voice from .ua
27.07.2007, 15:17
Стоимость как основной параметр истребителя 5-го поколения
Создание боевых самолетов, именуемых истребителями 5-го поколения, имеет уже почти четвертьвековую историю. Больше всего подобных разработок проведено американцами. И практического опыта в создании истребителей 5-го поколения у них накоплено соответственно тоже больше. В том числе и такого, который формируется на основе анализа сделанных ошибок.
Просчет ценою в 5 миллиардов
Программа JSF Министерства обороны США имеет целью создание целого семейства боевых самолетов с высокой конструктивно-технологической унификацией, что обеспечивает снижение стоимости и разработки, производства и эксплуатации каждого из них в отдельности. В 2001 году конкурсная комиссия, рассмотрев эскизные проекты корпораций Boeing и Lockheed Martin, а также результаты летных испытаний построенных ими самолетов-демонстраторов Х-32 и Х-35, выбрала для реализации проект Lockheed Martin. Эта реализация, как принято в практике авиационного проектирования, началась с углубленной проработки технического проекта самолета, получившего обозначение F-35.
История авиационных разработок знает немало случаев, когда именно в ходе технического проектирования становилась очевидной несостоятельность тех проектных решений, которые казались абсолютно верными на предшествующих этапах.
В этом отношении разработка истребителя F-35 стала впечатляющим дополнением существующей череды подобных примеров. В середине 2003 года в ходе предварительной оценки технического проекта F-35, именуемой в американской практике анализом PDR, обнаружилось несоответствие фактических весовых характеристик самолета их заявленным ранее значениям. Это было для всех "громом среди ясного неба", ибо в начале технического проектирования разработчики истребителя F-35 с уверенностью заявляли, что имеют запас для возможного увеличения массы системы вооружения и расширения состава оружия. Теперь же оказалось, что не только не было этих весовых запасов, но и вообще весовые характеристики конструкции самолета не соответствовали принятым весовым лимитам. Избыточная масса пустого самолета для варианта истребителя F-35A составила 680 кг, а для F-35B - 1130 кг.
Превышение весовых лимитов по конструкции самолета в самом начале технического проектирования - явление весьма типичное. Нетипичной в данном случае была величина превышения. По заявлению руководителя разработки F-35 на фирме Lockheed Martin Тома Бербиджа, "обычно превышение весовых лимитов, вызванное неоптимальностью первых детализированных проектных решений по конструкции самолета, не бывает больше 25-процентной величины и с успехом устраняется в ходе последующего поиска более рациональных решений. Здесь же первые подетальные расчеты массы конструкции дали 35-процентное превышение весовых лимитов, а, значит, даже в случае успешной детальной разработки конструкции превышение ее массы над проектным значением остается на уровне 10%".
За этим заявлением главного конструктора стоит, по сути дела, признание, что широко разрекламированный истребитель 5-го поколения F-35 может и не иметь тех летно-технических характеристик, которые гарантировали его разработчики. Это было настолько серьезно, что возникшая ситуация получила в американских источниках условное наименование "второго серьезного кризиса в программе JSF". "Первый серьезный кризис в программе JSF" был связан с проблемами финансирования разработки самолета, возникшими в 1995 году.
Интерес представляют в данном случае не столько признания американских конструкторов, сколько не менее откровенное перечисление ими причин возникновения проблем. Технология проектной оценки массы пустого самолета, использованная специалистами Lockheed Martin при разработке истребителя F-35, основывалась на системе параметрических моделей различных агрегатов и систем, составленных с учетом предшествующего опыта разработки 14 самолетов-истребителей. Статистическая выборка включала машины различной размерности и поколений - от F-16 до F-22. В Lockheed Martin полагали, что используемая система достаточно адекватно учитывает все особенности F-35 как истребителя 5-го поколения. Оказалось, что нет.
Как заявил в конце 2003 года от лица разработчиков Том Бербидж, "теперь выяснилось, что использованная выборка самолетов не так хороша, как нам казалось, в связи с существенным отличием F-35 от этих машин. Это относится даже к F-22, от которого создаваемый самолет отличается существенно большим использованием композиционных материалов в конструкции, значительно большими по размерам отсеками вооружения и качественно новым уровнем интеграции оборудования".
Заключительная оценка результатов технического проектирования (в американской практике она носит наименование анализа CDR) добавила к этому признанию указание на еще один проблемный момент. Это отсутствие в весовых расчетах учета производственно-технологических методов и приемов, обеспечивающих снижение трудоемкости, следовательно - времени и стоимости сборки самолета, но связанных с определенным снижением весовой эффективности конструкции машины.
Но если этот момент был объективно обусловлен использованием в программе JSF так называемой концепции "Доступность по средствам", то все остальные причины "второго серьезного кризиса в программе JSF" носили субъективный характер. Как это ни покажется странным, но в тонкостях весового проектирования истребителя 5-го поколения специалисты фирмы Lockheed Martin оказались не совсем готовы к разработке столь нового самолета, как F-35.
Правда, положение удалось исправить. В ходе технического проектирования была проведена так называемая оптимизация проекта самолета. Основными направлениями стал не только поиск более рациональных проектных решений в конструктивно-силовой схеме планера, в компоновке оборудования и в конструкции отдельных систем. Разработчики выявили возможность уменьшения веса конструкции самолета за счет приемлемого снижения требований к его тактико-техническим характеристикам. Было пересмотрено также отношение к использованию производственно-технологических методов и приемов, принятых ранее по соображениям сокращения времени и удешевления сборки самолета.
Для поиска выхода из "второго серьезного кризиса в программе JSF" руководством Lockheed Martin был сформирован специальный коллектив - "Призовая группа действий" ("Blue Ribbon Action Team"). В 2001-2005 годах она проработала пять версий детального проекта истребителя F-35. При этом за каждой версией стояло, по сути, три самостоятельных проекта самолета, относящихся к различным вариантам истребителя F-35 (варианту обычного взлета и посадки F-35A, варианту короткого взлета/вертикальной посадки F-35B и варианту палубного базирования F-35C). Каждая последующая версия имела отличия от предыдущей, отражающие проводимую "оптимизацию" проекта. Проведение этих работ увеличило продолжительность этапа технического проектирования на один год, вызвав соответствующий сдвиг и всех последующих сроков в общем графике программы JSF. Возросла и стоимость этапа технического проектирования. В целом поиск выхода из "второго серьезного кризиса в программе JSF" обошелся в… 5 млрд. долларов.
Это и есть первый урок из просчетов американцев: очевидно, что плата за методические ошибки весового проектирования, допущенные на начальной стадии разработки, может, в конечном счете, составить миллиарды долларов.
А все казалось проще и дешевле
Вопрос о сроках и стоимости создания истребителей 5-го поколения волнует сегодня уже не столько Белый дом, Пентагон, Конгресс и бизнесменов США, сколько заказчиков и разработчиков подобных боевых самолетов в других странах. Для самих американцев это уже в своем роде "пройденный этап" (истребитель F-22 Raptor поступает на вооружение, а дело с истребителем F-35 Lightning-2, худо-бедно, дошло до первых предсерийных образцов). И в этом "пройденном этапе" есть немало поучительного и интересного в методическом плане.
Создание самолета F-35, являющееся целью начальной фазы программы JSF, делится на две основные стадии: разработку проекта перспективного семейства истребителей и реализацию этого проекта. Первые комплексные оценки сроков и стоимости программы были сделаны в 1995 году, вскоре после начала этапа технических предложений по перспективному семейству истребителей. Считалось, что на разработку проекта потребуется шесть лет (1994-1999 годы), а на его реализацию - восемь лет (2000-2007 годы). Стоимость этих стадий должна была, по мнению руководителей программы JSF, составить соответственно 3,24 млрд. долларов и 16-18 млрд. долларов.
Практика, однако, показала, что все прогнозируемые величины основных параметров программы JSF оказались заниженными. Стадия разработки проекта заняла не шесть, а семь лет и обошлась в 3,6 млрд. долларов. О фактических затратах времени и денег на реализацию проекта говорить пока преждевременно. Но уже в 2001 году при начале работ на данном этапе руководство программы JSF оценило эти параметры соответственно в 13 лет (2001-2012 годы) и 31 млрд. долларов. Последняя цифра включает 17 млрд. долларов непосредственно на реализацию проекта и 14 млрд. долларов на постройку партии предсерийных образцов истребителей для проведения оценочных испытаний.
Однако, судя по всему, и эти прогнозные оценки не верны. По состоянию работ на 2007 год продолжительность второй стадии создания F-35 растянется на 15 лет (2001-2014 годы), а ее стоимость возрастет до 38 млрд. долларов. Затраты непосредственно на реализацию проекта составляют уже не 17, а 22 млрд. долларов. И связано это с компенсированием той самой ошибки стоимостью 5 млрд. долларов, о которой шла речь выше.
Создание боевых самолетов, именуемых истребителями 5-го поколения, имеет уже почти четвертьвековую историю. Больше всего подобных разработок проведено американцами. И практического опыта в создании истребителей 5-го поколения у них накоплено соответственно тоже больше. В том числе и такого, который формируется на основе анализа сделанных ошибок.
Просчет ценою в 5 миллиардов
Программа JSF Министерства обороны США имеет целью создание целого семейства боевых самолетов с высокой конструктивно-технологической унификацией, что обеспечивает снижение стоимости и разработки, производства и эксплуатации каждого из них в отдельности. В 2001 году конкурсная комиссия, рассмотрев эскизные проекты корпораций Boeing и Lockheed Martin, а также результаты летных испытаний построенных ими самолетов-демонстраторов Х-32 и Х-35, выбрала для реализации проект Lockheed Martin. Эта реализация, как принято в практике авиационного проектирования, началась с углубленной проработки технического проекта самолета, получившего обозначение F-35.
История авиационных разработок знает немало случаев, когда именно в ходе технического проектирования становилась очевидной несостоятельность тех проектных решений, которые казались абсолютно верными на предшествующих этапах.
В этом отношении разработка истребителя F-35 стала впечатляющим дополнением существующей череды подобных примеров. В середине 2003 года в ходе предварительной оценки технического проекта F-35, именуемой в американской практике анализом PDR, обнаружилось несоответствие фактических весовых характеристик самолета их заявленным ранее значениям. Это было для всех "громом среди ясного неба", ибо в начале технического проектирования разработчики истребителя F-35 с уверенностью заявляли, что имеют запас для возможного увеличения массы системы вооружения и расширения состава оружия. Теперь же оказалось, что не только не было этих весовых запасов, но и вообще весовые характеристики конструкции самолета не соответствовали принятым весовым лимитам. Избыточная масса пустого самолета для варианта истребителя F-35A составила 680 кг, а для F-35B - 1130 кг.
Превышение весовых лимитов по конструкции самолета в самом начале технического проектирования - явление весьма типичное. Нетипичной в данном случае была величина превышения. По заявлению руководителя разработки F-35 на фирме Lockheed Martin Тома Бербиджа, "обычно превышение весовых лимитов, вызванное неоптимальностью первых детализированных проектных решений по конструкции самолета, не бывает больше 25-процентной величины и с успехом устраняется в ходе последующего поиска более рациональных решений. Здесь же первые подетальные расчеты массы конструкции дали 35-процентное превышение весовых лимитов, а, значит, даже в случае успешной детальной разработки конструкции превышение ее массы над проектным значением остается на уровне 10%".
За этим заявлением главного конструктора стоит, по сути дела, признание, что широко разрекламированный истребитель 5-го поколения F-35 может и не иметь тех летно-технических характеристик, которые гарантировали его разработчики. Это было настолько серьезно, что возникшая ситуация получила в американских источниках условное наименование "второго серьезного кризиса в программе JSF". "Первый серьезный кризис в программе JSF" был связан с проблемами финансирования разработки самолета, возникшими в 1995 году.
Интерес представляют в данном случае не столько признания американских конструкторов, сколько не менее откровенное перечисление ими причин возникновения проблем. Технология проектной оценки массы пустого самолета, использованная специалистами Lockheed Martin при разработке истребителя F-35, основывалась на системе параметрических моделей различных агрегатов и систем, составленных с учетом предшествующего опыта разработки 14 самолетов-истребителей. Статистическая выборка включала машины различной размерности и поколений - от F-16 до F-22. В Lockheed Martin полагали, что используемая система достаточно адекватно учитывает все особенности F-35 как истребителя 5-го поколения. Оказалось, что нет.
Как заявил в конце 2003 года от лица разработчиков Том Бербидж, "теперь выяснилось, что использованная выборка самолетов не так хороша, как нам казалось, в связи с существенным отличием F-35 от этих машин. Это относится даже к F-22, от которого создаваемый самолет отличается существенно большим использованием композиционных материалов в конструкции, значительно большими по размерам отсеками вооружения и качественно новым уровнем интеграции оборудования".
Заключительная оценка результатов технического проектирования (в американской практике она носит наименование анализа CDR) добавила к этому признанию указание на еще один проблемный момент. Это отсутствие в весовых расчетах учета производственно-технологических методов и приемов, обеспечивающих снижение трудоемкости, следовательно - времени и стоимости сборки самолета, но связанных с определенным снижением весовой эффективности конструкции машины.
Но если этот момент был объективно обусловлен использованием в программе JSF так называемой концепции "Доступность по средствам", то все остальные причины "второго серьезного кризиса в программе JSF" носили субъективный характер. Как это ни покажется странным, но в тонкостях весового проектирования истребителя 5-го поколения специалисты фирмы Lockheed Martin оказались не совсем готовы к разработке столь нового самолета, как F-35.
Правда, положение удалось исправить. В ходе технического проектирования была проведена так называемая оптимизация проекта самолета. Основными направлениями стал не только поиск более рациональных проектных решений в конструктивно-силовой схеме планера, в компоновке оборудования и в конструкции отдельных систем. Разработчики выявили возможность уменьшения веса конструкции самолета за счет приемлемого снижения требований к его тактико-техническим характеристикам. Было пересмотрено также отношение к использованию производственно-технологических методов и приемов, принятых ранее по соображениям сокращения времени и удешевления сборки самолета.
Для поиска выхода из "второго серьезного кризиса в программе JSF" руководством Lockheed Martin был сформирован специальный коллектив - "Призовая группа действий" ("Blue Ribbon Action Team"). В 2001-2005 годах она проработала пять версий детального проекта истребителя F-35. При этом за каждой версией стояло, по сути, три самостоятельных проекта самолета, относящихся к различным вариантам истребителя F-35 (варианту обычного взлета и посадки F-35A, варианту короткого взлета/вертикальной посадки F-35B и варианту палубного базирования F-35C). Каждая последующая версия имела отличия от предыдущей, отражающие проводимую "оптимизацию" проекта. Проведение этих работ увеличило продолжительность этапа технического проектирования на один год, вызвав соответствующий сдвиг и всех последующих сроков в общем графике программы JSF. Возросла и стоимость этапа технического проектирования. В целом поиск выхода из "второго серьезного кризиса в программе JSF" обошелся в… 5 млрд. долларов.
Это и есть первый урок из просчетов американцев: очевидно, что плата за методические ошибки весового проектирования, допущенные на начальной стадии разработки, может, в конечном счете, составить миллиарды долларов.
А все казалось проще и дешевле
Вопрос о сроках и стоимости создания истребителей 5-го поколения волнует сегодня уже не столько Белый дом, Пентагон, Конгресс и бизнесменов США, сколько заказчиков и разработчиков подобных боевых самолетов в других странах. Для самих американцев это уже в своем роде "пройденный этап" (истребитель F-22 Raptor поступает на вооружение, а дело с истребителем F-35 Lightning-2, худо-бедно, дошло до первых предсерийных образцов). И в этом "пройденном этапе" есть немало поучительного и интересного в методическом плане.
Создание самолета F-35, являющееся целью начальной фазы программы JSF, делится на две основные стадии: разработку проекта перспективного семейства истребителей и реализацию этого проекта. Первые комплексные оценки сроков и стоимости программы были сделаны в 1995 году, вскоре после начала этапа технических предложений по перспективному семейству истребителей. Считалось, что на разработку проекта потребуется шесть лет (1994-1999 годы), а на его реализацию - восемь лет (2000-2007 годы). Стоимость этих стадий должна была, по мнению руководителей программы JSF, составить соответственно 3,24 млрд. долларов и 16-18 млрд. долларов.
Практика, однако, показала, что все прогнозируемые величины основных параметров программы JSF оказались заниженными. Стадия разработки проекта заняла не шесть, а семь лет и обошлась в 3,6 млрд. долларов. О фактических затратах времени и денег на реализацию проекта говорить пока преждевременно. Но уже в 2001 году при начале работ на данном этапе руководство программы JSF оценило эти параметры соответственно в 13 лет (2001-2012 годы) и 31 млрд. долларов. Последняя цифра включает 17 млрд. долларов непосредственно на реализацию проекта и 14 млрд. долларов на постройку партии предсерийных образцов истребителей для проведения оценочных испытаний.
Однако, судя по всему, и эти прогнозные оценки не верны. По состоянию работ на 2007 год продолжительность второй стадии создания F-35 растянется на 15 лет (2001-2014 годы), а ее стоимость возрастет до 38 млрд. долларов. Затраты непосредственно на реализацию проекта составляют уже не 17, а 22 млрд. долларов. И связано это с компенсированием той самой ошибки стоимостью 5 млрд. долларов, о которой шла речь выше.