考。

我們想再次強調的是,當前這個話題已經遠遠超出了裝備對標、裝備發展範疇。不少讀者可能已經注意到:即使僅僅在裝備形態上,本號也已經將“下一代空中主宰”等明確分類為“複雜系統”,而不是單一裝備。事實上,我們最早在2008年就曾預判:美國下一代空中能力可能依託“未來航空作戰系統”而非單一平臺實現……對於“下一代空中主宰”等項目的採辦路徑,本號直接定義為“戰略競爭”,因為它反映了2014年以來美軍最重要的變革。我們更想再次呼籲:在主動或者被迫進行自主創新發展過程中,在沒有前人趟雷的清晰結果可供借鑑的情況下,特別需要對產品(裝備)

生產工具(研發製造試驗運用產品使用的各種軟硬件方法、工具等)生產關係(研發製造試驗運用產品的各種體制機制)三位一體”(文中,羅珀先生所說的“下一代空中主宰”項目的敏捷的軟件開發、模塊化的開放式系統架構、數字工程“三位一體”,本質上首先是生產工具,背後隱含中生產關係變革,而同時又涉及信息時代的軟硬件產品)的發展和革新予以同步關注。但我們長期跟隨研仿模式,導致我們到現在還傾向於極度關注、甚至只是關注外軍在發展什麼裝備、選擇什麼重點技術,對生產工具、生產關係的關注遠遠不夠、遠遠不夠、遠遠不夠!現在,是亟需適應形勢、提升認知,轉變思想的時候了。這是一個複雜的系統工程,但是,如果我們要把國家安全與持續發展協調推進和實現,那麼我們就需按產品、生產工具、生產關係“
三位一體”的思維,研究分析和開展業務,這或許將是唯一可行的、艱難困苦的但可帶來巨大回報的道路。

空軍負責採辦、技術和後勤的助理部長威爾·羅珀(Will Roper)是空軍中的領軍人物,負責加速採辦並尋找利用技術來節省資金和打造更具殺傷力的空軍的方法。他之前曾擔任五角大樓戰略能力辦公室的負責人,而在此之前,他曾擔任導彈防禦局的首席架構師。他獨家與編輯總監約翰·A·蒂爾帕克(John A. Tirpak)談及下一代空中主宰(NGAD)系統,以及羅珀(Roper)的“數字系列”概念,以開發未來的戰鬥機。這是那次採訪的節選。

「战略竞争」如何制造未来战斗机?美空军采办主管威廉·罗珀访谈录

羅珀在2019年度美國空軍協會空戰論壇上對如何加速採辦進行闡述

問:空戰司令部需要在2030年之前具備新的空中優勢能力,空軍正在與業界討論可能的技術。但是似乎您想在全面推進NGAD項目之前重塑飛機的設計和製造方式。答:我認為直接用於NGAD的技術根本沒有發生改變。他們是一個很好的集合。我希望可以更廣泛地討論它們,它們是可行的。

但我們如何製造飛機,道路還不清晰。以研發F-35的方式推行NGAD項目,將使我們面臨巨大的風險。如果那樣的話將進一步縮小工業基礎,並導致相關公司退出戰鬥機製造業務。

“數字百系列”的想法不是關於製造不同的飛機,而是關於如何不同地製造飛機。關鍵原則是新的“

三位一體”技術,它將顛覆建造新事物的步伐和我們為之付出的代價。三位一體”是:敏捷的軟件開發——毫無疑問,模塊化的開放系統架構,因為我們希望能夠快速,無縫地更換組件——最後是數字工程,這是新的要素。

空軍習慣於以數字化方式處理事情。例如,飛行模擬器可幫助飛行員快速成熟,而不僅僅通過實際飛行進行學習。這樣也更便宜。

數字工程將同樣的想法帶入設計、生產和持續保障。它帶來了很高的保真度,而不僅僅是飛機的設計。這是裝配線,人們在這裡工作;正在做什麼工作;工作的機器;工具……全部數字化建模,因此您可以對其進行優化。如果可以找到更好的替代品,則可以獲得昂貴的工具。您可以將執行過程的人員從需要經過多年培訓更改為較低技能水平。這個想法是在組裝第一架飛機之前找到一種更好的組裝方式,並提高數字空間的學習曲線。

我認為這是完全可以實現的目標,即製造第一架飛機與製造第100架飛機是一樣的。

問:是否有任何實例證明此舉可行?

答:T-7A(以前稱為T-X)教練機就是例證之一。它為您提供了一個領先的指標,即應用數字工程時奇蹟是可以發生。現在,我們想證明我們可以在更高級的飛機上做同樣的事情,並引入軟件和模塊化。一切都由軟件——我們希望如果有必要飛機上的應用程序每天都可以進行更改——以及模塊化支持,因為我們希望能夠經常更改子系統。

考慮到結合這些東西。如果您從裝配線中撤出了強大的工具和高技能的勞動力,則可能只用很少的團隊以非常低的速度進行生產。您可以建造樂高風格的飛機。

問:因此,這降低了參與設計工作競爭的公司門檻?

答:在最初的

百系列(F-100至F-117)時期,我們有十幾家公司可以設計和製造飛機。我們想恢復到這種狀態,即各公司設計事物並以很小的速度構建它們。

隨著數字工程的發展,隨著技術的成熟,您可以使設計現代化;在不減緩流程的情況下將新產品投入生產。並在多個供應商之間進行,以確保競爭。

問:將有多家公司不停地設計飛機,而不是贏家通吃嗎?

答:多家公司採用不同的技術同時進行設計和建造,不是設計X類型的飛機,而是設計可以批量生產的飛機(如果國家需要的話),並且可以由空軍的任何飛行員在沒有經過專門培訓的情況下飛行。那是核心思想。

我們希望在質量方面取得根本不同的結果,並保持較低的數量,直到我們需要大批量生產為止。

我們必須嘗試不同的方法,因為我們只有很少的大型採辦計劃,以至於將戰術飛機的工業基礎縮減到了兩三個可以做到這一點的公司。我們必須改變範式,讓公司在設計中獲利,而不是要求公司通過贏得項目,在大規模生產以及後期的持續保障中收回投資。

如果我們不改變這一點,那麼就有戰鬥機工業基礎縮減到只有一家公司的風險,那並不是我們想要的。

問:過去,公司在設計中虧本,通過批量生產獲得利潤。自1980年代以來就是這種模式。

答:瞧,我們不希望公司們在設計上虧本。我們希望人們在設計中獲得報酬。如果您想要尖端的空軍,請為公司提供設計尖端產品的利潤。

我喜歡設計。那才是我想要的。我要說的最後一件事是一個程序,說:“快點,快點,讓我們投入生產”,而不考慮前沿技術,因為我們已經陷入困境。那就是我們現在認為正常的模型,如果你想處於領先地位,要求行業在設計上賠錢很不正常。

問:在通常的生產過程中,特別是在後端,會有什麼變化?

答:數字百系列中,我們希望在設計中獲利,保持較低的生產率,不進行全速率生產,不採購成百上千的東西,以便我們能夠不斷升級和現代化,並每隔幾年就重新競爭製造下一架飛機。如果我們做得很好,並且數字工具已成為行業通用的慣例,那麼您不必成為大批量的生產者就可以參與競爭。你可以以優秀設計公司的身份參與競爭。如果這聽起來像科幻小說,那它已經在汽車行業發生。如果這樣做,我們可以每隔幾年就製造先進飛機,並且……我們也可以這種方式製造衛星。

問:你會製造多少飛機

答:也許是一到兩個聯隊數量的飛機,不是設計為可以使用30年,而是使用壽命較短,所以我們會將它們在下一架飛機上線時退役。我們可以再次發展工業基礎。而且,如果我們每四到五年做一次,那麼我們就可以對對手施加成本,因為他們永遠不會知道我們正在下一種飛機上部署什麼。

對於平臺開發人員而言,最棒的是,他們可以使他們的設計團隊團結在一起,並從中受益。沒有勝利將是一個大勝利,沒有損失將是一個巨大的損失,因此您不必在法庭上與我們抗爭。失敗者不會出局並永遠消失。必須始終有一種進入並保持設計的方法。您只需要重新設計下一個即可。問:從理論上講,我們在談論多少?50架?100架?

答:這就是為什麼我要讓整個團隊專注於此,並由項目執行官領導的原因。這將是一個具有自主權的特殊組織,類似於空軍的“大狩獵”(Big Safari)協會,其任務截然不同,但100%專注於製造數字飛機。

我一直在與行業、平臺製造商、供應商進行討論,並且普遍充滿熱情。您可以想象,頻繁研製新事物的想法具有很大的吸引力。因為重大計劃之間的間隔已延長到20年左右。但是也有一種普遍的謹慎意識,因為這是新事物。

這個想法也很吸引人,因為為他們提供了一定的確定性。

這與“X飛機”不同,因為“X飛機”是高科技的驗證機,從來沒有打算投入生產。我們在設計這些產品時會想到其中任何一個都可以投入生產。我們將計算產量,但是我們設想50~60架的產量可能是任何飛機的最低產量,因為如果我們的產量太少,就無法為工業界提供商業訂單。

空戰司令部司令邁克·霍姆斯將軍看到了這一點的作戰優勢,但是據我所知,要使飛機數量少於裝備一個聯隊所需的72架將更加困難。每五年(也許是四年)進行一次,採辦策略如下所示:授予50架的合同,然後評估是否要授予另外25架合同,然後再授予25架。四年後,進入下一架飛機的競爭。如果50架後不滿意,也許可以早點改用新設計。

我很羨慕,因為我很想成為這個項目經理。五角大樓有一幅畫,羅伯特·愛默生·貝爾繪製的《時光之翼》,展現了陸軍航空兵和空軍使用的每一架飛機。它表明,一開始,發展就如此迅猛,但是隨著冷戰的進行,飛機變得越來越稀疏。每當我通過這幅畫,我都會想:“我希望我能在繪畫的早期階段進行採辦。”如此頻繁地出現一架新飛機會多麼令人興奮?

「战略竞争」如何制造未来战斗机?美空军采办主管威廉·罗珀访谈录

羅伯特·愛默生·貝爾(Robert Emerson Bell)的一幅畫作《穿越時空》(Wings Through Time)啟發了美空軍的採辦負責人威爾·羅珀(Will Roper),其目標是讓人們重新開始迅速引進新飛機

問:這些飛機壽命希望是多少

答:就使用壽命而言,我們還不知道要告訴行業進行設計的內容。我們將在團隊中擁有特立獨行的維護人員和持續保障人員。我已向空軍裝備司令部負責人阿諾德·邦奇將軍尋求幫助,因為我們不希望這些飛機具有30年的使用壽命。我們希望在飛行小時數和升級速度之間取得平衡。如果這樣做的話,我們就不需要進行基地級大修,因為我們將使它們早日退役。

好消息是,我們可以從工業界抽取目前從長期

持續保障合同中獲得的利潤和現金流,並將其投入設計和微量生產。因此,我們不需要從國會獲得任何新資金,但是我們可以轉移資金的使用地點。我們不能通過很好地維護舊裝備來與中國競爭。

問:所以您也可以將這種想法應用於無人飛機嗎?

答:您可以將此應用於任何內容。儘管這不是長矛上的矛尖,但這是一個更快的長矛製造過程,這是我們的對手應該擔心的。

我想在飛機

衛星和武器上實現與汽車業相同的革命。現代的汽車越來越數字化,可以長時間運行並且發生故障。汽車公司可以在同一條生產線上無縫地生產多種車型而不會在生產節奏上產生任何影響。我們可以做到。

問:是否有足夠的時間將此內容應用於NGAD?可以在如此重要的項目中冒險嗎?

答:我們已經準備好了一套技術。我們在子系統方面具有良好的供應商基礎,他們很高興為我們帶來技術,但是它們的成熟度並不相同。開始並進行演示的價值在於,我們可以使這一數字過程發揮作用,獲得某些我們今天的飛機上所沒有的先進技術,然後隨著子系統的成熟再納入其他技術。

我們如何前進是戰士的決定。我將就可能的發展提供最佳建議,他們將選擇我們在何時、何地、做什麼。但是我們得到了高層領導的大力支持。我希望我們將在弄清如何制定積極的業務案例,平衡好設計時間表、技術、成熟度、可持續性等所有變量,如何使行業實現盈利之後,立即啟動。

黃濤先生已為《空天防務觀察》提供10篇專欄文章,如下表:

<table><tbody>

序號

篇名

發表日期

1

日本先進戰鬥機技術研發取得一系列進展

2016年7月15日

2

美空軍構建未來空中優勢能力

12月9日

3

美空軍高級教練機進入換代時期

2017年10月18日

4

美空軍打造新一代空中優勢裝備“系統簇”

11月1日

5

2017年國外戰鬥機發展綜述

2018年4月2日

6

美空軍未來空戰平臺即將開展型號研製

6月4日

7

空中主宰1:日本的進擊!

11月26日

8

空中主宰2:歐洲的奮起!

2019年3月6日

9

空中主宰3:有“核”複雜系統?

6月26日

10

如何製造未來戰鬥機?美空軍採辦主管威廉·羅珀訪談錄(即本篇)

11月4日

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(中國航空工業發展研究中心 黃濤)

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本篇供稿:系統工程研究所

運 營:李沅栩


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