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F-35减重回顾:攻克3000磅

2020-07-29 21:22:29  来源:星星资讯网

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    WAIV曲线。

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    优化技术。

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    STOVL计划实现重量与历史平均值的比较。

    2004年4月,一场重大危机打断了洛马公司F-35战斗机项目进程——处于全尺寸工程发展与制造阶段的短距起飞/垂直降落(Short Take-off and Vertical Landing,STOVL)型(即F-35B)的重量已超出预计近3000磅(1360千克)。空重每增加1千克就意味着该机垂直降落时的最大允许载荷减少1千克,超重1.36吨将严重影响该机的带弹垂直降落能力,这是军方无法接受的。如果不能迅速解决超重问题,整个F-35B项目可能会功亏一篑。

    SWAT重量攻关团队

    洛马公司德克萨斯州沃斯堡工厂立即成立了一支由550名工程师组成的团队进行重量攻关,即“STOVL重量攻关团队”(STOVL Weight Attack Team,SWAT)。整个团队由大约12名负责人指导,每人负责自己的专业领域(机身、任务系统、发动机等),阿特·谢里丹被任命为领导人。SWAT团队主要围绕六个目标开展工作:

    降低零燃油重量——评估发现,F-35B减重或推力性能改善2800磅(1270千克)左右才能修复垂直着陆带回载荷(Vertical Landing Bring Back,VLBB)性能。这需要对机身组件(如舱壁、承剪腹板、纵梁、支架、蒙皮和检修口盖)、机载系统组件(如起落架、飞行控制、热管理系统、燃油)和任务系统组件(如航空电子机架、板卡、火控和挂载)进行重量优化。

    千方百计减重——合并减重/威胁数据库,加强重量奖励计划,审查所有以前的权衡决策。任何减重的创意,无论大小都值得考虑。

    降低所需燃油重量——通过优化阻力和气动性能来减少执行任务所需燃油,这样可以减轻飞机起飞重量,从而获得两个关键性能指标:较短的甲板短距起飞(Short Take Off,STO)和滑跃短距起飞距离。

    提高性能——优化短距起飞技术,优化垂直着陆控制余量,提高安装推力。

    挑战需求——清理内部需求、基本规则和假设。优先考虑和量化联合合同规范(JCS)的影响。维护关键性能指标(KPP)并量化与基本规则和假设相关的影响。

    消除重量增长——减轻重量威胁,并将增长控制为零。成本作为独立变量(CAIV)是一种通用的设计工具,有助于确定单个项目相对于其成本的相对价值。CAIV曲线通常能显示哪些项目影响最小,收益最大。SWAT团队将CAIV概念用于重量,通过创建重量作为独立变量(WAIV)曲线,明确指出哪些权衡研究项目具有最大的减重潜力而影响最小。最佳的WAIV项目被确定后,将指定小组快速实施。

    SWAT团队快速行动以恢复信心,同时要符合F-35项目的关键路径计划表,并保持项目的四大支柱(经济可承受性、保障性、生存力、杀伤力),还要确保遵循严格的变更管理过程。

    SWAT团队对潜在的减重权衡研究进行了分类和排序,进行了包括客户在内的全面跨团队协调。同时,SWAT团队建立了两级决策委员会:SWAT技术协调会(TCM)和综合委员会(Multi-Board)。TCM负责协调技术细节;综合委员会则由多个单一委员会合并而来,对工程变更、合同事务和商业问题负总体决策责任,一次就能决定是否采纳工程师提出的减重建议,从而促使SWAT团队以更快的速度进行攻关。