Ривок у технологіях: США таємно створили і почали випробовувати прототип винищувача нового покоління

18.09.20 | Valerie Insinna
Ривок у технологіях: США таємно створили і почали випробування прототипу винищувача нового покоління Концепт перспективного винищувача представлений в 2018 році Дослідницької лабораторією ВВС США

ВПС США таємно розробили, побудували та здійснили польоти щонайменше одного прототипу загадкового винищувача наступного покоління, – 14 вересня це підтвердив заступник міністра ВПС Вілл Ропер, який також розповів про проєкт радикальних змін у закупівлях літаків.

Ексклюзивне інтерв'ю з високопосадовцем опублікувало американське видання Defense News.

Розвиток подій, безсумнівно, шокує оборонне співтовариство, яке востаннє бачило перший політ американського експериментального винищувача під час боротьби за контракт у рамках програми Joint Strike Fighter 20 років тому. Оскільки нова програма створення перспективного винищувача перебувала у зародку, створення та перший успішний політ прототипу-демонстратора не очікувався раніше ніж за багато років.

"Ми вже створили повномасштабний демонстратор, який здійснив польот у реальному світі, і цим ми побили всі рекорди", – розповів Вілл Ропер в інтерв'ю Defence News напередодні Повітряно-космічної та кібернетичної конференції Асоціації ВПС. "Ми готові будувати літак наступного покоління так, як цього ще ніколи не робили".

Майже всі деталі щодо самого літака залишаються загадкою завдяки секретності програми «Повітряне домінування наступного покоління» (Next Generation Air Dominance, або NGAD) – проєкту ВПС зі створення сімейства поєднаних систем повітряної війни, які можуть включати винищувачі, безпілотники та інші мережеві платформи в космосі або кіберпросторі.

Пан Ропер відмовився коментувати, скільки літаків-прототипів було побудовано або які саме оборонні підрядники їх виготовили. Він також не сказав, коли і де відбувся перший політ. І він відмовився розголошувати будь-які еоементи конструкції літального апарата – його призначення, чи він безпілотний чи опційно пілотований, чи здатен літати з гіперзвуковою швидкістю, чи має властивості малопомітності тощо.

Усі ці атрибути, за його словами, не мають значення.

Важливість, за словами Ропера, полягає в тому, що всього за рік після того, як ВПС США завершили аналіз пропозицій, вони довели, що можуть використовувати передові технології виробництва для створення та випробування віртуальної версії наступного винищувача – а потім перейти до побудови повномасштабного прототипу та польотів із бортовими системами.

"Це не те, що можна застосувати до простих систем", наприклад, тренувального літака Boeing T-7 Red Hawk, – першого літака ВПС, побудованого з використанням "святої трійці": цифрової інженерії, гнучкої розробки програмного забезпечення та відкритої архітектури, сказав Ропер.

тренувальний літак Boeing T-7 Red Hawk
Boeing T-7 Red Hawk

"Ми прагнемо до опанування самих складних систем, які коли-небудь створювалися, і перевіряли всі можливості цифрової технології. Ми не просто робили для "галочки", фактично ми створили щось дійсно чарівне".

Наразі програма Next Generation Air Dominance перебуває на етапі прийняття рішення. Ропер відмовився сказати, як швидко ВПС можуть організувати виробництво винищувачів наступного покоління, обмежившись фразою: "досить швидко". Але перш ніж Повітряні сили вирішать розпочати випуск нових винищувачів, ВПС мають визначити, скільки літаків вони збираються придбати і коли розпочнуться закупівлі – усього, що може вплинути на бюджет 2022 року.

Сама програма може серйозно потрясти американську оборонну промисловість. Якщо ВПС найближчим часом перейдуть на придбання літаків NGAD, вони додадуть суперника до програм F-35 та F-15EX, потенційно піддаючи ці програми ризикам.

Збирання винищувача F-15EX
Збирання винищувача F-15EX (Eric Shindelbower/U.S. Air Force)

А оскільки перспективні технології виробництва, які є критично важливими для побудови NGAD, були створені комерційним сектором, програма може відкрити двері для нових головних підрядників із будівництва літаків – і, можливо, дати засновнику SpaceX Ілону Маску спроєктувати конкурента F-35.

"Я уявляю, як буде багато інженерів – можливо, з відомими іменами та мільярдами доларів інвестицій, – які вирішать розпочати найбільшу світову авіабудівну компанію для побудови найдосконаліших літаків у світі за допомогою ВПС. Це надихаючі речі натхненною справою, які можна робити як хобі або навіть головної справи", – сказав Ропер.

За словами аналітика з питань оборонного бюджету Американського інституту підприємництва Маккензі Іглена, розкриття існування літаючого повномасштабного прототипу винищувача може бути саме тим, що потрібно ВПС США для отримання більшої фінансової підтримки від Конгресу в критичний момент, коли вони стикаються з бюджетними обмеженнями і потребують нового імпульсу.

"Якщо ви можете швидко досягти чогось і продемонструвати прогрес у роботі над продуктом, це просто змінює всю динаміку для Капітолію", – сказала вона. "У [Ропера] так багато протидії, що це було б гарним способом продемонструвати концептуальний успіх його ідей".

Радикальна зміна підходів у закупівлях

Проте політ прототипу перспективного винищувача можливо був найпростішою частиною. Тепер ВПС мають визначити, чи варто використовувати кардинально новий метод його закупівлі.

За останні 50 років промислова база США скоротилася з 10 виробників, здатних створювати сучасні винищувачі, до трьох оборонних компаній: Lockheed Martin, Boeing та Northrop Grumman. Час, необхідний щоб довести новий винищувач від етапу досліджень до повноцінного виробництва, розтягнувся від кількох років до кількох десятиліть.

У результаті кожна програма створення винищувачів стає критично важливою для компаній, які намагаються довести, що можуть відповідати технічним вимогам на етапі розробки і виробництва за нижчими цінами ніж конкуренти. У результаті компанії можуть отримувати прибуток лише у наступних роках, за рахунок надання послуг теххнічного обслуговування, ремонту та продовження терміну служби їх виробів – часто без особливого контролю з боку Конгресу.

"Затрати на експлуатацію та обслуговування – це чорна діра, – каже Іглен. Людина, яка зможе змінити систему підтримки життєвого циклу, зможе змінити правила гри щодо закупівель".

Для ВПС переломний момент – це коли термін експлуатації літака досягає 15 років. У цьому віці витрати на технічне обслуговування швидко зростають – щороку на 3-7%, писав Ропер у статті від 15 вересня під назвою "Візьміть червону таблетку: нова реальність цифрових закупівель".

Але що, якщо замість того, щоб витрачати значні кошти на підтримку старих літаків, ВПС використали б ці гроші на придбання нових?

Замість того, щоб купувати велику кількість одного типу винищувачів протягом десятиліть і утримувати кожен літак протягом 30 років і більше – як це наразі є нормою – модель Digital Century Series, запропонована Ропером, стверджує, що передові технології виробництва та розробки програмного забезпечення роблять можливим для ВПС швидшу розробку та частішу закупівлю, як це робило відомство у 1950-х роках, коли купувало шість винищувачів у шести компаній, із введенням в експлуатацію нового типу протягом кількох років після попереднього.

У серпні Офіс перспективних програм для літаків ВПС завершив аналіз бізнес-кейсів моделі Digital Century Series, який мав на меті перевірити, чи ідея є технічно здійсненною і, що більш важливо, чи може вона заощадити гроші.

Аналіз показав, що застосування практики цифрової розробки иа виробництва – що використовувалися програмою T-7, а також при розробці прототипу NGAD – може знизити загальну вартість життєвого циклу винищувача наступного покоління на 10 відсотків за 30 років порівняно із застарілими винищувачами, такими як F-35 та F-15, писав Ропер.

Але за ціну одного винищувача, виготовленого цифровим способом, з 30-річним життєвим циклом, ВПС могли купувати новий винищувач кожні 8 років і замінювати їх через 16 років – до того, як літак досягне 3500 годин польоту, саме тоді він починає потребувати капітальних ремонтів та дорогих модифікацій для продовження терміну служби.

"Я не думаю, що це розумна ідея будувати лише один-єдиний літак, який повинен постійно домінувати у всіх місіях у всіх випадках", – каже Ропер. "Цифрова інженерія дозволяє нам будувати різні типи літаків, і якщо ми справді розумні... ми забезпечимо розумну уніфікацію парку – загальне допоміжне обладнання, загальні конфігурації кабіни, загальні інтерфейси, загальна архітектура, навіть загальні компоненти, такі як шасі – що спрощують підтримку та обслуговування під час експлуатації".

Лінія з виробництва винищувачів F-35
Лінія з виробництва винищувачів F-35

Головна відмінність полягає в тому, що Повітряні сили витратять більшість витрат на програму винищувачів заздалегідь, а не в кінці життя літака. Щоб постійно розробляти нові винищувачі, ВПС буде постійно утримувати декількох постачальників під контрактом на розробку нових літаків, вибираючи нову конструкцію приблизно кожні вісім років. Щоб зробити цей бізнес-вигідний для промисловості, ВПС має купувати приблизно 50-80 літаків щороку.

Результатом є 25-відсоткове збільшення витрат на розробку та 18% збільшення виробничих витрат. Однак ціна модернізації літаків впаде на 79%, а витрати на підтримку життевого циклу літака скорочуються вдвічі, пише Ропер у статті.

"Я не можу змусити обидва кінці життєвого циклу зникнути; промисловість повинна десь отримувати прибуток, – каже Ропер. І я вважаю, що якщо ви обираєте, який колір грошей використовувати для майбутньої переваги в повітрі, оберіть дослідження, розробку та виробництво, тому що це вістря спису, а не гериатрична сторона, яка споживає стільки наших ресурсів сьогодні".

Термін «Колір грошей» використовується в Міністерстві оборони США для позначення категорії фінансового рахунку. Тип рахунків поділяються за призначенням:д закупівлі, дослідження та розробки (R&D), експлуатація та обслуговування (O&M) тощо. Кожна категорія вважається грошами різного кольору.

Ропер також зазначив стратегічну користь від постійного розвитку та виробництва винищувачів – це поставить Китай в оборонне положення, оскільки йому доведеться реагувати на технічні досягнення США у реалізації нових можливості – будь то гіперзвукові ракети або безпілотні ведені введені до бойового складу серійних винищувачів.

"Це прискорить темпи, нашої роботи, щоб ми були переслідувачами, а не переслідуваними, і нас буде неможливо перевершити, навіть використовуючи дешеву робочу силу, – сказав він.

Наступний крок за керівництвом ВПС, яке вирішить, скільки воно може собі дозволити витратити за програмою у 2022 фінансовому році та чи прийме модель Digital Century Series для розробки літаків.

"Що нам потрібно зробити в майбутньому, так це просто зрозуміти рівень фінансових можливостей [міністерства ВПС США] і бажану дату досягнення початкової оперативної готовності, і ми можемо пристосувати до цього стратегію закупівель [NGAD], і зрозуміти, як швидко ми можемо дозволити собі його спіральне розвиток і коли нам потрібно вивести літак з експлуатації, щоб отримати достатню екномію коштів для реалізації спірального розвитку", – зазначає Ропер.

"Можливо, досягнення найшвидшої [початкової дати виведення] не найголовніше. Для нас може бути важливим більше розширити [технічні] межі. Це пропозиції, які я подав керівництву, про які слід подумати. Але кожна пропозиція є кращим рішенням, ніж існуючі рішення".

За словами аерокосмічного аналітика IRIS Independent Research Ребекки Грант, якщо ВПС США збираються отримати фінансову підтримку бізнес-плану, який зажадає від платників податків більш високих початкових витрат на винищувачі, то вони повинні чітко визначити бажані бойові можливості.

"Зараз у нас є вартість невеликих партій F-35, F-15EX і серії Digital Century» – каже Ребекка. "Якщо все так добре, можливо, воно того варте. Але я повинна це довести. Це новий F-117, що мав подібний розмір партії за схожу вартість і який коштував кожного пенні? Ми не знаємо."

Що стосується технічної сторони, Повітряним Силам необхідно затвердити суворий, стандартизований метод проведення випробувальних заходів у віртуальному середовищі за допомогою інструментів моделювання, які можуть скоротити кількість часу, необхідного для проведення льотних випробувань.

"Ми не можемо мати кожного промислового партнера зі своїм власним механізмом", – сказав Ропер. – "Має бути такий же регламентований процес цифрового проєктування і збирання, як і для збирання фізичного літака. Так що ми повинні володіти цим на урядовому рівні, і ми повинні сертифікувати це на урядовому рівні".

І що, мабуть, найважливіше – ВПС США мають продати цю концепцію Конгресу. Ропер поінформував членів комітетів Конгресу з оборони і провів секретні брифінги для багатьох законодавців, що входять до складу цих комітетів, щоб представити результати бізнес-дослідження, а також детальний прогрес щодо розроблення і випробувань NGAD.

"У мене була жорстка аудиторія з цього приводу. Були люди, які казали, що хочуть скоротити програму або не розуміють навіщо це потрібно", – визнав він. "Але я не залишив жодного з брифінгів ні з чим іншим, окрім [того, що депутати заявили]: "Це майбутнє, ми повинні це зробити зараз. І чому ми не йдемо швидше?" – І відповідь чому ми не йдемо швидше – це просто гроші. Сьогодні ми повинні більше тиснти на акселератор, оскільки це дозволяє цифрова технологія".