來源:滾動播報
(來源:中國航空報)
張洋
8月15日,美國防部發(fā)布了美陸軍航空計劃執(zhí)行辦公室的一篇文章,主要從關(guān)鍵性能、數(shù)字工程應用、“魔颯”模塊化開放系統(tǒng)方法(MOSA)應用、研發(fā)模式四個方面,披露了MV75“未來遠程突擊機”(FLRAA)項目的一些信息。
一是關(guān)鍵性能方面。美陸軍稱“未來遠程突擊機”不僅僅是一型下一代旋翼機,也是該軍種在未來沖突中規(guī)劃、飛行和戰(zhàn)斗方面的一個飛躍。美陸軍航空計劃執(zhí)行辦公室“未來遠程突擊機”項目經(jīng)理、美陸軍上校杰弗里·波奎特將該型機的關(guān)鍵性能總結(jié)為“兩倍的航程,兩倍的速度”(Twice As Far, Twice As Fast),并稱“這是一種改變游戲規(guī)則的能力”。
二是數(shù)字工程應用方面。美陸軍稱“未來遠程突擊機”將成為該軍種實施數(shù)字工程的“探路者”項目,以作為一個模板展示美國防部采辦組織體系如何通過采用數(shù)字工程來增效降本,并加速能力的開發(fā)和試驗。波奎特稱,美陸軍為該項目建立了“一個只有單一真相源的共同(數(shù)字)環(huán)境”,并且“我現(xiàn)在就可以拿出手機,看看設計,看看進展到哪一步了……”他表示,“數(shù)字工程在前期會更快。這是對時間的投資,這是對智力資本的投資。但是當(進展到)建造原型機時,我們非常有信心,我們需要修復的任何東西都應該會很小且不昂貴,可以快速修復這些原型機,繼續(xù)進行試驗計劃,并盡快將它交付到作戰(zhàn)人員手中”。美陸軍航空計劃執(zhí)行辦公室“未來遠程突擊機”項目管理辦公室的技術(shù)管理部主管米歇爾·吉爾伯特補充說,在該項目中,數(shù)字工程還通過支撐更快速、更靈巧和更安全的操作,增強了“未來遠程突擊機”的使命任務。她透露該項目使用了“浮雕”(Cameo)系統(tǒng),這是一種通過模型和圖表來定義、跟蹤并可視化一套系統(tǒng)所有方面的合作式環(huán)境。
此外,該項目采用三維模型支持設計、制造和裝配流程,理順和簡化了從概念到執(zhí)行的開發(fā)?!拔磥磉h程突擊機”項目正使用基于模型的系統(tǒng)工程來創(chuàng)建系統(tǒng)架構(gòu)和需求的數(shù)字模型,并將它們合并到一個數(shù)字孿生體中,該數(shù)字孿生體定義系統(tǒng)、演示系統(tǒng)行為并預測性能。
吉爾伯特稱:“這是在建立一個數(shù)字線程,它捕捉系統(tǒng)和程序數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。數(shù)字線程提供了對系統(tǒng)更好的理解。我們還在利用合作式數(shù)字環(huán)境來近實時地訪問這些數(shù)據(jù)”。其中,性能模型被用來模擬和仿真“未來遠程突擊機”的性能,以理解其行為并調(diào)整其飛行控制律。吉爾伯特表示,“我們正在用數(shù)字化方式完成所有這些工作,以幫助確保在構(gòu)建物理系統(tǒng)之前,從人機接口的角度來看一切都是正確和合適的。目前有很多代表我們系統(tǒng)的數(shù)字模型,允許我們在制造原型機之前降低風險?!彼€說,該項目中數(shù)字工程策略是增量式的。
團隊目前專注于在原型機的開發(fā)過程中使用數(shù)字工程設計和記錄系統(tǒng)。隨著項目推進,這些工作將擴展到測試,最終整合來自飛機上的傳感器數(shù)據(jù),并將其與許多組織體系持續(xù)保障工具鏈接起來。目前尚未進入試驗與鑒定,優(yōu)先考慮的仍然是建立堅實的數(shù)字基礎,“使用我們的數(shù)字環(huán)境將試驗數(shù)據(jù)與飛機的系統(tǒng)設計鏈接到一起,有助于提高驗證流程的效率。它能幫助團隊將信息關(guān)聯(lián)到一起,而過去這些信息之間沒有關(guān)聯(lián)起來;這樣還能更容易地訪問所有支持程序的數(shù)據(jù)。這對于那些試圖鑒定我們系統(tǒng)的利益相關(guān)方來說非常有幫助。然后,我們的數(shù)字工程工作將擴展到支持持續(xù)保障。從概念上來說,部署的每架飛機都可以有自己的數(shù)字表示?!?/p>
吉爾伯特表示,團隊在使用各種數(shù)字工具的過程中遇到的一個結(jié)果是,它迫使開發(fā)者和政府“必須更深入地理解系統(tǒng),以及機載系統(tǒng)如何相互作用”。此外,這些數(shù)據(jù)工具已支撐了為所有的數(shù)據(jù)創(chuàng)建聯(lián)系。她還透露,“我們的辦公室里有虛擬現(xiàn)實技術(shù),它會定期更新,以反映設計中的系統(tǒng)?!痹谙到y(tǒng)設計過程中,采辦工程師可能無法完全掌握設計細節(jié),例如,機載液壓系統(tǒng)如何裝入和匹配全系統(tǒng)?!八鼈冞€沒有以物理形態(tài)存在,但我們可以訪問環(huán)境,戴上虛擬現(xiàn)實設備,他們就能準確地看到液壓系統(tǒng)在當前設計中的位置,并盡早發(fā)現(xiàn)問題和進行設計更改”。這種環(huán)境還可使機組人員從沉浸式虛擬訓練中受益,這種訓練加速了對不熟悉和高風險場景的準備,使飛機可以更靈活、可靠地適應未來戰(zhàn)場環(huán)境。
三是“魔颯”模塊化開放系統(tǒng)方法。美陸軍稱,數(shù)字工程提供了更快地設計、仿真和發(fā)展系統(tǒng)的工具,但“魔颯”確保了這些系統(tǒng)能以持續(xù)快速和靈活的方式構(gòu)建和升級。吉爾伯特表示,“魔颯”是一種實現(xiàn)某些特定具體目標的方法,不僅通過各種開放標準實施,也通過遵循特定的設計過程來確保體系架構(gòu)支持這些目標。她的團隊為“未來遠程突擊機”項目開發(fā)了一個架構(gòu)框架來指導系統(tǒng)應當如何構(gòu)建和分析,以確認它符合“魔颯”的目標。
她透露團隊對飛機上的基礎設施提出了一項名為“數(shù)字主干”(digital backbone)的需求,這是機載組網(wǎng)網(wǎng)絡,負責不同組件之間的數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)上集成的任何組件都必須遵循已定義的各項開放標準,目的是在升級能力時,不必更新機上的多個系統(tǒng),從而實現(xiàn)更容易的集成,類似于“魔颯”中的“即插即用”概念?!澳эS”通過實現(xiàn)組件的持續(xù)快速安裝和互換性,為飛機升級提供了模塊化和可擴展的解決方案,消除了與老式系統(tǒng)相關(guān)的集成復雜性,顯著縮短了停機時間,減少了改造工作。
吉爾伯特表示,她的團隊將確?!拔磥磉h程突擊機”項目有穩(wěn)健的流程和需求來設計和分析架構(gòu)及機載數(shù)字骨干。這一點再加上一個穩(wěn)健的知識產(chǎn)權(quán)策略來確保項目管理辦公室獲得適當水平的數(shù)據(jù)權(quán)利,就是“未來遠程突擊機”項目所用開放系統(tǒng)方法的概要。由于這些,“未來遠程突擊機”的升級和持續(xù)保障將變得更容易、成本更低,政府自身或第三方都會有能力進行一些持續(xù)保障,從而降低了對主承包商的依賴,有利于降低持續(xù)保障費用。
四是研發(fā)模式?!拔磥磉h程突擊機”項目重視作戰(zhàn)人員前期參與測試。美陸軍將裝備正式列裝部署前作戰(zhàn)人員的接觸稱為“接觸點”。按“接觸點”類型的不同,“未來遠程突擊機”項目采取了兩種做法,一種是利用實體模型開展用戶評估。如使用飛機實體模型來確保最優(yōu)化的座椅配置,以及用戶是否可以安全進出飛機。此外,在2025年春季舉行的一場用戶評估活動中,還觀察了作戰(zhàn)人員如何在系統(tǒng)上進行任務規(guī)劃,這將影響對任務規(guī)劃的軟件需求。
另一種是使用虛擬原型機仿真開展用戶評估。吉爾伯特透露她的團隊“正在使用虛擬原型機獲取用戶反饋,支持改變?nèi)藱C界面和飛行控制律等”。她透露,該項目自2024年4月以來在這方面已取得了進展。當時該項目已采用混合方法,使用中間層采辦模式和已開發(fā)的虛擬原型機進行了初步設計評審。2024年7月該項目進入里程碑B,轉(zhuǎn)為一個重大能力采辦計劃和在冊計劃。吉爾伯特透露,雖然在此階段短期內(nèi)將專注于完成詳細設計,但不會等到完成詳細設計后才建造原型機,這是因為該項目的采辦策略被有意設計為“一旦某個子系統(tǒng)達到了適當水平的成熟度,它就可以立即進入建造和裝配。即使設計和支持分析可能還沒有完整地文檔化,也可以開始構(gòu)建那些具有已知風險水平的子系統(tǒng)?!边@樣有助于在保持審慎的同時滿足各項具體的進度計劃目標。
目前,美陸軍計劃在2030財年開始為其首個單位列裝“未來遠程突擊機”,在2030年完成首個單位的成建制列裝。吉爾伯特透露,該項目正在建造和測試原型機,以支持在2028年進入里程碑C的進度計劃。
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