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【航空财经专栏】联合研制军机项目费用效益分析

原标题:【航空财经专栏】联合研制军机项目费用效益分析

过去50年以来,美国国防部在军用飞机研制中始终试图推进联合研制策略(或一机多型),启动了多个联合飞机研制项目,希望可以通过减少研制阶段的重复工作,实现采购与使用阶段的规模优势,从而降低飞机的全寿命周期成本。

但美国兰德公司在最近的一份报告称,过去的联合飞机研制项目没有降低整体的全寿命周期成本。与单军种飞机项目相比,联合飞机采购、使用与保障阶段的成本节约的最大理论比例过低,无法抵消项目研制阶段的平均成本上涨。以时间最近的也是耗资最大的F-35联合攻击战斗机项目为例,就平均水平而言,该项目比单军种飞机项目出现了采办成本的大幅上涨,兰德公司认为,在一个通用飞机设计中综合考虑不同军种的需求会导致项目复杂性的增加和技术风险的增大,从而造成项目超支。同时,开展联合飞机研制项目也可能增加作战和战略风险。

那么,F-35项目与单军种研制项目相比,是否真正节省了全寿命周期成本呢?一机多型的研制策略是否是造成战斗机全寿命周期成本上涨的主要原因?F-35项目成本不断上涨的真正原因是什么?本文将一探究竟。

一、联合研制项目在研制费上是有所节约的

评估联合军机研制项目在成本上是否节省,主要涉及两个问题:(1)联合军机研制项目的采办成本(研制+采购)上涨比例是否高于平均水平;(2)如果高于平均水平,联合军机研制项目在整体的全寿命周期成本上是否比单军种研制项目有所降低。

兰德公司在分析上述两个问题时,考虑到对比数据的完整性,在选取单军种研制项目时不仅限于战斗机项目,而是扩展到各种类型的军机项目。选取F-35战斗机项目、JPATS联合初级教练机系统(T-6A)、JSTARS联合监视目标攻击雷达系统(E-8)和V-22“鱼鹰”倾转旋翼机等四个历史上的多兵种联合研制项目,选取C-17运输机、F/A-18E/F舰载战斗机、F-22战斗机和T-45 教练机等四个历史上的单军种研制项目。成本数据的币值统一到2002年不变币值。

兰德公司首先分析了上述8个项目自工程研制开始后5至9年时的采办成本数据(研制+采购),如图1所示。从中可以看出,在进入工程研制阶段的5至9年期间,联合研制项目采办成本的上涨比例要比单军种研制项目高,基本高出30%~44%之间。其中,数据最为完整的第9年时,联合研制项目采办成本的增长比例为65%,而单军种研制项目采办成本的增长比例为24%,联合研制项目要高出41%,这说明联合军机研制项目的项目成本上涨比例是高于平均水平的。

二、联合研制项目在成本上是有所节省的

兰德的另一个结论是,F-35战斗机联合研制,其采购成本却会比单独研制的情况高,但这一点是有很大问题的。因为直到现在,F-35的平均采购单价也仅上涨45%。但是兰德所用的F-22的采购成本上涨比例却只有24%,这个数字是不正常的。因为F-22从工程研制开始到2005年左右,其平均采购单价上涨了108%之多,远远高于F-35的涨价幅度。而且,F-22项目也被美国国会限定了项目资金上限。

对F-22项目来说,研发、采购成本的上涨使得美国空军不得不减少采购数量,以满足金额低于国会要求的上限。其结果就是,F-22的采购数量从750架的计划削减到了187架(含8架科研样机改装为批产状态)。靠着这种手段,F-22项目的整体费用才没有大幅超支,采购成本和全寿命周期成本也达到了美国国会的要求。但是,实际上每架F-22的采购单价的上涨幅度是F-35的两倍还多。如果按照兰德的思路,以F-22的项目情况估计F-35单独研制的后果,则F-35联合采购依然是大幅省钱的。

兰德是怎么获得的24%这个神奇的数据的呢?原来,兰德把C-17、F/A-18E/F、F-22、T-45等四个单兵种研制的项目的单价上涨情况做了平均,所以F-22那个堪称史上最差的108%的单价上涨幅度,就被“平均”掉了。而且,兰德非常巧妙地选择了C-17、F/A-18E/F等表现非常好的项目(F/A-18E/F项目甚至出现了经费节约),而没有使用F-14、F-16等采购价格上涨比例比F-35还高的项目,有故意选择数据之嫌。实际上,F-14、F-22、台风等战斗机的研发、采购单价上涨幅度均高于F-35,而这些项目都不是一机多型的。如此看来,一机多型并不是一个联合研制项目成本上涨和进度拖延的主要原因。

三、一机多型并不是联合项目成本增长的主要原因

关于军用飞机项目延期、涨价的最根本原因,兰德公司在2005年发布的《Lessons Learned from the F/A–22 andF/A–18E/F Development Programs》报告中的总结是:F-22追求“革命性”(revolutionary)的技术突破,高风险导致了进度和资金上的不佳表现;而F/A-18E/F仅追求“有进步”(evolutionary)的技术,低风险导使得进度和经费上表现良好。

回顾近几十年来的各个军机项目,技术上的革命性突破和经费、进度上的优良表现几乎是不可兼得的。美国国防领域很多人认为F-111项目的一机多型是其项目表现不好的主要原因,并以此为理由批评多军种联合研制的方式。实际上,在此之前,F-4战斗机已经完成了一机装备三个军种的壮举,并且取得了巨大的成功。F-111项目之所以失败,除了海军的实际需求和空军根本就不相同以外,最主要的原因是技术上的不成熟。低空地形追踪雷达、变后掠翼、涡扇发动机、加力燃烧室等技术,都是在F-111上开始首次使用的。变后掠翼导致严重超重,较高的极速要求导致进气道设计极端复杂、多次重新设计,这都是技术不成熟的后果。

美国海军在退出F-111计划后,格鲁曼公司以F-111B的技术为基础,研发了F-14战斗机,使用了相似的变后掠翼技术以及F-111配装的AWG-9火控雷达系统、TF30发动机和“不死鸟”导弹。但是,即便如此,F-14依然成为了美国所有三代机中研发成本上涨最多的项目。其采购单价也从1973年的1000万美元大涨到了1983年的4500万美元。F-14显然不是一机多型、多军种共用的项目,技术的不成熟才是其项目表现差的根本原因。

F-35项目也是类似的原因。美国国防部在2001年开始使用9级技术成熟度标准(TechnologyReadiness Level, TRL)对所有国防采购项目进行技术成熟度评估(TechnologyReadiness Assessment,TRA)。美国空军和政府问责办公室认为TRL 7等级(意味着系统原型需要在实际运行环境中通过验证)是一个技术转入工程研发的比较合适的成熟度,至少也应当达到TRL 5等级。而2001年F-35进入工程研制前夕,JSF项目的8大关键技术(航电、飞控、制造工艺、发动机、综保、武器系统等)只有两个达到了TRL 6,三个达到TRL 5,还有三个甚至低于TRL 5,只有TRL 4。但美国国防部却坚持在2001年10月将F-35项目于转入工程研制与制造阶段。美国政府问责办公室在2005年向国会提交的报告显示,机载激光(ABL)、F-22、B-2 BMP等一系列项目都存在关键节点时TRL等级过低的情况,由此带来了经费增加和进度拖延。F-35项目的情况与这些项目其实是相似的,而并非很多人认为的是联合研制的特殊后果。

以F-35B为例,它采用了推力矢量发动机加升力风扇的垂直起飞方式,这样的好处就是升力风扇喷出的是普通空气,而不是发动机的高温燃气,就避免了以前垂直起降飞机存在的发动机吸入高温燃气,推力下降的问题,但是付出的代价就是内部结构复杂,特别是长长的传动轴,需要横贯整个机身,而隐身飞机为了提高飞机的隐身性能又要把弹药全部内装,因此需要在机身中设计弹舱,这样两者就出现了矛盾。洛·马公司采取的措施就是为F-35设计了左右两个弹舱,而不是F-22的中央大型弹舱,中间的空间用于容纳传动轴,虽然解决了问题,但是产生的问题却较大,首先增加了结构复杂程度,因为要设计两个弹舱,结构上肻定要比一个弹舱复杂,另外还降低了弹舱的空间,限制弹舱挂载较大的武器,还有就是增加了重量,因为每个弹舱都要有自己的机构执行机构、管线等,所以不可避免的增加了重量,同时结构复杂性还需要对相关部分进行加强,这些都要增加重量。而飞机重量的增加直接导致成本的上涨。

四、结束语

从本文的分析可以看出,联合军机研制项目在研制费和采购成本上是有所节约的,但由于过多的考虑了三军种通用性,造成使用成本比单兵种单独研制要高。同时,兰德公司得出的结论在方法论上是存在问题的,将估算的基数有选择性地作了平均(用C-17、F/A-18E/F这两个成本控制较好的项目平均掉F-22成本的暴涨程度),得出的分析结论自然经不起推敲。但可以肯定的是,造成联合研制项目成本增长的主要原因并不是一机多型,而是大量先进技术或不成熟技术的采用。如F-35这个三军种联合研制的为了迁就垂直起降型被迫采用左右弹仓导致超重,舰载型着舰钩影响隐身性能难以协调以及隐身对于机身附件、数据链的要求等大量新技术的采用是F-35成本增长的主要原因。然而,直到目前,美军并没有因为成本问题而削减该项目的采购数量,在获得先进武器或先进技术的过程中从来不计成本。返回搜狐,查看更多

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