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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》
    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”。
 
    对此产生的不良影响,编辑部向各位申报人员及广大读者,特此声明致歉。

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