JSF联合攻击战斗机发动机之争

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在美国重要飞机武器系统的动力装置采办策略方面采用过双源采办策略,即为一种飞机采办可互换的两种发动机。一般认为,采用这种策略一方面可以确保重要飞机武器系统在一种发动机出现重大故障时不致停飞,另一方面可以通过竞争迫使发动机承包商提高产品质量和降低成本。

双源采办策略在上世纪70年代末和80年代初首先在F-15和F-16飞机改型时采用。按照这种策略,普·惠公司的F100发动机与通用电气公司的F110发动机(F101的改型)逐年进行生产竞争,优者可获得大部分的生产合同,劣者则获得小部分的生产合同。这种策略一直延续至今。这次竞争被称为第一次发动机大战。

 

后来,在80年代中期,美国海军曾试图为F-18战斗机选择第二发动机供应商,让普·惠公司按通用电气公司的F404发动机的图纸生产发动机,后来因为总的采购量的减少、财政的压力和通用电气公司的有利报价而放弃。第二次发动机大战没有打响。

第三次发动机大战发生在联合攻击战斗机(JSF)的动力装置上。在JSF动力的竞争中,有普·惠公司的F119改型(后被编号为F135)和通用电气公司的F120改型(后被编号为F136)参与。1996年11月,洛克希德 ·马丁公司和波音公司的JSF方案验证机都选择F119改型机为动力。从此,后来称为F135的发动机就一直作为JSF的基本动力,按照研制程序先后进入价值为9亿美元的方案验证阶段和价值48亿美元的工程和制造研制(后称为系统发展和验证)阶段。至今,F135发动机已经在方案验证阶段进行了3600h的地面试验和xxxxxh 的飞行试验,在系统发展和验证阶段进行了超过5000h的地面试验,还未进行飞行试验。

1995年11月,JSF项目办公室授予通用电气公司/爱利逊先进发展公司(1995年为英国罗·罗公司收购)一项为期一年的0.07亿美元合同,作为替换发动机项目的第一阶段,为各家飞机承包商的JSF方案进行F110和YF120的改型部分初步设计。研究结果发现,只有YF120的改型能够满足飞机的要求并提供经济可承受的替换发动机。1996年11月,通用电气公司获得1.06亿美元的第二阶段初始发展合同,进行YF120作为JSF动力的改型初步设计、核心机和部件试验和关键设计评审。2000年7月,又获得4.4亿美元的预先系统发展和验证阶段合同,最终在2004年进行全尺寸发动机试验。2005年8月,国防部又授予通用电气公司/罗·罗公司24亿美元的系统发展和验证合同,计划到2008年首台整装发动机地面试车,2010年装在JSF上首次试飞,2012年投入使用。这时可以在第四批JSF上与普·惠公司的F135竞争,切入生产线。实施JSF替换发动机项目的目的是,保证JSF的经济性目标、降低研制风险、满足战备完好性要求,同时增强美国航空发动机工业的竞争力。在F136的研制中通用电气公司负责压气机、高压涡轮、加力燃烧室和控制系统和附件,占60%,罗罗公司负责风扇、燃烧室、低压涡轮和齿轮箱,占40%。

可是,在2005年底国防部提交国会审批的2007年国防预算提案中却建议取消JSF的替换发动机F136,这就在美国防务界掀起了一场轩然大波。
 

现将对这个提案的反方和正方意见分列于下:

反方

2006年1月,美国防务分析专家James Carafano称,"五角大楼关于取消F-35 JSF的两家发动机制造商之一的提案也许表明防务项目今后进入麻烦时代。他认为,上月末报道五角大楼削减F136项目的提案,将为总价值约2560亿美元的JSF项目节省17亿美元。这样的削减理由是错误的。"

同时,华盛顿的另一位防务分析专家Dan Goure说,"在4年一次的2005年防务评审中,政府部门找不到几个可以削减成本的项目。结果,像替换发动机这样的项目就可能遭殃。"他还攻击撤消第二家JSF发动机承包商为坏政策。他说,"从整体上看,国防工业和政府对每个项目(从弹药到驱逐舰)都要采用第二来源或替换来源,而在这个案例中我们恰巧倒退一步,把国家的所有鸡蛋(发动机)放在一个篮子里。"

洛克希德·马丁公司的一项声明说,"美国政府给于通用电气公司/罗·罗公司的系统发展和验证合同是有效的而且正在执行,它能提高项目长期的经济可承受性。"在回答经济可承受性问题时,该发言人说,首先,有两家承包商就有竞争,可以压低发动机的价格。第二,如果一种发动机出了问题,可以换用另一种发动机,不必让机队停飞。第三,保持发动机制造的竞争,可以促使各家公司提高发动机性能。

到了2月份,国会的议员们也纷纷表态反对国防部的提案。参议院武装部队委员会主席John Warner说,他在下几周将至少主持一次听证会,来研究JSF项目。他告诉记者,"只留下一家发动机制造商,这是一个需要仔细研究的决策。"他担心五角大楼为2000多架美国和盟国所用的JSF飞机只留一种发动机会承担太大的风险。发动机的问题可以使整个机队停飞,而如果混合使用两种发动机,就不会造成所有的JSF飞机停飞。

Warner还说,英国官员还对五角大楼在提出撤消替换发动机的提案之前是否经过充分商议表示关切。

2月13日,共和党议员Stephen Chabot和 Jean Schmidt在写给众议院武装部队委员会主席Duncan Hunter的信中说,"中止F136项目将结束竞争的好处,包括发动机的质量和有竞争力的价格。此外,因为取消双承包商合同,会迫使通用电气公司退出战斗机发动机业务,这样只留下一家承包商,从而排除满足国防部战斗机发动机需求的第二承包商。"

3月份在国会开始对该提案听证时,议员们和国防部的官员们开始了针锋相对的辩论。Warner在听证会上告诉国防部长拉姆斯菲尔德,他还担心撤消这个项目会对英国产生不好的影响,而英国是美国在伊拉克战争中的一个坚强的盟国。在参议院武装部队委员会的听证会上,参议员John McCain告诉海军的头头,如果军队只"在城里玩一局游戏",那么他们要冒风险的。尤其是在研制航空发动机方面,这是一件有风险的事情。"他还说,"它还将影响我们与英国的关系。他们感觉他们被蒙骗了。

5月22日,美国政府负责财务审计的政府责任办公室(GAO)向国会提供了一份研究报告,说"在支持撤消得决定时,政府官员们主要考虑发动机采购成本的前期节省。然而,他们没有考虑从为发动机寿命期内维修和使用提供支持进行竞争所能取得的长期节省。"

按照GAO的说法,国防部的官员在作出决定时没有进行新的全面的分析,而是根据在1998年和2002年进行项目选择研究。在2002年的研究中,采用的当时预计的替换发动机研制总成本为28亿美元。然而,根据对余下的研制成本的估计,GAO说,如果发动机"竞争"能使成本节省20%的话,那么赢亏平衡点应该在大约1700台发动机,而不是在2002年研究中预计的2500台发动机。

针对五角大楼的官员引用JSF基本发动机及其前身F-22A的发动机所取得的可喜进展,说明单一承包商也可以降低使用风险的说法,GAO指出,JSF的基本发动机只完成了4600h的地面试验,只是计划的一小部分,并且还没有试飞,而F-22的发动机也只完成了为系统成熟所需的试验时数的约10%,并且目前有些可靠性指标还没有达到,例如,项目要求在2002年达到初步使用时维修动作间隔时间为100h,而在2006年4月JSF的基本发动机的维修动作间隔时间只达到60h。

罗·罗公司北美防务公司总裁Dennis Jarvi在5月25日谈到保持F136发动机项目所能得好处时告诉记者说,"我们的看法是,当你从长远看,你不仅能够弥补(F136)的研制成本,而且,保守地估计在20~30年的寿命期内可以从别处节省50亿到100亿或120亿美元。"他又说,"历史证明,当保持两家发动机制造商时,发动机价格下降,发动机的质量提高,可靠性提高1~2倍。"

无独有偶。F135发动机偏偏在5月底的试验时发生了过热问题,涡轮转子温度超出要求值105.6℃。因而,参议院武装部队委员会主席John Warner继续强烈支持再一年进行两个发动机项目。Warner说,"到那个时时候,我们将首次试飞普·惠公司的发动机,而且,我认为那是一个重要的里程碑,因为那时(今年年底)我们将开始再次评审我们是否将F136这个联合项目继续进行下去。"

可是,F136也发生了因为滑油泵漏油导致发动机失速的故障。

正方

海军部长Donald Winter在试图说服议员时说,只采用普·惠公司的发动机是一种合理的风险。他说,"一般都是这么认为的。"

空军部长Wynne在回答议员提问如何保证竞争的损失能够由效率的提高来补偿时说,在F16飞机上的普·惠公司F100和通用电气公司F110发动机早就有问题,这些问题即使有替换发动机也可能导致机队停飞。他还说,"我们在F-22的F119发动机上没有那种问题,F135是从F119发动机派生出来的,而F119在研制中就没有发生过什么问题。因此,这种争论成为一种经济学的争论。"他还告诉议员们,"这是一件非常棘手的事,因为它关系到工业基础。它涉及到长远的可靠性和统计学,它还涉及到经济学。而且经济学的结果要到今后某个时候才能知晓。但是,这是一种在近期开销和远期开销之间的平衡。"

国防部长拉姆斯菲尔德在回答Warner的提问时反驳说,取消项目可以节省18亿美元,而且罗·罗公司仍可以帮助研制留下的JSF 基本发动机F135发动机(指升力风扇--编者)。

针对GAO的报告,美国国防部做出了强烈的回应。

国防部的官员说,"GAO没有考虑以下事实:替换发动机如果是一项创新设计的话,它有自己的发展问题;在维修、备件和培训方面并不存在竞争,因为尽管它们有同样的飞机/发动机界面但还是不同的设计;以及从会在使用寿命期内降低单件生产成本的规模经济和生产经验方面看并没有优势。"并进一步说,该报告"在一些方面有误导,它忽略了与报告结论相反的重要信息。"

按照国防部副部长办公室的说法,"报告集中在一些不能为经验数据支持的好处上。该报告批评国防部忽略使用和支持方面的节省,但没有具体说明是哪些方面的节省,它们又是如何实现的,它们是如何超过已知的成本(在保持两家发动机承包商的投资、采购和使用和支持方面)。"

国防部又说,该报告不知道用两家发动机供应商的使用和支持成本将更高。那是因为即使普·惠公司和通用电气公司的发动机与JSF有同样的界面使发动机可以互换,但两种发动机的内部设计是有很大差别的。

按照国防部的说法,"发动机的部件,包括风扇、涡轮、燃烧室和压气机大多数是不同的。采用两种发动机要求为机队和大修厂级维修建立两条独立的备件供应线,为维修人员提供额外的培训和工具,建立两套独立的大修能力(因而会增加一次性成本和因为每条修理线处理较少的发动机而增加再生性的单件修理成本,而且今后要建立两套升级、可靠性增长、安全性提高和报废处理的管理机制。"

国防部在回答对不考虑从两家供应商代替从一家供应商购买备件来节省使用和支持成本的批评时又说,这样的批评是有误导的。国防部说,"发动机备件并不是在竞争的环境下购买的,因为,例如国防部不会购买普·惠公司的备件去支持通用电气公司的发动机。因此,我们估计竞争不会对发动机备件的价格有重大的影响。"

国防部补充说,如果普·惠公司的发动机在今后确实发生问题,那么修正基本发动机的成本会比研制和生产替换发动机的少。

在参议院武装部队委员会给国防部长拉姆斯菲尔德的信中要求,在2007年预算最终批准之前,2006年对F136的拨款照样花。国防部副部长Gordon England同意这个要求。

2006年3月,众议院已通过法案,要求国防部和空军拨款2.36亿美元,支持继续研制F136发动机。5月,众议院又通过2007财年拨款法案,为F136发动机项目继续提供4亿多美元研制费。

F136替换发动机项目得最终命运如何,有待今年年底在普·惠公司得F135试飞之后美国国会评审决定。

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