摘要:2025年6月11日,美國政府問責局發布了《武器系統年度評估》。本文選取該報告審查的重點空軍項目進行介紹,包括F-15“鷹”式被動/主動預警生存系統、高超聲速攻擊巡航導彈(HACM)、LGM-35A“哨兵”導彈以及遠程防區外巡航導彈(LRSO)。
關鍵詞:EPAWSS系統,HACM導彈,“哨兵”導彈,LRSO巡航導彈,美國空軍
F-15“鷹”式被動/主動預警生存系統(EPAWSS)
(圖源于美國空軍,若有侵權請聯系刪除)
1.項目簡介
美國空軍F-15“鷹”式被動/主動預警生存系統(EPAWSS)項目旨在對F-15機載電子戰系統進行現代化升級。該電子戰系統用于探測和識別威脅雷達信號,采取對抗措施,并干擾敵方雷達。項目采用重新配置后的其他軍機的軟硬件,以應對當前的電子戰威脅。美國空軍開發的EPAWSS系統,亦將整合到新的F-15EX型戰機上。美國空軍正在采購F-15EX戰機,以替換現役的F-15C/D機隊。
2.項目信息
- 項目時間線
2015年8月:項目啟動
2016年11月:系統開發
2017年2月:關鍵設計審查
2020年10月:低速率生產
2023年7月:開始作戰測試
2024年1月:結束作戰測試
2024年10月:全速率生產
2025年8月:初始能力形成
- 成本與數量
圖1.F-15 EPAWSS系統的成本與數量
目前預計的總數量包括5套研發用設備,以及99套用于F-15E和96套用于F-15EX的正式采購設備。根據項目方說法,EPAWSS系統的總采購成本預估下降,主要是因為納入了更多實際成本數據,并更新了生產工時與生產速率。但由于總數量減少,單價卻出現了上升。
- 軟件開發(截至2025年1月)
該項目采取了敏捷開發和瀑布式開發結合的軟件開發方法。軟件成本及其占總采購成本的比例暫無數據。項目方表示,其并未單獨追蹤軟件成本,且該項目的軟件開發已于2022年1月完成。
項目在系統開發過程中并未確定最小可行產品(MVP)。項目官員表示,原因是EPAWSS系統的性能參數在開發合同中已事先設定,限制了靈活性。此外,未來對已部署系統的升級將采用持續開發與集成的方式;屆時,升級內容可以根據用戶需求和軟件成熟度進行調整。項目計劃對信號處理器采用模塊化開放系統架構,以便未來升級。
- 項目合同
該項目的主承包商為波音公司。在研發階段,采用成本加激勵費用合同(CPIF)/成本加固定費用合同(CPFF)/固定總價合同(FFP);在低速率初始生產階段,采用成本加固定費用合同(CPFF)/固定總價合同(FFP)/固定價格加激勵合同(FPI)。
3.項目進展
美國空軍已將首批兩架安裝EPAWSS系統的F-15E部署至測試與訓練中心。據美軍官員表示,由于改裝時間比預期更長,因此該項目的全速率生產遭到推遲;2025年1月,美空軍已授出全速率生產相關合同。該項目仍面臨安裝進度滯后和供應風險的問題。
- 安裝進度滯后
據項目官員稱,主承包商已經采取改進措施,以應對在F-15E上安裝EPAWSS系統的延遲問題;但由于人力問題以及在改裝老舊飛機以適應新系統時發現的問題,改裝過程仍存在瓶頸。項目方預計將重新調整8架正在進行改裝的飛機的交付時間表。另有兩架飛機的改裝進度正常或超前。預計首架交付時間為2025年春季。總體來說,該項目難以建立一個穩定的安裝進度表。為彌補主承包商方面的延遲,美國空軍于2024年在F-15E的原定入庫維護期間進行EPAWSS系統的安裝工作。
- 供應風險
該項目仍在持續跟蹤“制造資源枯竭”(DMS)問題,自2023年10月以來,收到來自供應商的8條DMS預警。
高超聲速攻擊巡航導彈(HACM)
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1.項目簡介
美國空軍的高超聲速攻擊巡航導彈(HACM)是采取“中層采辦”(MTA)路徑的快速原型研制計劃,旨在開發一種常規的空射型高超聲速導彈,并可由F-15戰術戰機掛載。據官員介紹,該導彈采用兩級結構:一枚火箭助推器和一枚超燃沖壓發動機巡航器,巡航器在脫離助推器后繼續飛行,并最終俯沖攻擊目標。在快速原型研制階段,美空軍計劃制造13枚導彈,其中包括測試彈、備用彈,以及用于初始作戰能力評估的實彈。美空軍計劃在2027財年啟動快速部署工作,裝備更多導彈,并在決定全速率生產前繼續對導彈設計進行迭代優化。
2.項目信息
- 項目時間線
2022年9月:以“中層采辦”路徑啟動快速原型研制工作
2026年全年:啟動快速原型研制階段的飛行測試
2027年1月至3月:啟動快速部署
2027年9月:完成“中層采辦”路徑下開展的快速原型研制/取得初始能力
- 成本與數量
圖2.HACM導彈的成本與數量
- 軟件開發(截至2025年1月)
HACM導彈項目采用了敏捷開發和DevSecOps(開發、安全和運維)相結合的開發方法。軟件成本為8977萬美元(以2025財年美元計),占總采購成本的4.56%。此外,該項目軟件開發已完成26%至50%的工作量。
根據評估,該項目軟件開發的風險有所升高。項目官員表示,HACM導彈項目正與國防部其他項目在軟件開發與集成方面進行協作,以節省時間與資金。但這種節省能實現的前提是:參與協作的各個項目時間表一致,且承包商能提供充足人員。而項目辦公室表示這一前提條件尚未達成。不過,該項目的網絡安全戰略已于2024年4月簽署獲批。
- 項目合同
該項目的主要承包商是雷神導彈與防御公司,采取的合同類型為成本加固定費用合同(CPFF)。
3.領先產品開發實踐借鑒情況
表1.HACM導彈項目領先產品開發實踐借鑒情況(截至2025年1月)
HACM項目正在采用一些領先的產品開發方法。具體而言,該項目優先考慮那些能夠快速部署的功能,并正在完善需求,以界定最小可行產品中將包含的能力。項目預計將在2025年完成最終設計審查時,明確這一初始能力集。項目官員表示已經就導彈設計征求了用戶反饋。采辦戰略也為后續持續升級預留了空間。
該項目已經啟用了數字主線,用于將各相關方與系統數據連接起來。但該項目并不打算實現真正的數字孿生。不過,據稱項目已在設計階段已采用其他數字工具,包括為每個部件建立帶有序列號的高精度數字信息;這些數字部件可以裝配成原型數字模型,并通過基于性能的仿真系統來運行。
項目方不認同美國政府問責局關于其未采用模塊化開放系統方法的評估,其表示已經采用了某一版本的“武器開放系統架構”標準,該標準滿足了模塊化開放系統方法的多個關鍵要求。但美國政府問責局表示該項目缺少實體模塊化需求,因此仍認定為并未采用模塊化開放系統方法。
4.項目進展
- 進度落后、飛行測試次數減少
HACM導彈項目進度落后,目前項目方正在與主要承包商協調制定新的進度基準,但仍堅持在5年內完成快速原型開發的總體時間框架。原定于2024年3月舉行的首次設計審查被推遲到2024年9月進行。相關官員表示,這是因為最終硬件設計尚未敲定,且需要更多時間驗證系統的初始配置是否適用于首次飛行測試。另一場評審計劃于2025年進行,屆時將驗證系統的完整作戰配置,以支撐最終飛行測試。
據稱,延期將使該項目在5年快速原型開發期間可進行的飛行測試次數從7次減少到5次。盡管測試次數減少,項目方仍對未來導彈具備作戰能力充滿信心,預計將實現所有“中層采辦”計劃的目標。
- 超額預算
除了進度滯后,承包商還預計項目成本將大幅超出原定預算基線。不過,項目官員表示,取消的兩次飛行測試計劃將縮減工作量,從而帶來一定的成本節約。
- 優化設計,便于規模化生產
為支持空軍“更快擁有更多導彈庫存”的目標,HACM項目已修訂其轉型策略,持續優化導彈設計,使其便于制造,并擴展工業基礎產能。美空軍還在快速原型開發計劃之外額外訂購了一批導彈,以支持設計迭代,同時避免快速原型開發與快速部署階段之間出現生產中斷。
- 轉向快速部署,獲得初始能力
鑒于全球大國競爭加劇以及應對威脅的緊迫性,空軍已將HACM導彈項目的重點從原先的原型驗證轉變為在2027財年具備作戰能力的項目。隨著目標的轉變,當前工作的首要任務是確保按期交付,并持續推進系統部署,目標是在2027財年交付最小可行產品。該項目正在通過建模仿真、地面測試和飛行測試數據來驗證和確認系統在各種作戰情境下的性能表現。
LGM-35A“哨兵”導彈
(圖源于美國空軍,如有侵權請聯系刪除)
1.項目簡介
美空軍的“哨兵”(Sentinel)項目前身為“陸基戰略威懾系統”(GBSD),旨在取代“民兵”Ⅲ洲際彈道導彈系統。“哨兵”項目規模龐大,涵蓋了新型導彈、指揮控制系統和地面系統的開發,同時還包括替換“民兵”Ⅲ導彈的基礎設施。該項目有望增強核三位一體中陸基部分的能力、安全性與可靠性。由于“哨兵”項目在2024年1月向國會報告了嚴重的單位成本超支,因此美空軍正在重組該項目。
2.項目信息
- 項目時間線
2016年9月:項目啟動
2020年9月:開發啟動
時間待定:關鍵設計審查
時間待定:低速率生產
時間待定:結束作戰測試
時間待定:初始能力
時間待定:全速率生產
- 成本與數量
圖3.LGM-35A“哨兵”導彈的成本與數量
(藍色部分為研發成本,白色部分為采購成本)
圖3中,總數量包括25枚用于研發的導彈和634枚正式采購的導彈。隨著項目推進至新的開發啟動決策節點,成本估算會有所修訂。圖示柱狀圖僅反映了研發費用和采購費用,總采購成本可能還包括軍事設施建設費用以及采購運營與維護費用。
- 軟件開發(截至2025年1月)
LGM-35A“哨兵”導彈項目采用了敏捷開發和DevSecOps相結合的開發方法。軟件成本為32.71億美元(以2025財年美元計),占總采購成本的2.53%。此外,該項目軟件開發僅完成1%至25%的工作量。
“哨兵”項目的軟件開發自2021年1月啟動以來,進展持續慢于預期,各項軟件開發指標也未能按計劃推進。用于首次飛行測試的軟件認證已推遲了4年。這一階段的軟件本應是“哨兵”項目軟件開發中工作量最小且最簡單的部分。延誤引發了項目官員對主承包商能否按時完成整個軟件開發的嚴重擔憂。在報告嚴重成本超支后,項目正在進行整體重組,其中也包括對軟件開發計劃的更新調整。
項目官員表示,雖然要求進行網絡安全測試,但主承包商聲稱不清楚具體需要哪種類型的測試。因此,項目官員計劃在當前的重組過程中進一步明確網絡安全測試要求。此外,項目官員還在更新整個網絡安全戰略,以確保對所有必要組件都能進行充分的網絡安全測試。
- 項目合同
“哨兵”項目的主承包商是諾思洛普·格魯曼系統公司,采用的合同形式是成本加激勵費用合同。
3.領先產品開發實踐借鑒情況
表2.LGM-35A“哨兵”導彈項目領先產品開發實踐借鑒情況(截至2025年1月)
“哨兵”項目已建立初步的數字主線,用于貫通設計成果、需求與架構信息,并正在推進該主線向詳細產品設計與驗證延伸。項目方表示,將在其采辦策略與系統工程計劃中,開發并優化一個最小可行產品。此外,項目還計劃更新系統工程文檔與數字工程戰略,以反映數字孿生能力的融入。項目方稱,將在實現全面作戰能力時完成數字孿生系統的開發,但具體時間尚未確定。
4.項目進展
- 成本超額,項目重組
2024年1月,美國空軍宣布“哨兵”項目的單位成本突破了法定上限,預計成本相比預算基準上漲至少37%,這屬于重大成本突破。美國防部指示空軍對該項目進行重組,以查明并解決造成成本嚴重超支的根本原因,并建立合理的管理結構,防止未來出現類似的成本失控。
截至2024年9月,“哨兵”項目官員表示項目的重組仍在進行中,項目方正在重新評估包括發射設施在內的多個武器系統采購與設計環節。在重新評估過程中,國防部成本評估與計劃鑒定局(CAPE)判斷:如果“哨兵”項目進行合理修改,重新設計發射設施,則其總成本相較于2020年9月成本預算將可能增長81%,相當于1706億美元(按2025財年美元計)。
該項目正在繼續評估是否可以通過重新設計部分系統來降低成本。項目方認為,制定可靠的時間表以及完善發射設施與發射中心的設計,是明確項目實際成本所必需的工作。但由于項目還在重組中,目前無法確定這些工作何時能完成。另外,導彈設計的某些部分仍不成熟,這也可能會推高項目成本。
一些重點重組的領域可能包括:1)和外部單位合作,重新評估并確認項目需求;2)內部組織結構調整;3)推進已經成熟的部分,同時評估采購策略是否要修改。目前的重點是厘清并解決影響系統性能的深層問題。具體來說,這需要:深入檢查管理架構以及與主承包商的合作關系;改進系統工程流程和基礎設施部署;強調合作關系和公開交流;整合流程,確保能交付關鍵的威懾能力。
- 技術成熟度低
根據項目方說法,在該項目的18項關鍵技術中,目前僅有2項已成熟,15項尚在接近成熟的過程中。有1項關鍵技術正處于設計修改階段,項目方無法給出其成熟度評估。該項目計劃在首次飛行試驗(預計2028年3月)和完整系統功能測試(預計2030年12月)時完成大多數技術的成熟化與展示。
由于該項目啟動研發已超過四年,而關鍵技術大多仍未成熟,這使人質疑:使這些技術成熟的所需的工作量究竟還有多少,以及此前批準項目推進的成本估算是否可靠。
遠程防區外巡航導彈(LRSO)
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1.項目簡介
“遠程防區外巡航導彈”(LRSO)武器系統是一種生存能力強、具備核打擊能力的遠程巡航導彈,用于突破敵方先進防空系統。LRSO巡航導彈將替代現役的空射巡航導彈(ALCM)。LRSO巡航導彈的彈體由美國空軍負責研制,而其核彈頭(W80-4)則由美國能源部(DOE)負責。該導彈的核彈頭正在進行“壽命延長計劃”,與導彈的研制同步進行。一旦整合到現役和未來的轟炸機上,LRSO巡航導彈將有助于實現美軍核三位一體中轟炸機部分的現代化。
2.項目信息
- 項目時間線
2016年7月:項目啟動
2021年6月:開發啟動
2023年2月:關鍵設計審查
2027年5月:低速率生產
2028年12月:結束作戰測試
2029年3月:全速率生產
2030年5月:初始能力
- 成本與數量
圖4.LRSO巡航導彈的成本與數量
總數量包括67枚用于研發的導彈和1020枚正式采購的導彈。圖中顯示的僅包括研發和采購成本。但總成本還可能包括軍事設施建設費用以及采購相關的運營和維護費用。此外,圖中提到的成本與數量僅涉及LRSO巡航導彈彈體(不含核彈頭)。
- 軟件開發(截至2025年1月)
LRSO巡航導彈采用多種軟件開發方法,包括:敏捷開發、瀑布式開發、增量式開發,以及DevSecOps。軟件成本約為1.85億美元(以2025財年美元計),占總采購成本的1.19%。此外,該項目軟件開發距離完全滿足需求,已完成51%至75%的工作量。
該項目共有13個軟件發布,目前已完成8個;但核安全認證仍然是項目重點關注問題。一個獨立審查團隊發現,該項目軟件未能滿足空軍政策中規定的某些核安全要求。項目辦公室和主承包商正在解決這個問題,但目前的風險在于,原計劃大量復用現有軟件的打算可能落空;如果需要重新開發新軟件,就可能導致項目延期。
項目方還表示,剩下的網絡安全評估工作也已延遲,這是因為優先安排了其他測試任務,并希望等系統足夠成熟后再進行網絡安全測試。項目計劃在2025年9月進行下一輪網絡安全測試,最后一次全系統評估則安排在兩年后的2027年9月。不過,項目方強調:這些延期不會影響導彈的投產時間和初始作戰能力的實現。
- 項目合同
LRSO巡航導彈項目的主承包商是雷神導彈與防御公司。采用的合同形式為成本加固定費用合同(CPFF)。
3.領先產品實踐借鑒情況
表3.LRSO巡航導彈項目領先產品開發實踐借鑒情況(截至2025年1月)
對于LRSO,美國空軍沒有采用迭代式開發方法,也不打算先推出最小可行產品。相反,美空軍打算一次性部署全部作戰能力,沒有分階段交付或后續迭代功能的計劃。不過,項目方表示采取了一些類似最小可行產品開發路徑的方法,比如在簽訂合同前先與用戶溝通,細化需求。
空軍目前沒有使用數字孿生模型,數字主線也在建設當中。美空軍計劃未來為關鍵子系統建立數字孿生模型,但行業最佳實踐表明,系統級的數字孿生能幫助更好地預測全集成系統的表現。項目方預計到2028年完成數字主線建設,用于后期生產和保障。
項目采用了模塊化開放系統架構(MOSA),如航電和傳感器等組件將來可以進行升級替換。項目在2025財年申請采購長周期物料(long-lead items)的資金。由于開發測試會持續到2026年9月,如果測試中發現問題,就可能需要修改這些已采購的長周期物料,因而帶來一定風險。
4.項目進展
- 進度滯后
LRSO巡航導彈項目的成本和進度估算在2024年沒有變化。該導彈的技術成熟度相比上次評估略有提高,但6項關鍵技術中仍有3項只處于接近成熟的狀態。這些技術預計要到2025財年才會完全成熟,也就是比項目開發工作啟動晚了4年。
- 核彈頭技術成熟度低
美國能源部負責的核彈頭部分也包括一系列關鍵技術,但目前只有35%的技術被認為已成熟。相關官員承認,之前錯誤地高估了一些技術的成熟度。據美國能源部預計,要到2026財年才能實現核彈頭的所有關鍵技術全部成熟。和導彈彈體一樣,核彈頭也并未遵循“開發前應以成熟技術為基礎”的最佳做法。這種情況將帶來未來成本上升和進度拖延的風險。
項目方表示,LRSO巡航導彈項目已經成功完成9次地面測試和4次飛行測試。能源部則表示,到2025財年末,核彈頭的關鍵技術將達到80%的成熟度,以支持最后的設計審查環節。這樣一來,核彈頭還能實現在2027財年完成第一件實物的生產目標。
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