空军的秘密下一代空中优势演示机不是你想的那样

就像空战的未来一般,人们对秘密技术演示机和它所属的项目有很多误解。

通过 泰勒Rogoway | 更新 2020年11月27日下午6:25
空军的秘密下一代空中优势演示机不是你想的那样
分享

媒体上有很多关于下一代空中优势(NGAD)演示机某种类型的已经被设计和飞行,即使该项目仍处于概念阶段。虽然这听起来令人兴奋,而且确实如此,但我认为,即使在消息最初传出的几天后,现实和流传的内容之间可能存在差距。最重要的是,这架新的“演示机”不太可能是一架“战斗机”,至少不像我们传统上定义的那样。

空军想要的电子飞机革命

让我们从这一切的来源开始。这一消息源于空军采办主管威尔·罗珀在空军协会主要年度研讨会上的讲话,今年的会议是虚拟的,这对他的演讲来说是非常重要的。在这篇文章中,他谈到将迎来一个新时代,新飞机和空战概念的快速设计和试验,包括它们的“制造”和“飞行测试”将主要发生在数字领域。

空军视频演示陈述如下关于波音和萨博的T-7红鹰Trainer在设计和建造中运用了这些概念:

“一个东西能在起飞前飞行数千小时,在任何金属被切割之前被布置和组装数百次吗?”一个东西的设计、建造和测试,不是由成千上万的人,而是由不到200人,使用领先的设计工具,在数字环境中,在全球范围内虚拟连接?它可以。这是。”

Roper最近也阐述了以下这一概念:

“这是流水线,人们在这里工作;做了什么功;工作的机器;的工具。所有数字建模这样你就可以优化它,”他说。“如果你能找到更好的替代品,你可以把昂贵的工具拿出来。你可以把一个需要多年培训的工匠的流程,改为要求较低的技能水平。”

使用这种激进的数字设计理念的武器系统被空军赋予了“e”前缀(例如T-7现在是eT-7),这是非常巧妙的噱头,而且在本质上很可能是短暂的,因为这些设计、测试和建造的概念被广泛采用。

这些都是打破传统武器开发和采购模式的更大努力的一部分,以便在与中国等国家(在某种程度上还有俄罗斯)进行同行竞争的时代保持竞争力。在他的演讲中,Roper继续指出,对于高端项目来说,事情已经超出了“e-Plane”数字领域,特别是关于正在进行的服务含糊不清的下一代制空权计划说明:

“NGAD现在正在设计、组装、测试,并在数字世界中探索那些需要花费我们时间和金钱来等待物理世界结果的东西……我们宣布的并不是我们刚刚造了一架电子飞机并在虚拟世界中飞行了很多次,我们已经做到了。但如果你认为我们不关心物理世界的结果,我们在乎。事实上,NGAD已经发展到目前为止,全尺寸的飞行演示机已经在现实世界中飞行了……这是一个全尺寸的飞行演示机……”

Roper没有给出任何关于“演示器”的其他主要细节,因为他只提到了它的存在,但他补充说:“我只能说,NGAD的测试飞行非常惊人……记录被打破了……”尽管缺乏细节,但这个隐喻性的炸弹已经被扔到了航空航天和国防媒体上。

威尔·罗珀(Will Roper)在过去的AFA会议上讲话。,美国空军

你可以在数字领域进行设计、构建和测试,达到一定程度的保真度,然后利用飞机大小的先进快速原型来有效地检查物理世界中的工作,然后在需要时快速重申这个过程,这听起来很棒。与此同时,我们很难不保持某种程度的怀疑,同时也质疑这个概念究竟有多新颖和革命性。

多年来,飞机和其他主要武器项目的成本和进度日益膨胀,在某些情况下需要数十年才能实现。因此,为了从财政上、时间上和战略上改变被视为不可持续的采购周期,其他一些吸引人的准创新出现了又消失。

最值得注意的是“并发”的概念,你在测试之前就把东西投入生产——另一个严重依赖数字设计和测试的想法——却不幸失败了多个领域在过去的二十年左右。空军推出的这个新的e系列时尚产品需要更多臭鼬工厂式的方法但它更重视事物的虚拟一面,并使用物理表现来表现那里发生的事情,主要是为了检查已经完成的数字建模。

这很有趣,但有些人会认为,考虑到今天的技术水平,以及将作战飞机或其他武器系统从纸面需求带到战场的传统模式明显不可持续,这只是一个自然的发展。这也是值得的注意到几十年来在美国,计算机辅助设计和模拟已经为飞行原型铺平了道路。这个新概念极大地加速了这一进程,并重新分配了对数字开发的重视,而不是对物理开发的重视。

即使这并不是你想要的完全尽管如此,空军将其视为一件大事,并积极将其定义为其主要武器开发和采购战略,这一事实有助于看到它实际上以成功的方式实施。它的流线型和稳定性是否足以实现罗珀的“数字世纪系列”梦想在美国,为了应对迅速变化的威胁方程,小批量飞机会在短时间内被抽出来。我们将拭目以待,但很明显,他非常兴奋地宣传它,他努力透露,至少在他看来,它已经成功地用于空军最尖端的项目。

说了这么多,让我们回到NGAD演示。

技术的示威者

我认为人们对“示威者”的看法有点不同。技术演示用于降低风险和验证各种技术,以便它们可以被整合到一个操作系统中。展示的技术可以包括传感器和通信系统、推进系统、空气动力学成型、低可见涂层、设计和生产方法等等。通常情况下,许多这样的方面都被整合到一个单独的演示器中,尽管无论如何这都不会使它成为最终产品的原型。

我们有分类技术演示的历史实例,例如有蓝色和默契蓝前者为F-117“夜鹰”铺平了道路,后者则是使B-2“精神”成为现实的关键。还有猛禽它影响了波音未来设计的许多方面,包括新的构造方法,甚至是视觉隐身。隐形黑鹰的前身最终被用来帮助杀死本拉登的武器也存在,而且的X-44这促成了rq - 170哨兵.还有很多很多人出生在非机密领域也一样。通常,这些演示程序是为有限的飞行时间而构建的,并实现高度特定的目标,在某些情况下,它们可能是一系列迭代的一部分,这些迭代随着时间的推移而不断改进。

诺斯罗普的“默契蓝”技术演示机是战场监视飞机实验(BSAX)项目的核心,并对B-2“精神”隐形轰炸机的设计产生了重大影响。,公共领域

正如你可以从上面的例子中看到的,没有一架飞机看起来完全像最终的产品,事实上,在大多数情况下恰恰相反。但它们在弥合技术鸿沟和证明推进其中一些技术的风险是值得的方面都是绝对必要的。

事实上有几十个高度机密的航空航天项目正在进行51区还有其他一些秘密地点。有些不涉及完全的幺正测试的文章或者飞行的示威者,有些人这样做。

对于少数被解密的文件来说,有很多,许多还有更多我们永远不会知道的,其中一些被埋在新郎湖附近的无名坟墓里或者储存起来供浏览特殊的少数人谁被允许访问。这确实是一个关于美国失落的航空航天史的故事,其中大部分可能永远不会被讲述。这是半个多世纪以来一直存在的现实臭鼬工厂登场了最初。

如果这种情况发生在几十年前,回到计算尺和金属结构主宰复合材料的时代,想象一下,在数字设计、模拟、现代制造、先进复合材料和快速原型的帮助下,我们可以多快地迭代测试文章和演示文件。其中一些制造方法就像飞机本身的形状一样,是严格保密的秘密。

事实上,整个验证机而且已经构建了测试件主要是为了更好地了解如何执行新型复合材料结构和利用先进的计算机辅助设计和快速原型方法的流线型制造。换句话说,使用这些新概念构建一个演示程序通常是演示程序目标的主要部分。

所有这些设计和组装飞机的新方法,特别是在制造所谓的飞机方面所取得的进展“从高压灭菌器中出来”大型复合材料结构,以及其他新的制造方法,使得生产独特的飞行器比几十年前更容易实现。

NGAD不是飞机

未来空战的性质将是高度合作,发挥先进性网络和相互交织的家庭不同型号的飞机一起完成战术目标。它将是关于新的全任务/全传感器超级战斗机。因此,这种关于空战的新思维方式已经找到了一种肥沃的媒介,即迅速部署的演示文稿和测试文章,用于证明其背后的概念和技术,这是唯一合乎逻辑的,如果不是必要的。更令人不安和惊讶的是,如果没有与ngad相关的演示飞机飞行,或者至少没有演示飞机展示背后的一些技术,那将是一个完整的演示飞机新型空战系统家族与之相关。

至少在我们今天的理解中,战士的死亡是关键。花费数年时间设计建立一个“YF”原型一种精致的新型战术喷气式飞机,然后在原型机首次飞行多年后投入生产,如果它甚至走了那么远中国正在成为美国未来夺取空中优势的主要敌人。正是这种失败的内部过程,NGAD和“e-Plane”计划的目标是尽可能多地征服敌人的战斗机或防空网络。

因此,NGAD不太可能像许多人所推断的那样是一个“新战士”。相反,它将是一个由平台和底层共享技术组成的系统,它们将无缝地协同工作,打破敌人的决策周期,主导未来的空战。

它是否包括一种载人、无尾、超级巡航、载荷相对较大的远程战术喷气式飞机?对于我们中少数乞求这架飞机多年的人来说,从表面上看,这将是令人兴奋的。是的,像这样的东西可能会起作用一个但残酷的事实是,其能力已经发生了变化,它将只是一个更大、更多样化的生态系统中的一个节点这将主要是无人驾驶的.再说一次,就是这样如果这样的飞机最终会成为NGAD的一部分,这在这一点上似乎值得怀疑。

近年来,一种无尾、快速、远程和非常隐形的载人穿透机作为一种新的“战斗机”被谈论,特别是在穿透反空计划和其他现已失效的计划下。现实情况是,这种飞机可能是一个更大的平台家族的一部分,但无人技术和不那么“精致”,但更多样化和丰富的平台,具有分布式能力,很可能主导未来的空战。,洛克希德·马丁公司

所以,看到我们谈论的是一个网络平台的生态系统,它将共享模块化传感器和公共通信架构,而不是一种新的超级战斗机,我们应该期待现在比以往任何时候都有更多的演示和测试文章。即使是在NGAD项目之前就已经存在的,也有可能重新启用,以支持项目的各个方面的测试。据我所知,这种类型的“回收”一点也不罕见。

话虽如此,一种更成熟的无尾、超级巡航、远程准“战斗机”(只是名义上的,就像这架B-21是“轰炸机”会飞吗?是的,这是可能的。但它不太可能像许多人所说的那样是一个原型,其他测试文章或演示文稿将支持该计划的其他方面。

或者,也许一架像许多人盲目地投射到NGAD上的大型无尾载人喷气式飞机已经存在,只是被重复使用来支持NGAD的目标,但我们没有证据证明这一点。甚至B-21计划的一部分和其他现有的秘密计划也可以降低NGAD的风险,既可以被动地移植经过验证的技术,也可以积极地为该计划重新利用。

X-47B机身正在测试。,诺斯罗普·格鲁曼公司

因此,这不仅是可能的,而且很可能NGAD演示器与大多数人似乎期望的非常不同。事实上,与之相关的整个“战士”概念可能更多的是误导而不是现实。“演示机”实际上可能是一整套快速原型化和已经开发的系统,其网络和指挥控制架构、共享传感器和武器远比机身本身更受关注。

最重要的是,可以肯定的是,今天有大量这种类型的快速原型和飞行测试在阴影中进行,远远超出了NGAD计划的范围。这些计划的秘密性质意味着人们看不到它们,所以一切看起来都很新鲜。

甚至伐木试验台飞机传统上会支持与它们的前辈相比,这些新的快速发展的“系统中的系统”程序可能修改较少,开发成本也更低。测试功能可以分散在多个不那么精心修改的测试平台上,这些平台可以为多个项目执行各种其他任务,而不是将整个战术飞机的系统塞到一架替代客机或公务机中。这将加速测试过程,并使配置更改变得不那么麻烦。

通过在不同的测试飞机上测试不同的航空电子设备,无论是在飞行测试件上还是在测试台上,然后将它们结合在飞行演示机上,或飞行演示机上,以测试不同的配置,一个更加灵活和精简的模型就出现了。此外,如前所述,与NGAD项目相关的任何新机身系列极有可能共享传感器和通信系统,因此与过去完全是关于开发一种新型飞机相比,将它们集成在一架飞机上在某些方面会适得其反全是作战飞机。

F-35航空电子设备的CATB试验台。,美国空军

事实上,未来空战体系结构的一些组件可能只是飞行传感器节点,或者根本不携带传感器。相反,他们将依靠网络将分布式功能捆绑在一起,远程提供更丰富的信息集。在过去,这些信息在本质上是比较有限和不可靠的,因为它们是由少数高价值平台有机地提供的。这种新方法允许更具弹性、模块化和成本效益的作战部队,其中每架战术飞机都不需要一直安装全套传感器。您可以阅读更多关于迁移到分布式航空传感器网络这是我们的过去

别无选择,只能改变

使用快速迭代的测试项目来定义需求,然后转移到更复杂的技术演示系列,这是由我们这个时代的战略问题以及尖端的制造和设计能力所决定的。的f - 35的传奇教大家即使通过并发跳过主要步骤,旧的做事方式也是一个失败的命题。当该系统投入使用时,它已经与存在的威胁的现实不匹配,并且已经花费了太多的机会成本,认为它是值得投资的。此外,把一切都押在一种或两种战斗机设计上,在半个世纪或更长时间内获得空中优势,现在已经成为一个几乎可笑的前提。

所以,采用类似臭鼬工厂的模型这一切都是为了尽快获得原型机/演示机,因为这种新系列飞机的发展似乎为空军提供了一条潜在的新道路。它本身并非没有风险,但它可能打破美国军方对传统作战飞机开发和采购结构的严重依赖。

诺斯罗普·格鲁曼公司

问题是,这些想法现在正在成为主流,但五年前我把它们都列了出来,而且更详细过去的细节我的。技术已经作为这里的限制因素,它绝大多数是空军内外的文化、政治和商业因素。因此,如果有什么不同的话,威尔·罗珀和空军高层应该受到赞扬,因为他们致力于在一个很少有人成功实现类似突破的领域进行革命。然而,现实情况是,美国对其他国家的空中优势的可持续性已经变得如此可怕,以至于真的没有选择。它实际上已经成为改变或死亡的因素。

所以,底线是双重的。首先,未来的战斗空军将会是这样的大大不同于过去几十年的样子。因此,我们很可能进入了战斗机在空战领域称霸的时代的暮年。

第二,也是最重要的,如果美国空军不是测试其最佳的未来空战预感和复杂的技术生态系统的不同方面,这些技术将通过飞行演示来支持其对未来空中优势的设计高度令人不安的。

但得到我们应该知道的确认仍然很好。

联系作者:Tyler@thedrive.com

条纹
Baidu