关于F-22A战斗机经济性问题的启示

  • 投稿Phi
  • 更新时间2015-09-16
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彭宁生 PENG Ning-sheng

(中国直升机设计研究所,景德镇 333001)

摘要:本文通过对F-22A战斗机项目的经费和成本发展脉络的研究,以及与美国现役三代机在项目总费用和成本密度等方面的对比分析,提出我国发展现代新型战斗机的建议。

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关键词 :经济性;第三代战机;科研费用;单机成本

中图分类号:E926.31 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)23-0188-03

作者简介:彭宁生(1972-),男,江西宁都人,会计师。

0 引言

F-22A是目前世界上唯一一型已经服役的第四代战斗机。从1991年型号研制开始,该项目一直处于成本暴涨的状态,生产型的采购数量也从最初计划的648架削减至179架。同时,与美军已经服役的第三代战机不同的是,F-22A在型号论证阶段并没有考虑后续升级改进的问题,直到该型号进入小批量生产阶段时才考虑加强对地攻击能力和机间数据传输等能力,而且由于2011年F-22生产线关闭,所升级的能力和设备不得已在已经服役的飞机上进行改装。那么,F-22A战斗机项目的经费和成本增长的程度如何?与美国现役三代机相比,F-22A战斗机在经济上是否划算?本文通过数据进行研究,希望能为我国新型战斗机论证工作提供参考。

1 F-22A项目发展脉络

1981年,美国空军提出先进战术战斗机(ATF)研发计划,旨在对付冷战时期来自苏联的威胁。美国空军投资2300万美元(当年币值)用于概念研究。包括当时的洛克希德公司、诺斯罗普公司在内的7家公司参与竞标。空军于1983年分别授予7家公司90万美元(当年币值)开展技术与概念设计。然后,空军于1986年决定增加一个演示验证(验证机)阶段,选定洛克希德·马丁(洛·马)公司和诺斯罗普·格鲁门(诺·格)公司分别牵头组织团队研发YF-22和YF-23,并分别授予两家公司6.91亿美元(当年币值)的验证机研发合同,用于各制造2架试飞样机。

1991年4月,美国空军宣布YF-22赢得验证机竞争。同时,普拉特·惠特尼(普·惠)的F119发动机作为配装发动机。8月,美国国防部授予洛·马公司和普·惠公司等组成的联合团队110亿美元(当年币值)的型号研制合同(当时空军认为还需追加48亿美元),开始F-22型号研制工作,即工程与制造发展(EMD)阶段,用于生产11架试飞样机(包括2架双座型),以及1架静力试验机体和1架疲劳试验机体。其中,洛·马/波音/通用动力公司合同金额为96亿美元,普·惠公司合同金额为13.75亿美元(33台F119发动机)。

F-22型号研制阶段的主要里程碑节点为:

①1995年2月,通过详细设计评审。②1997年9月,首架科研样机首飞成功。③2001年8月,进入小批生产阶段。④2003年1月,首架小批生产型交付。⑤2005年3月,进入批产阶段。⑥2005年12月,达到初步作战能力。⑦2007年12月,达到全部作战能力(认为完成型号设计定型)。⑧2012年,完成187架中(含科研批改装为“批产状态”的8架样机)的最后一架交付。

2 F-22A项目科研费分析

根据美国国防部发布的F-22项目年度决算报告统计,F-22验证机阶段的科研费支出为37.7981亿美元(当年币值),型号研制阶段的科研费支出为206.7819亿美元(当年币值,不含8架试飞样机改装为“批产状态”的经费),整个研制阶段的科研费支出约为244.58亿美元(当年币值),年度科研费支出情况详见图1。

在F-22A项目的科研费支出中,设计工作占7.4%,机体制造占27%,发动机占13.2%,机载设备占28.9%,系统工程与项目管理占10.8%,系统试验占6.9%,综合后勤保障占5.8%。

从各研制工作超支比例来看,机体超支最为明显,超过了40%;机载成品研制和项目管理工作各超支约20%;系统试验超支约10%发动机研制超支不明显,仅为3%左右;而综保工作尚有结余。详见图2。

横向对比美国各军机型号科研费超支情况,F-22项目超支比例普遍高于其他型号(仅比F-14舰载机超支比例低),且比平均水平高出接近10%。详见图3。

3 F-22A单机成本分析

美国空军从1999年开始F-22A生产型的采购工作。截至2012年最后一架飞机交付,美国空军共采购了179架F-22A生产型(不含科研批改装为“批产状态”的8架样机),总采购费为331.36亿美元(包括保障设备、训练设备、技术数据以及初始备件等费用),平均采购成本为1.85亿美元(当年币值),详见表1。

四代机与三代机相比在技术上具有较高的先进性,为了保证单机成本比较结果的客观性,采用成本密度法进行比较,即比较飞机的“每公斤成本”(单机采购成本除以空重)。在对飞机成本密度进行对比时必须剔除批产数量以及货币时间价值对其影响,如表2所示。

为避免货币时间价值对单价的影响,表2中均折合到2006年的平均采购价格进行比较。从表2中可以看出,F-22的成本密度最高,是F-18E的2.35倍,是F-15E的1.66倍,是F-35的1.43倍。

4 F-22A与三代机的对比分析

F-22A基本型研制采用的是一步实施策略,最初并没有过多考虑未来的升级问题,而美军目前的主战三代机F-15、F-16和F/A-18战斗机的基本型在研制开始前都考虑了后续升级改进。同时,F-22A由于隐身设计和集成式航电,增加了复杂度和成本,研制周期耗时14年,较三代机普遍高出一倍之多。同时,在项目开始后的第5年、10年、15年和20年时的项目费用(科研费+采购费)支出甚至比三代机高出100亿以上。另外,F-22A生产型采购数量仅为179架,较三代机上千架的采购数量也相去甚远,详见表3。

从F-22A项目4个增量升级的过程来看,增量2的主要目的是增加对地攻击能力,已完成;增量3.1的主要目的是换装增强型雷达并加强对地攻击能力,已完成;增量3.2A的主要目的是升级软件,以加强抗电子干扰、敌我识别以及数据传输的能力,已完成;增量3.2B的主要目的是提高飞机的电子探测、地理定位和机间数据链能力,并加装AIM-9X和AIM-120D导弹。详细设计评审计划在2015年年底进行,预期在2016年年底开始小批生产。截至2014财年结束时(2014年9月底),增量3.2B已支经费为8亿美元。2015财年-2019财年,增量3.2B经费需求为8亿美元。2020财年需要2100万美元以完成增量3.2B的工作。而与最初计划相比,F-22A战斗机升级计划的经费增长了约1倍,整体进度也拖延了7年之久。

然而,F-22A在2003年开始升级之后,科研费和采购费的预算均出现明显的增长。其中,科研费较三代机中升级后的经费预算最多的F-15战斗机高出10%;采购费较三代机中升级后的经费预算最多的F-16战斗机高出5%。详见图6。

5 结论与建议

从本文的数据分析来看,作为首款四代机,F-22A采用了隐身设计和集成式航电,增加了复杂度和成本,成本密度是F-18E的2.35倍,是F-15E的1.66倍,甚至是F-35的1.43倍。同时,研制周期耗时14年,较三代机普遍高出一倍之多。同时,由于批产后才考虑升级改进,F-22A项目总费用巨大,甚至比三代机高出100亿以上,经济上已经达到了不可承受性的程度,这也导致其采购数量仅为179架,较三代机上千架的数量相去甚远。

通过分析可以发现,建议我国在发展现代新型战斗机时,对军用飞机的升级改进应该在研制开始前或研制初期就早作打算,否则将会像F-22A战斗机升级计划那样面临经费增长和进度拖延的局面。而且F-22A战斗机所升级的能力是在已经服役的飞机上进行改装,这又造成复杂度的增加和成本的浪费。同时,从F-22A发展情况来看,新型战斗机由于普遍采用隐身设计和航电集成,机体制造和成品研制经费比例很大,也超支严重,应给予重点控制。

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参考文献:

[1]U.S. Government Accountability Office. Tactical Aircraft: Impact of F-22 Production Cost Reduction Plans on Cost Estimates,2001.

[2]U.S. Government Accountability Office. Defense Acquisitions: Assessments of Selected Weapon Programs,2015.

[3]叶代勇,滕健,郭捷,贾东兵,王飞鸣.短距起飞/垂直降落战斗机发动机发展及关键技术分析[J]. 航空发动机,2013(01).