美國(guó)新一代高級(jí)教練機(jī)項(xiàng)目頻頻延遲，“紅鷹”為何步履蹣跚？

前段時(shí)間，有新聞報(bào)道稱，美國(guó)對(duì)新一代教練機(jī)T-7A“紅鷹”項(xiàng)目規(guī)劃進(jìn)行調(diào)整，將投入量產(chǎn)時(shí)間推遲一年。

T-7A“紅鷹”教練機(jī)采用玻璃駕駛艙，與F-35等現(xiàn)役戰(zhàn)斗機(jī)的操作界面相似，并搭載高仿真地面訓(xùn)練系統(tǒng)，能夠用于下一代戰(zhàn)斗機(jī)和轟炸機(jī)飛行員訓(xùn)練，是美國(guó)新一代高級(jí)教練機(jī)。

自2018年項(xiàng)目啟動(dòng)后，T-7A“紅鷹”教練機(jī)形成初始作戰(zhàn)能力的時(shí)間已多次延遲，從簽訂合同的2024年推遲到2027年。美國(guó)為何頻頻延遲新一代高級(jí)教練機(jī)項(xiàng)目進(jìn)程？T-7A“紅鷹”教練機(jī)研制遇到哪些難題？未來(lái)發(fā)展路向何方？請(qǐng)看本文解讀。

美國(guó)新一代高級(jí)教練機(jī)項(xiàng)目頻頻延遲——

“紅鷹”為何步履蹣跚

■肖　凡　李松原

T-7A“紅鷹”教練機(jī)。資料圖片

應(yīng)對(duì)舊機(jī)型性能老化，打造新一代高級(jí)教練機(jī)

高級(jí)教練機(jī)具有高機(jī)動(dòng)性、操控相對(duì)靈活等特點(diǎn)，擔(dān)負(fù)著多機(jī)種飛行員從基礎(chǔ)飛行技能到高級(jí)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練任務(wù)。

20世紀(jì)60年代，T-38“禽爪”教練機(jī)服役后，經(jīng)歷了多次升級(jí)，機(jī)體老化、技術(shù)過(guò)時(shí)、維護(hù)成本上升等方面問(wèn)題頻頻顯現(xiàn)，該教練機(jī)訓(xùn)練出動(dòng)率下降，飛行員培養(yǎng)周期逐漸拉長(zhǎng)。

2015年，美國(guó)空軍啟動(dòng)“T-X”項(xiàng)目招標(biāo)，要求設(shè)計(jì)一款兼具成本效益和技術(shù)先進(jìn)的教練機(jī)。美國(guó)波音公司與瑞典薩博公司聯(lián)合推出“T-X”方案，在與韓國(guó)T-50A、意大利M-346等教練機(jī)競(jìng)標(biāo)中勝出，于2018年9月獲得價(jià)值92億美元的合同。根據(jù)合同，波音與薩博公司將交付351架飛機(jī)、46臺(tái)地面訓(xùn)練模擬器和相關(guān)支持設(shè)備，以取代T-38機(jī)隊(duì)。次年9月，美國(guó)空軍宣布將新一代高級(jí)教練機(jī)命名為T(mén)-7A“紅鷹”。

作為適應(yīng)五代機(jī)及未來(lái)六代機(jī)訓(xùn)練需求而設(shè)計(jì)的先進(jìn)教練機(jī)，美軍對(duì)新一代高級(jí)教練機(jī)寄予厚望。

一方面，T-7A“紅鷹”教練機(jī)的性能按照五代機(jī)多任務(wù)訓(xùn)練特性的標(biāo)準(zhǔn)打造。T-7A“紅鷹”教練機(jī)外形與F/A-18戰(zhàn)斗機(jī)相似，由瑞典“鷹獅”戰(zhàn)斗機(jī)同系列F404加力渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。按照設(shè)計(jì)，T-7A“紅鷹”教練機(jī)支持持續(xù)高攻角飛行、超聲速飛行和大過(guò)載飛行能力，發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)大推力又賦予飛機(jī)快速加速能力，能夠最大限度模擬F-35等高機(jī)動(dòng)性戰(zhàn)斗機(jī)的飛行特性；駕駛艙采用全玻璃化設(shè)計(jì)，配備大尺寸顯示器、數(shù)字化電傳操縱系統(tǒng)，與現(xiàn)役戰(zhàn)斗機(jī)的操作界面相似。

另一方面，T-7A“紅鷹”教練機(jī)計(jì)劃為飛行員提供一套先進(jìn)的訓(xùn)練方案。除飛機(jī)本身外，美國(guó)同波音公司、薩博公司簽訂的合同中還包含了地面訓(xùn)練模擬器和相關(guān)支持設(shè)備，學(xué)員可以在模擬座艙里，運(yùn)用模擬雷達(dá)和武器系統(tǒng)，熟悉戰(zhàn)斗機(jī)操作界面；地面訓(xùn)練模擬器可以與實(shí)機(jī)實(shí)時(shí)連接，創(chuàng)建一個(gè)“虛實(shí)結(jié)合”的訓(xùn)練編組，老飛行員空中帶飛，新飛行員在地面模擬，有利于新飛行員循序漸進(jìn)地開(kāi)展高難度課目訓(xùn)練。

2023年6月，T-7A“紅鷹”教練機(jī)完成首飛。飛行過(guò)程中，試飛員不僅驗(yàn)證了飛機(jī)部分性能，還展示了該型飛機(jī)的安全性與敏捷性，標(biāo)志著該項(xiàng)目進(jìn)入工程與制造開(kāi)發(fā)階段。

理想“豐滿”難掩現(xiàn)實(shí)“骨感”，T-7A項(xiàng)目進(jìn)展遲緩

隨著大國(guó)軍事競(jìng)爭(zhēng)從單純裝備對(duì)抗上升到能力體系對(duì)抗，美軍認(rèn)為，傳統(tǒng)的建模與仿真和基于模型的系統(tǒng)工程，無(wú)法有效應(yīng)對(duì)作戰(zhàn)環(huán)境動(dòng)態(tài)變化、裝備系統(tǒng)復(fù)雜度上升、成本超支和交付能力不足等一系列問(wèn)題挑戰(zhàn)。

2018年，美國(guó)開(kāi)始實(shí)施數(shù)字工程生態(tài)系統(tǒng)，并在T-7A“紅鷹”教練機(jī)的設(shè)計(jì)制造過(guò)程中得以運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)到制造的全流程革新。

一是基于模型的系統(tǒng)工程。T-7A“紅鷹”教練機(jī)摒棄傳統(tǒng)“圖紙+實(shí)物驗(yàn)證”的設(shè)計(jì)模式，而是采用三維數(shù)字化模型驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)，以縮短開(kāi)發(fā)周期、降低測(cè)試成本、保證飛機(jī)質(zhì)量。通過(guò)模型開(kāi)發(fā)與測(cè)試，T-7A“紅鷹”教練機(jī)實(shí)現(xiàn)與空軍現(xiàn)役戰(zhàn)機(jī)在結(jié)構(gòu)部件組成、架構(gòu)設(shè)計(jì)等方面高度相似，部分子系統(tǒng)可以使用現(xiàn)役戰(zhàn)機(jī)維護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施，彈射座椅、發(fā)動(dòng)機(jī)等可以快速更換。

二是虛擬測(cè)試與數(shù)字孿生。波音公司將數(shù)字孿生技術(shù)貫穿于T-7A“紅鷹”教練機(jī)的設(shè)計(jì)制造，使其能在虛擬環(huán)境中完成部分測(cè)試工作。首飛前，開(kāi)發(fā)人員對(duì)T-7A“紅鷹”教練機(jī)的數(shù)字孿生體進(jìn)行大量虛擬測(cè)試，覆蓋多種復(fù)雜場(chǎng)景，進(jìn)一步降低研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。

三是開(kāi)放式任務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)。在設(shè)計(jì)T-7A“紅鷹”教練機(jī)時(shí)，波音公司依托數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)完成，工程師、飛機(jī)維護(hù)人員等可以在網(wǎng)絡(luò)中參與開(kāi)發(fā)，實(shí)時(shí)更新生產(chǎn)計(jì)劃、維護(hù)程序等內(nèi)容，團(tuán)隊(duì)之間可以共享開(kāi)發(fā)進(jìn)度。

理想“豐滿”難掩現(xiàn)實(shí)“骨感”。T-7A“紅鷹”教練機(jī)的工程設(shè)計(jì)很先進(jìn)，但頻頻出現(xiàn)的問(wèn)題，導(dǎo)致項(xiàng)目多次延遲。

2021年6月，T-7A“紅鷹”高級(jí)教練機(jī)被曝出零件短缺、機(jī)翼?yè)u晃等方面研發(fā)問(wèn)題，必須花費(fèi)15個(gè)月時(shí)間解決。2022年12月，美國(guó)有關(guān)部門(mén)表示，T-7A“紅鷹”高級(jí)教練機(jī)在彈射座椅和相關(guān)飛行控制軟件方面存在問(wèn)題。有新聞報(bào)道稱，T-7A“紅鷹”教練機(jī)的彈射座椅問(wèn)題與F-35早期服役版本非常相似——不同身高體重的飛行員在逃生時(shí)，彈射座椅可能對(duì)其身體造成不同程度的傷害。此外，研發(fā)經(jīng)費(fèi)預(yù)算不足也導(dǎo)致研發(fā)進(jìn)程遲緩。

T-7A“紅鷹”教練機(jī)問(wèn)題頻頻，交付時(shí)間一推再推，這將導(dǎo)致服役超過(guò)60年的T-38教練機(jī)還要繼續(xù)使用，增加了事故發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)概率。

多項(xiàng)技術(shù)問(wèn)題需要解決，項(xiàng)目延遲不可避免

自2018年波音公司以“數(shù)字工程革命”贏得T-7A項(xiàng)目競(jìng)標(biāo)以來(lái)，該項(xiàng)目已多次延期，量產(chǎn)交付延遲至2026年，形成初始作戰(zhàn)能力從原定的2024年推遲至2027年，不僅暴露出高端裝備研發(fā)的復(fù)雜性，也凸顯出技術(shù)理想與工程現(xiàn)實(shí)之間的巨大落差。

目前，T-7A項(xiàng)目的技術(shù)瓶頸之一是彈射座椅系統(tǒng)。美國(guó)空軍給出的指標(biāo)是彈射座椅對(duì)飛行員的體重適配范圍要擴(kuò)大到46.7至111.1千克，而此前彈射座椅的適配范圍在63.5至95.7千克。多次測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，這款彈射座椅系統(tǒng)存在重大安全風(fēng)險(xiǎn)，飛行員可能會(huì)面臨腦震蕩、承受超出生理極限的飛行加速度、在高速飛行情況下面罩脫落等方面問(wèn)題，對(duì)于體重較輕的女飛行員而言風(fēng)險(xiǎn)更大。在飛行時(shí)速較低時(shí)，座椅的彈射同樣存在可靠性問(wèn)題。這樣的飛行速度在飛機(jī)起飛和降落時(shí)很常見(jiàn)，而起飛和降落恰好又是最容易發(fā)生飛行事故的環(huán)節(jié)。據(jù)今年2月美國(guó)發(fā)布的一份報(bào)告顯示：T-7A“紅鷹”教練機(jī)的緊急逃生系統(tǒng)不符合空軍適航性認(rèn)證的最低安全要求，目前適航性驗(yàn)收結(jié)果標(biāo)定為高風(fēng)險(xiǎn)。

事實(shí)上，彈射座椅自立項(xiàng)之初就被認(rèn)為有潛在問(wèn)題。2021年，美國(guó)政府問(wèn)責(zé)局在武器系統(tǒng)年度評(píng)估中將其列為該項(xiàng)目重要風(fēng)險(xiǎn)之一，并在次年的報(bào)告中將彈射座椅列為頂級(jí)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)。

T-7A“紅鷹”教練機(jī)的機(jī)載氧氣生成系統(tǒng)同樣存在性能缺陷。美國(guó)發(fā)布的一份報(bào)告指出：“綜合測(cè)試團(tuán)隊(duì)將在未來(lái)的初始運(yùn)行測(cè)試和評(píng)估期間，繼續(xù)收集機(jī)載氧氣生成系統(tǒng)的測(cè)試數(shù)據(jù)?！边@表明，目前該系統(tǒng)還未達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

除技術(shù)層面問(wèn)題外，成本上升、跨國(guó)合作困難、全球化供應(yīng)鏈不穩(wěn)定等因素也影響著T-7A項(xiàng)目推進(jìn)。目前，波音公司因項(xiàng)目延誤，累計(jì)虧損超過(guò)13億美元，而美軍為T(mén)-38機(jī)隊(duì)延壽支出7.5億美元，幾乎抵消了T-7A“紅鷹”教練機(jī)較低報(bào)價(jià)帶來(lái)的采購(gòu)成本優(yōu)勢(shì)，更凸顯“低價(jià)競(jìng)標(biāo)”策略的失效。

面對(duì)困局，美軍與波音公司正在開(kāi)展戰(zhàn)略調(diào)整與技術(shù)修正。根據(jù)之前發(fā)布的調(diào)整計(jì)劃，波音公司將于今年交付4架測(cè)試型飛機(jī)，將測(cè)試機(jī)隊(duì)的規(guī)模從5架提升到9架，加快推進(jìn)氣動(dòng)、飛控、彈射等相關(guān)課目驗(yàn)證工作。美軍表示，將為這些工作采取額外激勵(lì)措施，優(yōu)先保障T-7A項(xiàng)目的后續(xù)投入。

從目前看，T-7A項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管控不當(dāng)，多項(xiàng)技術(shù)問(wèn)題需要解決，時(shí)間和資金成本也在逐步累積。T-7A項(xiàng)目能否按照最新修訂的計(jì)劃投入量產(chǎn)、形成初始作戰(zhàn)能力，真正擔(dān)負(fù)起美軍新一代高級(jí)教練機(jī)的重任，還要拭目以待。