零维护战机与美军构想

2014-07-01 00:00:00 作者：admin 来源：《腐蚀防护之友》分享至：

在低腐蚀环境或在高腐蚀环境（如海湾地区）飞行的战机其维护保养的成本也有很大不同。对环境腐蚀状况，特别是战区环境腐蚀状况的情报进行分析，也极为关键。

文/知止编译

现代战争中，空军力量所起到的作用越来越大。美国已经认识到，对作战飞机的维护保养问题必须提升到战略高度去考虑。尽管以前有一些措施来削减这些战机的运维成本，但这个成本每年依旧以4%的速率递增，这使得空军司令每年要为这个预算与美国相关负责人喋喋不休。

为了解决这个问题，美国国家研究委员会空军研究专委会（the Air Force Studies Board of the National Research Council）于2012年4月起草了一份“专家组意见书” （TOR），并组织相关产业和军事专家开了一个研讨会，这个研讨会是同年12月4～6日在华盛顿美国科学院大楼举办的。这标志着美国“零维护”战机已经提到实际日程上来了。

美国空军战机维护成本增加一部分是由于飞机部件老化需要更换，还有一部分是因为需要越来越高的成本来支撑不断提升的飞机性能，以及越来越复杂的系统，例如最新的情报、监测和侦查平台。此外，在未来可以预见的时间范围内，空军维护预算与实际费用之间的差距不是在缩小而是越来越大。所以越来越多的观察家认为，必须采用新的技术途径来解决这个问题。这就是零维护战机的初衷。

这次会议出台了一些建议性结论，其中一条是：由空军材料司令部司令官牵头，启动一个试点项目，与其他主要司令部合作，使用美国海军航空系统司令部（NAVAIR）的部队维护保障程序，以达成如下目标：

1. 把美国空军的武器系统维护（WSS）作为一个整体单位加以管理，削减跨部门障碍；

2. 定义一个基于用户需求的规范和相应的检验指标体系，使得整个维护系统更加可量度，指标系统更加准确；

3. 决定哪个人或部门最终对WSS成本负责；

4. 定义一个简单的、标准化的工具，用于系统维护业务的案例分析，对所有实际发生的维护成本进行“可视化”管理；

5. 建立一套机制，以增强整个空军运维成本使用的透明度。

应对腐蚀和疲劳断裂

美国空军战机平均服役时间为23年，这之中要面临严峻的腐蚀问题和疲劳断裂。对于旧型号飞机的维护，往往面临的以前部件不再生产、软件不再升级等问题。

显然，武器的整个生命周期管理要从设计和采购环节就着眼管理。设计中所选择的材料、紧固件等对未来飞机的维护保养有着重大影响，特别影响到维护中的置换、安装和拆卸成本。因此，专家们建议美国空军将设计、采购、维护保养等环节纳入一个整体去管理。

美国空军总部负责后勤保障的长官是Judith Fedder少将，他对整个美国空军的武器系统维护（WSS）负责。他认为武器生命周期内WSS的成本因素包括备件/耗材、人工、维护支持和维护机构开支。

整个WSS成本分配情况如下：维护设备采购占33%，外包后勤支持（CLS）占61%，技术性订单占1%，维护工程占5%。CLS成本是驱动整个WSS成本升高的关键，美军CLS成本每年增加7.9%，与之相比，WSS成本每年增加4.3%。

美国F-22战机的维护支持需求只相当于F-15的一半，这是如何发生的呢？Judith Fedder少将介绍说，F-22战机不需要传统的维修专家隐形维护，通过由OEM厂商提供的一种名为“mech-tech”的技术来完成的。这是未来战机发展的趋势。

在F-35战机上，这种设备更多，因此需要的维护工程师的数量就更少。这次研讨会上美国的专家认为，存在一种可能，在未来20年内，美军战机实现“零维护” 目标。当然，这意味更高的设计成本和采购成本。但零维护战机在战场上无疑有更好的作战性能。而在目前，美国空军65% 的整体拥有成本被运行和支持（O&S）所占据。

与商业飞行不同，空军飞机在运维上与航空公司有着截然不同的决断。在商业飞行中，一个通用指标是每小时的飞行成本，与之对应的是每小时飞行能赚多少钱。但空军考虑的因素更多。在商业飞行领域，一架飞机一年要飞行3000～4500小时，远远高于战机。这意味着，商业飞机运行有更多的维护和支持成本，而战机在非战时飞行时间不多，但同样面临设备老化和检修问题，如果能够做到零维护，那将节省大量开支。

美国空军作战司令部空降兵分部长官Brian Godfrey中校认为，战机维护中重要的成本驱动因素是结构性裂纹/腐蚀、机翼修理/置换、配线故障、隐形功能维护。

在低腐蚀环境或在高腐蚀环境（如海湾地区）飞行的战机其维护保养的成本也有很大不同。因此，Brian Godfrey中校表示，对环境腐蚀状况，特别是战区环境腐蚀状况的情报进行分析，也极为关键。因为这关系到要准备多少易腐蚀的备件问题。

普惠公司（P&W）军用引擎售后业务部总监Mark Buongiorno认为，飞机引擎的设计方式很大程度上决定了后期保养和维护需求。在一个产品或部件的整个生命周期中，他认为开发成本占11%，生产成本占23%，维护成本占66%。这种成本构成改变着飞机生命周期管理的观念。

成本驱动改变着设备或飞机的使用周期。例如战机，如果只是用五年，其维修站级保养的循环成本只占到总成本的30%；但若使用50年，则占到总成本的75%。普惠公司是著名的飞机发动机制造商，每年从美军那里获得数以亿计的订单。

以用户为核心

战机最终是要参与战斗的，换句话说要为前方的飞行员、指挥官服务的。这次会议也从“用户需求出发”讨论了设计、维护和保养问题。

一位专家认为战机最终要的三个指标是：（1）安全；（2）管理和操控简单；（3）各类数据可监测、可量化。

美国空军研究实验室（AFRL：The Air Force Research Laboratory）每年为空军投入的研发成本接近20亿美元。其中有相当一部分资金面向维护技术，重点方向包括保护飞机安全、提升飞机的高可用性、小件生命周期成本（LCC），以及未来的武器系统的维护等。

会议对外公开的资料并没有透露更多技术细节。但毫无疑问，零维护战机需要从设计、生产、材料选择、涂装、高性能高精度感应器、能源使用等诸多方面进行考虑，也需要与众多单位进行合作，例如飞机制造商、零配件制造商、发动机制造商进行紧密合作才行。

初步构想依旧是个构想，未来20年的第一架零维护战机何时能出来，让我们拭目以待。

更正

2014年第1期，总第18期，“2013年中国腐蚀与防护学会科技进步奖”，文章摘要中，“由北京科技大学申报的‘改性无溶剂环氧玻璃钢在油气管道外防腐防护的应用’”，更正为“由刘彦、王唐建、黄留群申报的‘改性无溶剂环氧玻璃钢在油气管道外防腐防护的应用’”；“五项大奖”更正为“七项大奖”。