JSF黑洞——“闪电”Ⅱ技术、资金与联盟危机

JSF黑洞——“闪电”Ⅱ 技术、资金与联盟危机

尽管美国政府暂时难以割舍这颗“正在溃烂的毒瘤”,但盟国削减采购量的多米诺骨牌效应无疑会进一步刺激F-35价格上升,从而严重考验五角大楼的耐心。

F-35的前景就像北京的天空一样雾霾重重,但这只不断失血的铁鸟却依然艰难前行。

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2014年9月25日,洛克希德-马丁公司对外宣布:预计F-35的制造成本将在2019年如期达到目标水平,首款F-35正式服役型仍准备在2015年中如期交货。

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“科曼奇”曾经是无数人膜拜的图腾,而如今,他早已幻化作梦中落日余晖下的云端魅影

洛马此时急于为该项目注射强心剂的意图再明显不过,自6月23日这款全球最昂贵的战斗机9天内第二次因故障停飞后,美国朝野上下对“闪电”Ⅱ的信心已经跌至谷底。一片口诛笔伐声中,空军参谋长马克·韦尔什将军甚至亲自在《美国空军》杂志上撰文,将F-35与陆军10年前下马的“科曼奇”隐身武装直升机相提并论。

从停飞到停飞

2014年6月23日的发动机起火故障后,美国海空军随即宣布所有97架F-35全部停飞,虽然7月15日五角大楼决定在限制飞行包线内部分恢复飞行测试,F-35最终还是没能参加7月举行的范堡罗航展,这直接导致美英两国为潜在买家精心准备的公关表演付诸东流。而在此之前的6月15日,F-35其实就已经因为一次试飞中的机内燃油泄漏事故停飞。

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F-135的风扇、核心机和低压涡轮均与F-119相同,2013年2月19日,爱德华兹空军基地的一架F-35A在维护性检查中发现第三级低压涡轮叶片出现裂纹,后经调查是高温蠕变所致

对于那些一直关注F-35项目进展的人来说,这款战机循环播放的“故障-停飞-复飞-故障……”表演也许根本就算不上什么新闻。不仅2014年如此,2013年或者更早之前一样如此。2013年2月19日,一架空军型F-35A的发动机低压涡轮叶片出现裂痕,为安全起见,美军决定暂停空军、海军和海军陆战队三个版本共51架F-35的飞行。当时这些飞机中有17架正处于试飞阶段,另外34架则已交付军方用于培训。

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2014年6月23日,埃格林空军基地的一架F-35A在起飞过程中,发动机突然起火,后经调查是第三级风扇叶片与机匣内衬过度摩擦,断裂后击穿油箱所致

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2007年8月30日,编号FX634的F-135试验机在进行了连续122小时地面试车后,第三级低压涡轮叶片断裂,这是该型发动机发生的第一次严重故障,普-惠公司不得不对其进行重新设计

2013年与2014年的两次重大停飞事故都源自发动机故障,这恐怕不是偶然。不过负责F-135发动机研制的普拉特-惠特尼公司却不这么认为,该公司发言人马修·贝茨曾辩解称,2013年的事故是由于出问题的发动机持续运转时间过长,才导致涡轮叶片结构断裂。F-135型发动机的超高推力是在F-119发动机核心机的基础上,用牺牲流量和高速性能的办法换来的,其技术成熟度和工作稳定性都远不及F-119。在此之前,F-135的加力燃烧室就已经出现过“振荡燃烧”现象——气流分裂引发剧烈振动,从而使发动机不能达到最大推力。这款发动机的隔热问题也让美军头疼,F-35曾在做高空高速测试时,机体温度高于预期,致使战机水平尾翼表面的隐身涂层脱落,战斗机隐身功能大受影响。

不光是发动机,F-35一直以来就存在严重的“并发症”。我们可以肯定的是,这既不是F-35的第一次停飞,也绝不会是最后一次。2013年2月14日,也就是美国空军检查出发动机叶片裂痕8天前,一架F-35刚刚在试飞时座舱冒烟,由霍尼韦尔公司研制的座舱航电系统随即被送往厂家检测。当年1月,一架F-35B还曾因制造瑕疵导致的燃油管路问题被停飞。更早之前,F-35A和F-35B在中等攻角测试飞行中,出现了比预期侧滑更严重的跨声速机翼下沉问题。此外,F-35B的武器舱门和供垂直起降用的升力风扇都出现过故障,结构相对简单的海军型F-35C的武器冷却设备和海空数据链也曾暴露出问题。

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通用化原罪

F-35是美国继F-22之后,再投巨资研发的第二款五代隐身战斗机,并计划用两者做高低搭配。其预期用户包括美国海军、空军、海军陆战队和其他军事合作伙伴国,包括加拿大、英国、荷兰、意大利、土耳其、丹麦、挪威、澳大利亚8个研制参与伙伴国,以及日本、韩国和以色列3个已经确定的外销采购国。该机将在多个国家取代美制F-16、F-15、AV-8B等大批战机,成为21世纪美军及其盟友的空中作战主力。

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JSF项目伙伴国及外销采购国的分布情况及计划装备数量

美国拥有全世界最完善的战斗机研制体系,以及最先进的战斗机技术。在F-35之前,洛马公司已经在更“高端”的F-22“猛禽”身上积累了较丰富的五代机研制经验。F-35只是一款定位较低的中型五代机,按常理来说,洛马应该能够比较轻松地驾驭该项目的研制进度和成本控制,现在的事实却是此项目正日益滑向失控的深渊。其中最主要的原因,就出在通用化设计上。

美国最初曾希望该款战机不仅能同时满足美国各军种需求,还能让盟友也实现装备一体化。这将使美军与盟军在未来更好地协同作战。为此洛马公司提出了在同一机体平台上开发F-35A空军型、垂直/短距起降的F-35B陆战队型,以及F-35C舰载型三种战斗机。但一机三用的通用化研发理念从一开始就倍受争议。尤其是美国此前并没有完整研制过垂直/短距起降战机,且由于升力风扇的动力技术更加复杂,因此在三种机型中,海军陆战队使用的F-35B研制难度最大,出现问题最多,其复杂结构所带来的“死重”对其他两型F-35也造成了极大影响,甚至可以说正是F-35B拖了整个项目的后腿。(https://www.daowen.com)

所谓“希望越大,失望越大”。2011年底,五角大楼关于F-35的一份内部报告被披露后,这款“世界战斗机”的形象遭受重创。报告指出了F-35的“13宗罪”——即有13处危险的设计缺陷,其中就包括F-35C对安全着舰至关重要的尾钩等。实际上,为了满足各国各军种的不同需求和削减成本,F-35在隐身能力、机动性和超声速巡航等方面都打了不少折扣。

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F-35A/B/C型主要性能对比

榨干政府最后一分钱

“闪电”Ⅱ连续出现重大事故为这个麻烦不断的烧钱项目亮起了红灯。作为对质疑的回应,五角大楼F-35项目主管克里斯托弗·波格丹表示,不会因停飞推迟交付F-35战斗机。

即便真如波格丹所说,五角大楼按原计划在未来25年内装备2443架F-35也将花费近4000亿美元巨资,从而成为美国历史上最昂贵的军火项目。这4000亿恐怕还不是终点,F-35战机的研发是在2001年正式启动的,此后一直面临技术和资金问题,并因此三次调整计划。据五角大楼首席武器测试官最新提交的一份报告显示,截至2014年,F-35已经完成了超过三分之一的飞行测试,但飞行员头盔、火控软件与武器整合等方面仍存在问题。

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F-35项目的窘境

该项目在2012年的飞行测试以及特定系统测试次数超出了预期,但由于老问题没解决、新问题又层出不穷,很多方面的测试进程落后于原定计划。截止2013年F-35已完成超过20000个飞机组件和性能的特定测试,仍有近40000个类似测试需要完成。因此可以肯定,那些没能按原有时间节点完成的飞行测试内容滞后,将令今后几年的测试相应推迟,从而拖产能建设与列编入役的后腿。在此情况下,继续追加资金投入自然不可避免。

虽然有多个盟国分担研发费用,F-35仍然是一头危险的“吞金兽”,且由于坚持过于复杂的全功能设计广受批评。目前F-35的三个型号实际上已经貌合神离,技术差异度远超预期,为此需要三个相互独立的试飞计划和生产线,这大幅提高了制造与使用成本,当初一机多用的美好设想现在看来很不划算。美国海军在对F-35的使用成本估算后得出结论,单发的F-35使用成本比双发的F-18C高出65%。

在F-35的所有分系统中,F-135发动机无疑是最烧钱的。五角大楼共需花费625亿美元来实施共计2443台F-135的研发、采购和生产。这项合约原本计划用10年完成,不过由于在飞行测试中问题频发,合约已延长至2016年。普惠公司承认整个F-135研发项目的经费将上涨大约10亿美元,以支持延长三年的飞行试验并提高发动机可靠性。在2013年的停飞事故发生后,波格丹中将就曾指责洛马和普惠两公司,称这两家企业想“榨干美国政府的最后一分钱”。

为了摆脱困境,洛马、普惠与五角大楼从2012年开始明显加快了项目进度。2012年F-35各型战斗机共进行了至少1000次试飞,并已投入批量生产。预计美国海军和空军将在2016年开始接受作战标准的F-35,海军陆战队已经如愿在2012年开始装备该机。但为了控制项目开支,未来5年F-35的生产计划很可能面临削减。由于试验进度拖后,30架F-35的采购经费已经被转用于完成试飞和作战测试。

JSF联盟面临崩盘

2014年9月24日,在一度敲定F-15SE但招致国内广泛质疑后,韩国最终决定放弃“沉默鹰”,转而计划斥资70亿美元采购40架F-35战斗机。早已焦头烂额的洛马公司兴奋不已,宣称这笔采购将在2019年把F-35的生产成本从每架1.625亿美元降至8000万至8500万美元之间。

然而,并非所有的国家都如韩国那般愿意雪中送炭,在性能预期下降、技术故障频发、研制进度推后、项目成本上升等诸多唱空因素综合作用下,全球最大的联合战斗机研制计划已不可避免沦为一桩国际事故:对日本不能保证交货时间、澳大利亚削减采购、英国更换候选机型、加拿大对采购项目重新评估……当初无限美好的JSF联盟正面临全面崩溃的危险。洛马发言人巴碧昂不无担心地表示:“我们预计全球需求量高达4000架,但是我们降低成本最大的风险在于无法获得这些订单,这将使我们利用规模效益缩减成本的努力大打折扣。”

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加拿大是F-35项目的主要伙伴国之一。加空军原计划在2020年用新购入的F-35替代超龄服役的CF-18。为此加政府在过去十多年里,为研制和采购这65架五代战机已支付了约300亿美元。这一数额几乎超过了最初预算两倍。在2001年项目刚启动时,美国给出的F-35采购单价仅为4990万加元(约合4600万美元),到2006年时上升到7500万加元,到2009年更涨到8490万加元。而五角大楼的最新评估显示,每架F-35的成本已达到1.95亿美元,今后很可能突破2亿美元大关。加拿大哈珀政府在这个问题上屡屡受到猛烈抨击,反对派甚至要求国防部长麦凯和总理哈珀引咎辞职。

想打退堂鼓的不仅加拿大一家,由于欧债危机波及,意大利已宣布将F-35的采购数量从原计划的131架减少到41架;英国也表示将大幅削减采购数量;土耳其原本准备采购116架,如今决定削减一半;计划采购100架的澳大利亚政府则决定“推迟购买F-35”,甚至曾传出仅采购2架“用于评估”的消息,2014年初,澳政府在权衡之后宣布斥资116亿美元购买58架F-35,使该国总的订购量达到72架,不过这笔已经削减三分之一规模的采购在澳国内仍然争议声不断……

最为焦虑的国家可能还不是上述8个F-35研发参与国。为了对抗中国不断出现的多款五代机,日本急切盼望着用F-35来换装陈旧不堪的F-15J。2011年12月,在引进F-22无望后,日本政府宣布将引进42架F-35战机。正是利用日本对F-35寄予厚望的心态,美国将日本当成了转嫁资金压力的“冤大头”。按照美日协定,日本采购的F-35战机每架成本高达2.38亿美元。美国还明确通知日本,由于研制进度拖延,F-35的交付时间将推迟。更让日本无法接受的是,日本将于2016年度引进的4架F-35很可能不会安装最新火控软件,性能无法完全满足航空自卫队要求。美方给出的理由是软件研发滞后,“来不及”安装到出售给日本的战机上。如果仍采用旧软件,未来的F-35J就无法发射多款美制新型机载弹药,其中包括先进的AIM-9X全向格斗导弹。因此美方建议日本把新买的F-35先留在美国,直到软件到位后再飞回日本。如此不靠谱的建议自然又遭到日本方面的质疑。

来自盟国的退货风暴也影响到了美国自身。时值美国财政赤

字高悬,国会内很多人呼吁应该大幅削减F-35的采购数量以节省开支。尽管有军工企业的政治影响力和F-35项目对增长就业的帮助,让美国政府暂时难以割舍这颗“正在溃烂的毒瘤”,但盟国削减采购量的多米诺骨牌效应很可能会反过来进一步刺激F-35价格上升。这样的恶性循环如果持续下去,美军订购的F-35数量也很可能遭遇削减。

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F-35项目像黏人的膏药一样裹挟着洛马公司、美国政府、8个伙伴国以及3个外销国这个庞大的利益链条。作为帮主,“回头是岸”对美国来说显然是不可能的选择,而那些或自投罗网,或被威逼利诱而“入伙”的喽们,在不可能全身而退的情况下,只能想方设法少交“帮费”

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军情链接

JSF战斗机联盟

1993年美国国防部启动了联合先进攻击技术(JASF)验证机研究,并且在1994年1月成立了JASF计划办公室,希望研制一款几个军种通用的轻型战斗攻击机,取代美空军的F-15E、F-16和F-117,海军的F-14、海军陆战队的AV-8B等上一代机型。与此同时,英国也对这项计划表示出浓厚的兴趣,提出加入该计划,意图用这种飞机替换“鹞”和“海鹞”战斗机,1995年英美正式签订了合作备忘录。美国国防部为整合资源,突出重点,随后将正在进行的美海军联合攻击战斗机(JAF)计划和国防高级研究计划局(DARPA)的通用低成本轻型战斗机(CALF)计划也纳入JASF中,并在1996年3月将JASF正式更名为JSF(联合攻击战斗机)。

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JSF项目的LOGO

2001年10月26日,五角大楼宣布洛马公司的X-35击败波音公司的X-32,赢得了JSF项目竞标,列装机型后来被命名为F-35“闪电”Ⅱ。空军型F-35A于2006年12月15日首飞,陆战队型F-35B于2008年6月11日完成首次试飞,海军舰载型F-35C于2010年6月6日成功首飞。2011年4月,五角大楼正式决定取消由英国罗尔斯-罗伊斯公司和美国通用电气公司联合研制的F-136发动机计划,该发动机本来是作为F-135的备用发动机为F-35研制的,F-136项目取消意味着普惠的F-135成为F-35项目此后唯一的动力选择。

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电影《蜘蛛侠》里有句经典台词:“能力越大,责任越大”,放在F-35身上,也许应该是“责任越大,能力越差”

虽然美国是主要的F-35购买国与资金提供者,但英国、意大利、荷兰、加拿大、挪威、丹麦、澳大利亚和土耳其也为开发计划提供了43.75亿美元研制经费。上述国家在整个JSF项目中的地位并不平等,其参与程度大致可分为三级,每一级别国家的财务支援、转移的科技数量、可竞标的分包合约和国家取得飞机的顺序均有所不同。英国是唯一的第一级伙伴,贡献约25亿美元研发经费,占整个研发预算的10%;第二级伙伴是意大利和荷兰,分别贡献10亿美元和8亿美元;第三级伙伴是加拿大、土耳其、澳大利亚、挪威和丹麦,分别贡献4.4亿美元、1.75亿美元、1.44亿美元、1.22亿美元和1.1亿美元。此外,除日本、韩国和以色列确定采购外,新加坡也正在对购买F-35的可行性进行评估。

“科曼奇”隐身武装直升机项目

1982年,美国陆军提出实验轻型直升机计划(LHX),原计划需要5000架LHX来取代UH-1通用直升机、AH-1轻型武装直升机、OH-58和OH-6侦察直升机。1988年6月,美国陆军发出LHX招标,与波音、西科斯基公司组成的团队和贝尔、麦道团队签订了23个月的论证合同。1991年4月8日,美国陆军宣布波音、西科斯基团队获胜,LHX随之进入原型机研制阶段。1991年4月,项目编号正式被定为RAH-66。其中R表示侦察、A表示攻击、H表示直升机,并用北美印第安人的名字命名为“科曼奇”。当时预计RAH-66于1995年8月首次飞行,2001年交付使用,从而与AH-64“阿帕奇”武装直升机组成陆军航空兵的“侦察-火力”搭档。

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诞生于冷战背景的“科曼奇”,有着与时代格格不入的设计思想,加之与F-35相比有过之而无不及之的项目发展轨迹,注定是如“十字军战士”一般的“史诗级悲剧”

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科曼奇武装直升机纪录片

RAH-66最突出的特点是采用了全球直升机中唯一的全向隐身设计。该型机最大起飞重量近5吨,最大飞行速度328千米/小时,升限2900米,转场航程2335千米,可横越大西洋。“科曼奇”不是一款专用武装直升机,且重量较轻,因此该机的武器挂载能力不如“阿帕奇”。当执行隐身任务时,“科曼奇”仅能在内置弹舱的两侧舱门内各挂载3枚反坦克导弹。如果不考虑隐身需要,其还可以在两侧短翼下再加挂864千克武器载荷,可选择的武器载荷包括32枚70毫米“九头蛇”火箭或8枚“海尔法”反坦克导弹。此外,该型机在旋转炮塔内还装有一门20毫米口径机炮。作为一款主要执行侦察和目标指示任务的直升机,“科曼奇”在桅顶安装了一台锥形毫米波雷达。

“科曼奇”的第一架原型机于1996年首次试飞。然而,随着冷战结束,美国陆军内部对于装备轻型隐身武装直升机的必要性也出现争论,直升机由于有旋翼结构,很难像喷气式固定翼飞机那样实现全面隐身。再者,武装直升机大部分时间都需要在低空视距内作战,雷达隐身的实战价值很有限。而AH-64D“长弓阿帕奇”在加装毫米波雷达后,也已经具备了很强的战场态势感知能力,不需要再耗费巨资配备一款专为其指示目标的侦察直升机。加之“科曼奇”项目进度一拖再拖、技术问题层出不穷、研发预算不断上涨,最终促使五角大楼于2004年2月23日决定取消此项目,美国陆军这时已经为该计划投入了69亿美元巨资。