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前车之鉴:F-35能否避免F-22的命运?

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挑战与风险

正如前文所述,半导体与机器人技术的持续进步及其引发的市场变化,使类似F-35这种先进武器系统长达数十年的设计、研发和采购周期难以为继。无论能否节约成本,现代武器系统都需要更短的研发周期。目前,建造一座先进的半导体生产工厂至少需要耗资100亿美元。因为成本过高,那些无法大规模生产半导体或负担不起半导体工厂运营的公司,只能将生产转移到全球生态系统中,委托其他微芯工具、元件和材料制造公司生产订单。这样一来就使拥有技术优势的半导体制造商巩固了其全球领先地位,目前全世界仅有四家公司能够生产14纳米或有能力生产10纳米和7纳米的半导体。这四家公司是美国英特尔、台湾积电、阿联酋格罗方德和韩国三星。由于行业垄断的存在以及超过98%的半导体需求来自私营和商业部门,而非美国政府或国防产业,因此获取军用防伪计算机芯片和掌握先进武器系统制造能力正面临着越来越大的风险。正如美国防大学艾森豪威尔学院国家安全与资源战略系于2016年发布的研究报告所示,美国主要武器系统的半导体器件和软件子系统面临着过时淘汰的风险。

此外,谋求世界领先的硅材料加工能力,对确保美国在技术领域的优势和美军在现代战场的主导地位至关重要,因为它可促进导航、传感技术和电子战等新能力的发展。根据2014年美国防部的“可信代工计划”(TFP),当时只有IBM一家公司获许发展硅材料加工技术。然而2014年后,IBM却将半导体生产设备出售给格罗方德公司,此举可能对美国防部获取65纳米及以下半导体器件的能力造成重大打击。

半导体行业和市场的变化影响了F-35的现代化进程(即第4批F-35),正如官方声明强调的那样,目前F-35的数据处理器已满负荷运转,为了使第4批F-35能够正常工作,需要对现有处理器进行升级。鉴于美国企业的市场份额占比有限(2%或更低),国防部只能依靠格罗方德公司和一小部分传统计算机芯片生产商,来满足自身对数据处理器和其他半导体器件的需求。

美国除了要面对半导体器件和软件子系统濒临淘汰的风险外,其包括F-35在内的有人驾驶战斗机也面临着技术优势和战场优势丧失殆尽的风险。例如,正是得益于半导体设备性能的改善和重量的减轻,通用原子公司才能大规模研发和部署MQ系列无人机。这些无人机更具颠覆性,因为它们代表着一种全新的作战方式。而这种颠覆性在未来显而易见。例如,十年前有人认为无人机可以充当“空雷”,甚至可以作为能够集体行动的自导引“蜂群”,这些想法听起来跟上世纪的防空拦阻气球(barrage balloon)和风力气球炸弹一样荒谬,且毫无战术价值。然而,现在已经有算法能够让无人机遵守“发现并避让(see and avoid)”原则,而这种能力可以轻而易举地转化为“发现但不避让”。此外,2015年8月,美海军研究生院演示了无人机蜂群行动,当时由一名操纵者手动控制了50台无人机。随后,2016年11月,英特尔公司在佛罗里达州的“迪士尼之泉”举办了一场节日灯光秀,300台无人机按照精心设计的三维队形运动,而操纵者也是一个人。2017年,在Lady Gaga出演的超级碗中场秀中,同样有复杂多变的三维无人机编队助阵。此外,因无人机材质特殊,飞机撞上无人机的后果要比“撞鸟”更严重。这是因为鸟类在与飞机碰撞时会产生形变,从而吸收大部分撞击产生的能量。相比之下,无人机的材质是金属、塑料和其他不易发生形变的物质,因此任何遭受无人机撞击的飞机都会吸收更大的能量。最后,有人认为,从战术上讲,智能战机可能会给空战带来前所未有的杀伤力。通过不间断地向地面或机载控制站发送遥测信号,一架智能战机能够从失败中不断学习,并在近实时的情况下协助战斗中的其他智能战机进行调试。

结论和建议

所有版本F-35的采购数量约3000架,一旦开启全速生产,短期、小批量采购模式将变得不可取,因为这不利于洛-马公司和其他供应商对设备和员工进行长期投资,从而实现降低的目的。因此,国防部应该与白宫和国会合作,批准但不强行要求对F-35等主要武器系统进行长期多年采购。F-35项目办公室也应继续支持旨在降低生产和维护成本的项目,并以较为经济的方式扩大适用多机型、多批次的零备件采购数量。

此外,由于战机能力在很大程度上取决于半导体、电子设备和软件的进步,这就导致了国防部在该领域的研发和采购工作进展缓慢。因此,国防部应该将战机采购重点放在以下几个方面:

一是采购第六代武器系统及相关配件,以取代现役的五代机F-22和F-35;

二是采购攻防兼备的无人机;

三是采购可以远距离锁定并摧毁敌机的智能战机。

提出上述三项建议是为了加快研发和应用创新型武器及战术,并为新的国防承包商提供市场准入良机。
最后,包括兰德公司近期发布的空军项目综合分析在内的多份报告表明,F-35等主要武器系统的联合采购模式能否控制成本还有待进一步商榷,特别是在需要用相同设计满足不同军种、不同国家需求的情况下。相反,重点应当放在通用武器系统、组件和软件这些可以被多种平台共享,并且在联合采购中具有非经济价值的部分,这些价值包括在战役、战术层面增强各军种间的互操作能力,以及扩大美国及其盟友间的军工合作。

来源:知远战略与防务研究所 常逸昆/编译

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