T-7A量產節點再推后,美軍不得不“加錢”提升性能
軍工資源網 2025年01月24日根據《防務要聞》等媒體報道,近日美國新一代先進教練機T-7A“紅鷹”項目計劃又進行了一次調整,其投入量產的時間節點再度推遲一年,從原本的2025年調整到了2026年。另一方面,T-7A形成初始作戰能力的節點則相較于上一次延誤后公布的時間(2028年第二季度)有所提前,重新恢復到早期規劃的2027年。
此次調整中有兩點值得關注:首先,2025年波音將交付4架測試用飛機,將測試機隊的規模從5架提升到9架。其次,除了未公布詳情的“2018年合同范圍外的緊急問題”外,T-7A的部分性能指標和設計也將被修改,并可能涉及航程拓展。美軍表示將為這部分工作提供“額外的激勵措施”,但目前不清楚具體的金額和財務機制。
自2018年波音/薩博團隊贏得這一合同后,T-7A教練機的發展一直不太順利。在初始作戰能力的時間節點規劃方面,至少經歷了4次延誤——從簽訂合同初的2024年一直推遲到2028年。在量產機的采購規劃上,美軍原計劃2024—2025年采購35架,2024年起又先后調整為2025年采購14架或7架,直至現在的0架。
洛克希德·馬丁公司主導、美韓聯合研發的TF-50教練機方案性能更為出色,且具備完整的超聲速飛行作戰能力,并且已經銷往多個國家,獲得了來自客戶的認可。但其最終在美軍教練機的競標中落敗于波音。除了TF-50報價較高外,也有美軍有意扶持波音,想避免洛馬在戰術飛機領域一家獨大的因素。
近些年來,波音在包括KC-46等多個軍用飛機項目中,都采用了相當激進的價格競爭策略,核心思路是以項目前期不盈利甚至忍受一定程度的虧損為代價,通過顯著低于對手的報價獲得競爭優勢,最終在大規模持續采購的中后期交付和支持服務中實現盈利。
但事實證明,這種近乎惡性競爭的做法效果并不好,KC-46和T-7A項目都出現了嚴重的虧損。T-7A項目合同的初期總金額為92億美元,包括351架T-7A飛機和46臺模擬器等地面設備。而目前T-7A上的延誤和設計修改,已使波音虧損超過13億美元。
按照美國政府問責局(GAO)最近公開的數據,由于T-7A的延誤,美軍需要支出7.5億美金用于T-38機群的延壽。這已經很大程度上抵消了T-7A較低報價帶來的采購成本優勢,這也是美軍愿意給波音額外加錢來推動T-7A項目加速的關鍵原因。
從美國空軍和GAO披露的一些信息來看,波音激進的報價策略所隱藏的問題已經顯現出來。尤其是,為了證明報價本身的合理性,波音通常會選擇性高估新技術、新設計帶來的成本控制收益,與此同時刻意低估設計、制造和測試工作中不確定性因素和事件的發生概率和成本。
例如,美國空軍部長弗蘭克·肯德爾曾在2023年表示,T-7A成本控制的核心技術體系,也就是被稱為“數字工程”的新一代數字化計算機設計系統,“盡管宣稱能節約大概20%的時間和金錢,但其收益被顯著夸大了,它并不是一項能夠從根本上縮短開發時間和降低成本的革命性方法”。
根據波音的宣傳,“數字工程”能通過使用更先進的計算機建模和仿真、虛擬現實和增強現實等技術,讓設計團隊無需構建物理原型,即可快速繪制硬件藍圖,并審查各種配置在現實世界中的工作方式。波音較早時期曾表示,使用該系統,T-7A項目的開發時間能夠縮短50%,裝配時間縮短80%。
GAO也曾指出波音在節點規劃上的問題:“針對測試飛行時間表,承包商沒有考慮到剩余項目開發任務期間的任何延誤,并且不考慮任何測試失敗后的重新測試需求……幾乎沒有給失敗的測試、計劃外的軟件構建、潛在的救生系統重新設計或其他意外事件留有余地。”
T-7A到2023年中期只完成了42%的試飛任務,而且出現了必須用其他測試機上的零部件設備來保障單架測試機進行測試飛行的情況。顯而易見的是,美軍之所以對T-7A項目進行新一輪規劃調整,主要目的之一就是降低現階段不確定性因素帶來的風險:首先推動波音優先建造更多的測試樣機投入飛行測試,加快后續科目的試飛進度,彌補由于氣動/飛控設計和救生設計缺陷引發的節點延誤;同時,推遲飛機的設計凍結和批量化生產,以避免量產飛機在服役后又出現要返廠改進的情況。
在具體的技術問題上,導致T-7A延誤的問題主要來自兩個方面。
第一個問題是T-7A在大迎角姿態下穩定性不佳。
在超過25°迎角以后,T-7A會出現預期外的不受控機翼滾轉。對此,波音態度較為樂觀,但GAO認為,這至少需要飛控系統經歷5—6輪的迭代修改,難以在短時間內完成。
GAO公開的T-7A大迎角飛行缺陷示意圖。
這個缺陷其實有些出人意料:T-7A的氣動設計沿襲自F/A-18家族,是典型的第三代傳統氣動布局設計,不涉及多渦流發生器耦合、氣動隱身一體化等復雜設計,對于當代航空強國來說已經不能算是高難度項目——而且它還是最大馬赫數僅有0.975的亞聲速飛機。
F-18大迎角研究飛機。
特別是F/A-18長期充當NASA的大迎角試驗飛行測試平臺,相關氣動特性已經被研究得非常透徹。因此T-7A出現這一問題,確實令人意外。
第二個問題是T-7A的救生安全性一直沒有達到標準。
從公開信息看,這方面的問題成因更為復雜;部分與使用需求大幅變化帶來的嚴苛設計挑戰相關,部分與T-7A初始設計可能存在缺陷有關。
美軍要求新一代飛機必須能適應較大的飛行員體型差異,以允許身高、體重較小的人也能成為軍事飛行員,最小體重指標降低到了103磅(約46.7千克)。這使得T-7A在座椅彈射能量管理、彈射通道清理(拋/穿蓋)、開傘減速等一系列相關設計上都面臨更大的挑戰。
另一方面,T-7A的彈射通道清理設計在試飛中暴露了缺陷。T-7A采用了反應速度更快、成本和重量更低的穿蓋彈射;正常救生模式下,首先由座艙蓋內部的爆炸索起爆,使座艙蓋玻璃從骨架上分離、破碎并拋向艙外。測試發現T-7A爆破索爆炸形成的艙內超壓嚴重超出安全限制水平,導致飛行員腦震蕩的概率達到20%,是可接受標準的四倍。同時破碎后的大尺寸座艙蓋碎片不止一次附著在彈射座椅上,這很可能引發座椅空中姿態的失穩和翻滾——在高速彈射中這是致命的問題。
總而言之,從一般的型號設計規律來看,T-7A沒有遭遇到不可克服的技術難題,也大概率不存在導致基礎設計必須被推翻的關鍵缺陷。也就是說,波音有能力達成其宣稱的功能和性能指標,只是需要消耗多少時間和資金成本的問題——這恰恰是T-7A項目所面臨的最大困擾。盡管美軍對T-7A項目的節點進行了又一次調整,但該項目最終是否能夠如期完成,目前看來,可能還要打個問號。