【行业观察】英国“暴风雨”战机计划拥抱“数字革命”

导读英国及其合作伙伴宣布开发名为“暴风雨”的第六代喷气式战斗机3年后,其技术在不断成熟,该项目计划采用数字工程概念以缩短其研发时间。

英国、瑞典和意大利空军及其各自的主要承包商BAE Systems、SAAB和莱昂纳多正在开发“暴风雨”,在英国也称为未来空中战斗系统或FCAS。

最近,日本以有限的身份加入了该计划。

虽然该计划始于2015年,但直到3年后,“暴风雨”计划才在范堡罗国际航展上曝光。它的概念要求该平台要么是有人驾驶的,要么是无人驾驶的,并且能够控制“成群”的小型无人机。

英国皇家空军未来作战空中项目主任空军准将乔尼·莫顿表示,该项目仍处于概念和开发阶段。

“这个阶段的目的是查看进展,进行评估,然后我们的英国政府、意大利、瑞典,可能还有日本,在2025年末到达一个里程碑,这是我们可以提供的时间表。”

他补充说,各国政府随后将决定如何进行。

与此同时,英国皇家空军快速能力办公室负责人空军准将杰斯·福尔摩斯(Jez Holmes)表示,约有2,000名工人已经在大约300家公司或机构从事开发工作。

Collins Aerospace、罗罗公司和MBDA是参与该项目的其他主要承包商。

福尔摩斯表示:“我们取得了巨大的进步,从英国的角度来看,确保我们再次建立工业核心设计能力非常重要。”

该计划采用数字工程,包括数字孪生等概念以及增材制造,以大幅减少构思、开发和生产新一代喷气式战斗机所需的时间。

莫顿表示,这个加速的时间表是该计划的主要重点之一。“其中一个目标是打破40年的周期,在这个周期中,某物被构思、开发和建造,在20年后,开始思考接下来会发生什么,然后想知道,我的工业专业知识去哪儿了?”

他补充说,“暴风雨”计划的目标是10到15年的开发周期,并在2035年之前试飞第一架飞机。

该计划采用数字工程概念,前美国空军采购主管威尔罗珀在他离开政府服务之前所支持。在会议的小组讨论中,罗珀的名字和概念被多次提及。

莫顿承认,罗珀现在已成为咨询公司Pallas Advisors的高级顾问,也是该计划的顾问。

“威尔-罗珀作为该计划的顾问参与了非常重要的工作......挑战我们并向我们提出具有挑战性的问题,并让我们向他询问他的经历,”莫顿说。

该小组的公司官员表示,“数字工程革命”不仅有助于大幅缩短“暴风雨”战机的开发时间表,还将有助于解决困扰过去项目的需求难题。

摩顿谈到这一新开发理念要在暴风雨上进行“证明”,过去喷气式战斗机项目的问题在于其长达数十年的开发时间表。过早设定要求并将其固化会导致飞机在最终投入使用时已经过时。

“主权”和“自由”是行业和政府官员经常重复的两个流行词。

与F-35联合攻击战斗机计划不同,虽然后者也开始作为一项国际计划进行开发,但在英国的领导下,伙伴国家可以随意修改和升级飞机。

摩顿说,“行动自由、修改自由和主权控制”对新的潜在合作伙伴具有吸引力。

日本就是这样一个新的潜在合作伙伴。虽然该国尚未正式成为合作伙伴,但在DSEI展览中,日本国旗与瑞典、意大利和英国的皇家空军在“暴风雨”战机项目的展览处一起飘扬。

摩顿说,日本目前正在为该计划进行发动机研究。他补充说,这将是一个很好的合作伙伴,因为它正在开发自己的第6代喷气式战斗机,其时间表与2035年相同,并且在类似的威胁环境下运行。

BAE Systems公司的FCAS项目主管迈克尔·克里斯蒂 (Michael Christie) 表示欢迎日本成为合作伙伴,因为日本拥有深厚的工业能力。

“暴风雨计划需要敏捷性和灵活性来增加新的合作伙伴,”他说。“系统会发生变化,风险会发生变化,要求也会发生变化。我们不会分割该计划并按照我们在以前的计划中所做的方式进行。我们将像一个单一的项目一样行事,由一个企业提供动力,然后再次像一个单一的项目一样行事。”

英国是美国F-35战机计划的一级国际合作伙伴之一,贡献了其开发成本的10%,尽管没有一位发言者提到它的名字。

克里斯蒂表示:“我们的目标是创造一个每个人都能从中受益的东西,我相信这是一个非常不同的合作目标与过去几十年的其他一些合作项目相比。如果我们都表现得像三个组织一样关注我们自己的价值观和议程,我们就不会实现这一目标。我们必须制定一个单一的议程。不要表现得像股东。”

福尔摩斯说:“随着我们从意大利、瑞典和日本引进合作伙伴,我们只会变得更强大。”

各种子系统和概念工作仍在继续。

罗罗公司未来项目的首席工程师康拉德-班克斯表示,目前的概念是让“暴风雨”战机拥有混合动力发动机。

他说,现在该公司有500名工程师参与该计划。

“我们正在将航空发动机和电气系统作为一个综合电力系统。”他说,并将这个概念描述为“飞行中的发电站”。

它产生的电力是欧洲战斗机“台风”的10倍,这是另一架由国际财团开发的飞机。

他说,这种电能可用于传感器、航空电子设备和定向能武器。“我们不会拒绝航空发动机,我们正在拥抱带有电气系统的航空发动机。”他补充道。

集成的发电系统将控制喷气燃料和电力系统之间复杂的交换。它与混合动力汽车没有什么不同,在混合动力汽车中,驾驶员提前输入他们的旅行计划,以便计算机可以计算出他们何时需要在高速公路等地方进行额外加速。

“我们有一个智能电源管理器——正在通过暴风雪战机计划开发——它决定电能是从航空发动机到给电池充电,反之亦然。”班克斯说。

计算机算法中的人工智能将学习使用能源管理的最佳方式。

它“学习了将动力从一个线轴转移到另一个线轴,从发动机线轴到电池,从电池到发动机的最有效方式。”他说。

与此同时,莱昂纳多与总部位于英国的供应商2 Excel Aviation签订合同,为一架波音757-200客机提供装备,作为“暴风雪”计划的试验台。

据新闻稿称,这架名为“Excalibur”的试飞飞机将用于执行传感器融合、自主操作、通信,并为主要通过数字工程开发的飞机提供“真实世界”平台。

它说,“飞行实验室”是为该计划的后期设想的。

福尔摩斯说,对飞机进行真实世界的测试至关重要。

“当我们查看传感器时,重要的是我们在具有代表性的环境中测试它们。它们通常会在测试台和实验室中完美运行,但是当您将它们置于真实环境中时——那种杂乱无章的真实'电子战’环境——更具挑战性。”

一位观众向福尔摩斯询问了暴风雨战机可能为实现隐身而做出的牺牲。是否有比“台风”更高的飞机性能的驱动力,还是会为了隐身而牺牲一些性能,这就是F-35战机的情况?

他说,信息将是未来战争胜负的关键。

“所以我们的重点绝对是确保我们获得正确的传感器和信息架构。如有必要,我们可能会为此更改其他功能,”他说,并补充说他不想在公开场合详细说明。

“但我们确实了解什么对我们很重要,”他说。

英国国防部未来空战司司长理查德·伯森表示:“英国和我们的国际合作伙伴正在加速推进一项非常有活力的计划。”

他说,“数字革命”可能会引起怀疑。

“任何带有'革命’这个词的东西,你都应该怀疑和怀疑——它们是否意味着新的东西,而不仅仅是像往常一样。但我真诚地相信,在许多不同的层面上,我们都有一些革命性的东西,”他说。

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