美国新一代高级教练机项目频频延迟,“红鹰”为何步履蹒跚?
美国新一代高级教练机项目频频延迟,“红鹰”为何步履蹒跚?
美国新一代高级教练机项目频频延迟,“红鹰”为何步履蹒跚?前段时间(shíjiān)(qiánduànshíjiān),有新闻报道称,美国对新一代教练机T-7A“红鹰”项目规划进行调整,将投入量产时间推迟一年。
T-7A“红鹰(hóngyīng)”教练机采用(cǎiyòng)玻璃驾驶舱,与F-35等(děng)现役战斗机的操作界面相似,并搭载高仿真地面训练系统,能够用于下一代战斗机和轰炸机飞行员训练,是美国新一代高级教练机。
自2018年(nián)项目启动后,T-7A“红鹰”教练机(jiàoliànjī)形成初始作战能力的时间已多次延迟(yánchí),从签订合同的2024年推迟(tuīchí)到2027年。美国为何频频延迟新一代高级教练机项目进程?T-7A“红鹰”教练机研制遇到哪些难题?未来发展路向何方?请看本文解读。
美国新一代高级教练机项目频频(pínpín)延迟——
“红鹰”为何步履蹒跚(bùlǚpánshān)
T-7A“红鹰”教练机(jiàoliànjī)。资料图片
应对(yìngduì)旧机型性能老化,打造新一代高级教练机
高级(gāojí)教练机(jiàoliànjī)具有高机动性、操控相对灵活等特点,担负着多机种飞行员从基础飞行技能到高级战术训练任务。
20世纪60年代,T-38“禽爪”教练机服役后,经历(jīnglì)了多次升级,机体老化、技术过时、维护成本上升等方面(fāngmiàn)问题频频显现,该教练机训练出动(chūdòng)率下降,飞行员培养周期逐渐拉长。
2015年,美国空军启动(qǐdòng)“T-X”项目招标,要求设计一款兼具成本效益和技术先进的教练机。美国波音公司与瑞典萨博公司联合推出“T-X”方案,在(zài)与韩国T-50A、意大利M-346等教练机竞标中胜出,于2018年9月(yuè)获得价值92亿美元的合同。根据(gēnjù)合同,波音与萨博公司将交付351架飞机、46台地面训练模拟器和相关支持(zhīchí)设备,以取代T-38机队(jīduì)。次年9月,美国空军宣布将新一代(xīnyídài)高级教练机命名为T-7A“红鹰”。
作为适应五代机及未来六代机训练需求(xūqiú)而设计的先进教练机(jiàoliànjī),美军对新一代高级教练机寄予厚望。
一方面,T-7A“红鹰”教练机的(de)性能按照五代机多任务训练特性的标准打造。T-7A“红鹰”教练机外形(wàixíng)与F/A-18战斗机(zhàndòujī)相似,由(yóu)瑞典“鹰狮”战斗机同系列F404加力涡轮风扇发动机(fādòngjī)提供动力。按照设计,T-7A“红鹰”教练机支持持续高攻角飞行、超声速飞行和大过载飞行能力,发动机的强大(qiángdà)推力又赋予飞机快速(kuàisù)加速能力,能够最大限度(xiàndù)模拟F-35等高机动性战斗机的飞行特性;驾驶舱采用全玻璃化设计,配备大尺寸显示器、数字化电传操纵系统,与现役战斗机的操作界面相似。
另一方面,T-7A“红鹰”教练机计划为(wèi)飞行员提供一套先进的(de)训练(xùnliàn)方案。除飞机本身外,美国同波音公司、萨博公司签订的合同(hétóng)中还包含了地面训练模拟器和相关支持设备,学员可以在模拟座舱里,运用模拟雷达和武器系统,熟悉战斗机操作界面;地面训练模拟器可以与实机(shíjī)实时(shíshí)连接,创建一个“虚实结合”的训练编组,老飞行员空中带飞,新(xīn)飞行员在地面模拟,有利于新飞行员循序渐进地开展高难度课目训练。
2023年6月,T-7A“红鹰”教练机完成首飞。飞行过程中,试飞员不仅验证了飞机部分性能(xìngnéng),还展示了该型飞机的(de)安全性与敏捷性(mǐnjiéxìng),标志着该项目进入工程与制造开发阶段。
理想“丰满”难掩现实“骨感”,T-7A项目进展迟缓(chíhuǎn)
随着大国军事竞争从单纯(dānchún)装备对(duì)抗上升到能力体系对抗,美军认为,传统的(de)建模与仿真和基于模型的系统工程,无法有效应对作战环境动态变化、装备系统复杂度上升、成本超支和交付能力不足(bùzú)等一系列问题挑战。
2018年,美国开始实施数字(shùzì)工程生态系统,并(bìng)在T-7A“红鹰(hóngyīng)”教练机的设计制造过程中得以运用,实现从设计到制造的全流程革新。
一是基于模型的系统工程。T-7A“红鹰(hóngyīng)”教练机摒弃传统“图纸+实物验证”的设计模式,而是采用三维数字化模型驱动(qūdòng)开发,以缩短开发周期、降低测试成本、保证飞机(fēijī)质量。通过模型开发与测试,T-7A“红鹰”教练机实现与空军(kōngjūn)现役战机在结构部件组成、架构设计等(děng)方面高度相似,部分子系统可以使用现役战机维护基础设施,弹射座椅、发动机等可以快速(kuàisù)更换。
二是虚拟测试与数字(shùzì)孪生(luánshēng)。波音公司将数字孪生技术贯穿于T-7A“红鹰”教练机的(de)设计制造,使其能在虚拟环境(xūnǐhuánjìng)中完成部分测试工作。首飞前,开发人员对T-7A“红鹰”教练机的数字孪生体进行大量虚拟测试,覆盖多种复杂场景,进一步降低研发风险。
三是(sānshì)开放式任务系统架构。在设计T-7A“红鹰”教练机时,波音公司依托数字化(shùzìhuà)网络完成,工程师、飞机维护人员等可以(kěyǐ)在网络中参与开发,实时更新生产计划(jìhuà)、维护程序等内容,团队之间可以共享开发进度。
理想“丰满”难掩现实“骨感”。T-7A“红鹰”教练机的工程设计很先进,但(dàn)频频出现(chūxiàn)的问题,导致项目多次延迟。
2021年6月,T-7A“红鹰”高级教练机(jiàoliànjī)被(bèi)曝出零件短缺、机翼摇晃(yáohuàng)等方面研发问题,必须花费15个月时(shí)间(shíjiān)解决。2022年12月,美国有关部门(bùmén)表示,T-7A“红鹰”高级教练机在弹射座椅和相关飞行控制软件方面存在问题。有新闻报道称,T-7A“红鹰”教练机的弹射座椅问题与F-35早期服役版本非常相似——不同身高体重(shēngāotǐzhòng)的飞行员在逃生时,弹射座椅可能对其身体造成不同程度的伤害。此外,研发经费预算不足也导致研发进程迟缓。
T-7A“红鹰”教练机(jiàoliànjī)问题频频,交付时间一推再(zài)推,这将导致(dǎozhì)服役超过60年的T-38教练机还要继续使用,增加了事故发生风险概率。
多项技术问题需要(xūyào)解决,项目延迟不可避免
自2018年(nián)波音公司以“数字工程革命”赢得T-7A项目竞标以来,该项目已多次延期,量产交付延迟至2026年,形成初始作战能力从原定的2024年推迟至2027年,不仅暴露出(bàolùchū)高端装备研发的复杂性,也凸显出技术理想(lǐxiǎng)与工程现实之间的巨大(jùdà)落差。
目前,T-7A项目的(de)技术瓶颈之一是弹射(tánshè)座椅(zuòyǐ)系统。美国空军给出的指标是弹射座椅对飞行员的体重(tǐzhòng)适配范围要扩大到46.7至111.1千克,而此前弹射座椅的适配范围在63.5至95.7千克。多次测试数据(cèshìshùjù)显示(xiǎnshì),这款弹射座椅系统存在重大安全风险,飞行员可能会面临脑震荡、承受超出(chāochū)生理极限的飞行加速度、在高速飞行情况下面罩脱落等方面问题,对于体重较轻的女飞行员而言风险更大。在飞行时速较低时,座椅的弹射同样存在可靠性问题。这样的飞行速度(fēixíngsùdù)在飞机(fēijī)起飞和降落时很(hěn)常见,而起飞和降落恰好又是最容易发生飞行事故的环节。据今年2月美国发布(fābù)的一份报告显示:T-7A“红鹰”教练机的紧急逃生系统不符合空军适航性认证的最低安全要求,目前适航性验收结果标定为高风险。
事实上(shìshíshàng),弹射座椅自(zì)立项之初就被认为有潜在问题。2021年,美国政府问责局在武器系统年度评估中将(zhōngjiàng)其列为该项目重要风险之一,并在次年的报告中将弹射座椅列为顶级项目风险。
T-7A“红鹰”教练机的机载氧气(yǎngqì)生成系统同样存在性能缺陷。美国发布的一份报告指出:“综合测试(cèshì)团队将在未来的初始运行测试和评估期间,继续收集(shōují)机载氧气生成系统的测试数据。”这表明,目前(mùqián)该系统还未达到设计要求。
除技术(jìshù)层面问题外,成本(chéngběn)上升、跨国合作困难、全球化供应链不稳定等(děng)因(yīn)素也影响着T-7A项目推进。目前,波音公司因项目延误,累计亏损超过13亿美元,而美军为T-38机队延寿(yánshòu)支出7.5亿美元,几乎抵消了T-7A“红鹰”教练机较低报价带来的采购成本优势,更凸显“低价竞标”策略的失效。
面对困局,美军与(yǔ)波音公司正在(zhèngzài)开展战略调整与技术修正。根据之前发布的调整计划,波音公司将于今年交付(jiāofù)4架测试型飞机,将测试机队的规模从5架提升到9架,加快推进气动、飞控、弹射等相关课目(kèmù)验证工作。美军表示,将为这些工作采取(cǎiqǔ)额外激励措施,优先保障T-7A项目的后续投入。
从目前看,T-7A项目风险管控(guǎnkòng)不当,多项(duōxiàng)技术问题需要解决,时间和资金成本也在逐步(zhúbù)累积。T-7A项目能否按照最新修订的计划投入量产、形成初始作战能力(nénglì),真正担负起美军新一代高级教练机的重任,还要拭目以待。
(来源:中国(zhōngguó)军网-解放军报)
前段时间(shíjiān)(qiánduànshíjiān),有新闻报道称,美国对新一代教练机T-7A“红鹰”项目规划进行调整,将投入量产时间推迟一年。
T-7A“红鹰(hóngyīng)”教练机采用(cǎiyòng)玻璃驾驶舱,与F-35等(děng)现役战斗机的操作界面相似,并搭载高仿真地面训练系统,能够用于下一代战斗机和轰炸机飞行员训练,是美国新一代高级教练机。
自2018年(nián)项目启动后,T-7A“红鹰”教练机(jiàoliànjī)形成初始作战能力的时间已多次延迟(yánchí),从签订合同的2024年推迟(tuīchí)到2027年。美国为何频频延迟新一代高级教练机项目进程?T-7A“红鹰”教练机研制遇到哪些难题?未来发展路向何方?请看本文解读。
美国新一代高级教练机项目频频(pínpín)延迟——
“红鹰”为何步履蹒跚(bùlǚpánshān)
T-7A“红鹰”教练机(jiàoliànjī)。资料图片
应对(yìngduì)旧机型性能老化,打造新一代高级教练机
高级(gāojí)教练机(jiàoliànjī)具有高机动性、操控相对灵活等特点,担负着多机种飞行员从基础飞行技能到高级战术训练任务。
20世纪60年代,T-38“禽爪”教练机服役后,经历(jīnglì)了多次升级,机体老化、技术过时、维护成本上升等方面(fāngmiàn)问题频频显现,该教练机训练出动(chūdòng)率下降,飞行员培养周期逐渐拉长。
2015年,美国空军启动(qǐdòng)“T-X”项目招标,要求设计一款兼具成本效益和技术先进的教练机。美国波音公司与瑞典萨博公司联合推出“T-X”方案,在(zài)与韩国T-50A、意大利M-346等教练机竞标中胜出,于2018年9月(yuè)获得价值92亿美元的合同。根据(gēnjù)合同,波音与萨博公司将交付351架飞机、46台地面训练模拟器和相关支持(zhīchí)设备,以取代T-38机队(jīduì)。次年9月,美国空军宣布将新一代(xīnyídài)高级教练机命名为T-7A“红鹰”。
作为适应五代机及未来六代机训练需求(xūqiú)而设计的先进教练机(jiàoliànjī),美军对新一代高级教练机寄予厚望。
一方面,T-7A“红鹰”教练机的(de)性能按照五代机多任务训练特性的标准打造。T-7A“红鹰”教练机外形(wàixíng)与F/A-18战斗机(zhàndòujī)相似,由(yóu)瑞典“鹰狮”战斗机同系列F404加力涡轮风扇发动机(fādòngjī)提供动力。按照设计,T-7A“红鹰”教练机支持持续高攻角飞行、超声速飞行和大过载飞行能力,发动机的强大(qiángdà)推力又赋予飞机快速(kuàisù)加速能力,能够最大限度(xiàndù)模拟F-35等高机动性战斗机的飞行特性;驾驶舱采用全玻璃化设计,配备大尺寸显示器、数字化电传操纵系统,与现役战斗机的操作界面相似。
另一方面,T-7A“红鹰”教练机计划为(wèi)飞行员提供一套先进的(de)训练(xùnliàn)方案。除飞机本身外,美国同波音公司、萨博公司签订的合同(hétóng)中还包含了地面训练模拟器和相关支持设备,学员可以在模拟座舱里,运用模拟雷达和武器系统,熟悉战斗机操作界面;地面训练模拟器可以与实机(shíjī)实时(shíshí)连接,创建一个“虚实结合”的训练编组,老飞行员空中带飞,新(xīn)飞行员在地面模拟,有利于新飞行员循序渐进地开展高难度课目训练。
2023年6月,T-7A“红鹰”教练机完成首飞。飞行过程中,试飞员不仅验证了飞机部分性能(xìngnéng),还展示了该型飞机的(de)安全性与敏捷性(mǐnjiéxìng),标志着该项目进入工程与制造开发阶段。
理想“丰满”难掩现实“骨感”,T-7A项目进展迟缓(chíhuǎn)
随着大国军事竞争从单纯(dānchún)装备对(duì)抗上升到能力体系对抗,美军认为,传统的(de)建模与仿真和基于模型的系统工程,无法有效应对作战环境动态变化、装备系统复杂度上升、成本超支和交付能力不足(bùzú)等一系列问题挑战。
2018年,美国开始实施数字(shùzì)工程生态系统,并(bìng)在T-7A“红鹰(hóngyīng)”教练机的设计制造过程中得以运用,实现从设计到制造的全流程革新。
一是基于模型的系统工程。T-7A“红鹰(hóngyīng)”教练机摒弃传统“图纸+实物验证”的设计模式,而是采用三维数字化模型驱动(qūdòng)开发,以缩短开发周期、降低测试成本、保证飞机(fēijī)质量。通过模型开发与测试,T-7A“红鹰”教练机实现与空军(kōngjūn)现役战机在结构部件组成、架构设计等(děng)方面高度相似,部分子系统可以使用现役战机维护基础设施,弹射座椅、发动机等可以快速(kuàisù)更换。
二是虚拟测试与数字(shùzì)孪生(luánshēng)。波音公司将数字孪生技术贯穿于T-7A“红鹰”教练机的(de)设计制造,使其能在虚拟环境(xūnǐhuánjìng)中完成部分测试工作。首飞前,开发人员对T-7A“红鹰”教练机的数字孪生体进行大量虚拟测试,覆盖多种复杂场景,进一步降低研发风险。
三是(sānshì)开放式任务系统架构。在设计T-7A“红鹰”教练机时,波音公司依托数字化(shùzìhuà)网络完成,工程师、飞机维护人员等可以(kěyǐ)在网络中参与开发,实时更新生产计划(jìhuà)、维护程序等内容,团队之间可以共享开发进度。
理想“丰满”难掩现实“骨感”。T-7A“红鹰”教练机的工程设计很先进,但(dàn)频频出现(chūxiàn)的问题,导致项目多次延迟。
2021年6月,T-7A“红鹰”高级教练机(jiàoliànjī)被(bèi)曝出零件短缺、机翼摇晃(yáohuàng)等方面研发问题,必须花费15个月时(shí)间(shíjiān)解决。2022年12月,美国有关部门(bùmén)表示,T-7A“红鹰”高级教练机在弹射座椅和相关飞行控制软件方面存在问题。有新闻报道称,T-7A“红鹰”教练机的弹射座椅问题与F-35早期服役版本非常相似——不同身高体重(shēngāotǐzhòng)的飞行员在逃生时,弹射座椅可能对其身体造成不同程度的伤害。此外,研发经费预算不足也导致研发进程迟缓。
T-7A“红鹰”教练机(jiàoliànjī)问题频频,交付时间一推再(zài)推,这将导致(dǎozhì)服役超过60年的T-38教练机还要继续使用,增加了事故发生风险概率。
多项技术问题需要(xūyào)解决,项目延迟不可避免
自2018年(nián)波音公司以“数字工程革命”赢得T-7A项目竞标以来,该项目已多次延期,量产交付延迟至2026年,形成初始作战能力从原定的2024年推迟至2027年,不仅暴露出(bàolùchū)高端装备研发的复杂性,也凸显出技术理想(lǐxiǎng)与工程现实之间的巨大(jùdà)落差。
目前,T-7A项目的(de)技术瓶颈之一是弹射(tánshè)座椅(zuòyǐ)系统。美国空军给出的指标是弹射座椅对飞行员的体重(tǐzhòng)适配范围要扩大到46.7至111.1千克,而此前弹射座椅的适配范围在63.5至95.7千克。多次测试数据(cèshìshùjù)显示(xiǎnshì),这款弹射座椅系统存在重大安全风险,飞行员可能会面临脑震荡、承受超出(chāochū)生理极限的飞行加速度、在高速飞行情况下面罩脱落等方面问题,对于体重较轻的女飞行员而言风险更大。在飞行时速较低时,座椅的弹射同样存在可靠性问题。这样的飞行速度(fēixíngsùdù)在飞机(fēijī)起飞和降落时很(hěn)常见,而起飞和降落恰好又是最容易发生飞行事故的环节。据今年2月美国发布(fābù)的一份报告显示:T-7A“红鹰”教练机的紧急逃生系统不符合空军适航性认证的最低安全要求,目前适航性验收结果标定为高风险。
事实上(shìshíshàng),弹射座椅自(zì)立项之初就被认为有潜在问题。2021年,美国政府问责局在武器系统年度评估中将(zhōngjiàng)其列为该项目重要风险之一,并在次年的报告中将弹射座椅列为顶级项目风险。
T-7A“红鹰”教练机的机载氧气(yǎngqì)生成系统同样存在性能缺陷。美国发布的一份报告指出:“综合测试(cèshì)团队将在未来的初始运行测试和评估期间,继续收集(shōují)机载氧气生成系统的测试数据。”这表明,目前(mùqián)该系统还未达到设计要求。
除技术(jìshù)层面问题外,成本(chéngběn)上升、跨国合作困难、全球化供应链不稳定等(děng)因(yīn)素也影响着T-7A项目推进。目前,波音公司因项目延误,累计亏损超过13亿美元,而美军为T-38机队延寿(yánshòu)支出7.5亿美元,几乎抵消了T-7A“红鹰”教练机较低报价带来的采购成本优势,更凸显“低价竞标”策略的失效。
面对困局,美军与(yǔ)波音公司正在(zhèngzài)开展战略调整与技术修正。根据之前发布的调整计划,波音公司将于今年交付(jiāofù)4架测试型飞机,将测试机队的规模从5架提升到9架,加快推进气动、飞控、弹射等相关课目(kèmù)验证工作。美军表示,将为这些工作采取(cǎiqǔ)额外激励措施,优先保障T-7A项目的后续投入。
从目前看,T-7A项目风险管控(guǎnkòng)不当,多项(duōxiàng)技术问题需要解决,时间和资金成本也在逐步(zhúbù)累积。T-7A项目能否按照最新修订的计划投入量产、形成初始作战能力(nénglì),真正担负起美军新一代高级教练机的重任,还要拭目以待。
(来源:中国(zhōngguó)军网-解放军报)



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