F-35何以走向成熟

航空产业网 2020-03-16

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地面展示中的F-35,航空产业网 摄影

2020年3月1日,第500架F-35完成交付。这是一架常规起降型的F-35A,用户是美国空军。F-35有三种主要改型,前500架分别是354架基本型F-35A、108架垂直起降的F-35B和38架舰载型F-35C。

F-35的多种能力,©AolDefense

目前,F-35已经部署到美国空军、海军及海军陆战队在全球的24个基地。此外,英国、挪威、以色列、日本、比利时、波兰和意大利也已接收了F-35;未来新加坡也将装备。

美空军上将埃里克·菲克评论F-35项目进度 ©DoD

据美国防部官方消息,F-35联合项目办公室埃里克·菲克 (Eric T. Fick)上将3月4日在华盛顿特区举行的第11届年度国防计划会议上发表讲话,对项目进度表示满意,称“F-35强大但不完美”  (strong, but not perfect)。

可以说,完成500架交付是一个里程碑事件,几个核心数据也表明项目在走向成熟。

三个指标表明项目接近成熟


首先,年交付量爬坡至接近全速率。2019年洛克希德马丁公司共交付了135架F-35,超过计划的131架。2020年预计交付将突破140架,逐渐接近160架/年的生产全速率。

其次,项目提前完成了降价指标。根据2019年10月底的报道,从第11批次(Lot11)到第14批次,F-35各机型是平均将下降12.8%。

其中,F-35A第13批次将降至7920万美元,第14批次为7790万美元。

这意味着在第13批次将会实现单价降至8000万美元的目标。这比原计划提前了一年多,也将是项目的另一个重要里程碑。

项目早期F-35单机价格曾超过2亿美元,因成本超支一直为人所诟病。近年单机价格的不断下降表明由全球1500余家企业组成的供应链效率的持续提升。

F-15双机,F-35比上一代双发战斗机更重

F-35的隐身设计、多功能需求和丰富的机载设备都使其结构重量较大。因此,F-35虽是一种单发飞机,最大起飞重量超过31吨,绝不是一种“轻型飞机”。F-22与F-35的关系,也并不完全像F-15与F-16那样的高低搭配。

考虑到即便三种改型中较轻的F-35A其空重也大于上一代代表性的重型战斗机F-15C(13.3吨>12.7吨),以当今美元的价值,低于8000万美元的采购价令人印象深刻。

第三,F-35战备率持续改善。

新研制飞机战备出动率一直是问题。F-35早期的战备率甚至只有10%。经过数年的持续改进,其战备率指标也有大幅提升。2019年,平均战备率为73.2%,比2018年提高了近20%。已经接近美军方的80%的目标

F-35项目在整体上已接近完全的初始运行能力(IOC)。洛克希德·马丁公司称,3月初全球的F-35机队飞行总时长已经达到了25万飞行小时。

3月9日,挪威F-35拦截图-142,©俄罗斯国防部

挪威在3月9日第一次使用F-35拦截了俄罗斯反潜机图-142。而战斗机执行这类紧急出动的任务需要敏捷的响应,可见飞机的成熟度已经上了台阶。

F-35在使用场景方面,强调自动化、互联化(Connected Fighter),强调数据的共享,使战机与战机、战机与地面融合成为一个作战系统。而项目在设计制造方面,研发飞机的同时也设计了一整套自动化、国际化的“生产系统”。

全面应用“汽车化”生产系统


F-35总装线,©Lockheed Martin

此项目由美国洛克希德·马丁、诺斯洛普·格鲁门与英国BAE三家公司负责。这三家公司均在自动化上投入了巨资。早在项目初期,当生产速率还不到一周完成一架飞机的阶段,自动化生产设备就已经开始逐步投入使用。

从F-35总装线可以看出,其大量借鉴了汽车行业的理念。埃隆·马斯克曾感叹,好汽车首先需要打造一套好的生产系统。丰田系企业排斥“交钥匙工程”,也是因为生产系统本身就是产品的一部分

F-35装配仿真视频,©Lockheed Martin

在F-35的部装和总装线上,主要的自动化技术,例如脉动生产线、自动钻铆、复材自动铺放、数字化柔性工装、激光跟踪仪、集成AGV与机器人的数字化产线、自动涂装等均有应用。

与民用飞机不同,以往军机由于飞机性较小机体结构开放性差、生产批量小、部分精度要求高等原因很难如此全面的自动化。F-35将生产超过3000架,使用自动化产线对保证产品一致性、积累制造数据、实现可追溯性和持续改进都有极大的好处。

F-35有三个不同的主要改型,生产500架以后,洛马公司也积累了混线交付的经验。

自动化生产线早期投入大,但一旦磨合到位,能产生惊人的规模效应。

F-35另一个特点是全球供应链。

 

全球供应链:与787共同的逻辑


F-35称得上“全球制造”,国外供应链约占75%。军用飞机的合作有鲜明的政治性,项目核心层是英国(BAE负责部分核心作战系统),重要合作方是意大利和日本(有美国以外的两条总装交付线),外围是其他北约国家与体量较小的盟友如以色列等。

意大利总装线位置,南部为F-35零件与787项目产线

F-35的主要国外合作伙伴之一是意大利莱昂纳多公司(原Finmeccanica),其总装线(FACO,Final Assembly & Check Out)位于意大利北部的Cameri,生产意大利和荷兰采购的F-35。该地也生产机翼交付至美国总装线

日本的首架F-35A,©Lockheed Martin


所谓FACO,类似民机的“完成中心”。日本F-35A的FACO总装线由三菱重工业公司运营,位于爱知县名古屋市。

美国公司倾向选择日本和意大利作为主要国外合作伙伴,这点在787供应链上也可看到同样的逻辑。波音和洛马甚至选择了同样的风险合作伙伴:意大利的莱昂纳多和日本的三菱重工。波音在民机项目上也是如此的“讲政治”,对于我们理解美国航空企业的行事风格有帮助。

意大利北部目前是新冠疫情最为严重的地区。而意大利不仅是交付中心也制造机翼。日本中部也受到了新冠的威胁:洛克希德-马丁公司已经暂停了日本生产F-35A。疫情如果持续发现,对F-35供应链会形成冲击(也请参考:报丨新冠疫情与787全球供应链风险)。

值得一提的是,土耳其原是F-35的用户和制造国之一, 但因引进S400防空系统,已被排除在外,其工作包已在近期转移回美国。

何以走向成熟

 

F-35是西方世界最大的国防项目,系统复杂程度高,总投入大(将超过1万亿美金)。至今,F-35也仍有数百项缺陷。但经过数年的持续改进,不可否认,F-35战斗机已经得到明显的提升。

 

结合最近的各方的评价以及最新演习的结果(对上代战机有20:1的佳绩),F-35绝非失败

 

F-35是如何走向成熟的呢?这里谈几个观点

 

第一是信息公开和问责机制。F-35也是一种诞生在互联网时代的战斗机,信息披露空前透明化。美国政府问责局(GAO)不断发布的报告对F-35不乏责难,但提出的问题很具体,建议有针对性。


GAO报告,来自gao.gov

第二是锲而不舍的持续改进。F-35的很多问题,来自于其自动化生产线和整合全球供应链的高难度,这些都需要时间来磨合。其实,这种磨合本身也属于项目前期投入的一部分。

另外F-35在功能上持续改进的思路也越来越明显,允许不断增加可用的软硬件(所谓continuous capability, development and delivery,C2D2流程)实现性能扩展。

 

美国防部称,随着用户需求的改变,F-35有后续功能扩张的灵活性。迄今洛马公司已经使用C2D2流程交付了四个软件版本。

 

第三是组织机制的革新。F-35将在多国替代多种作战飞机,复杂项目管理也一直是个问题。空军埃里克·菲克上将在谈及项目取得的进展时称,组织架构的革新是取得成绩的关键因素之一。

 

 “即便对内部人员来说,项目的组织架构也很难梳理清楚,而对于外部相关人员来说,就更难理解。为解决这种复杂性,我们创建了一种新的组织结构,可以使人员的职责和对结果的影响更好地保持一致。”  F-35的项目中,决策权下放,“让(实际的)领导者有权去领导” 。

 

华为任正非说,“让听的见炮声的人决策”,也是同样的道理。

 

F-35是我们对手。

 

对这个对手,我们战术上要重视,宁可多学习对手的优点。因此,我们在国外媒体“自黑”的时候,一定要保持清醒的头脑。

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