B-21“突袭者”远程轰炸机

来源:知远战略与防务研究所 时间:2017-09-29
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摘要

美国国防部正在研制一种新型的远程轰炸机,B-21“突袭者”远程打击轰炸机(此前被称为LRS-B),并提议至少采购100架。B-21首先将取代超期服役的B-1和B-52轰炸机,未来将替换B-2轰炸机。

2015年夏天,美国空军对外公布了B-21轰炸机项目及其初步细节,而在此前,B-21轰炸机的研制都是在高度机密的情况下进行的。虽然B-21的技术规格和其他数据仍未公开,但是有关经费预算、采购战略、采购数量等许多细节,以及B-21项目的其他很多内容现在都已对外公布。

美国政府2018财年用于B-21研制的经费预算为20亿美元。作为涉及国防和核政策问题以及耗资巨大的新的大型防务项目,B-21会受到国会的高度关注。

一、简介

2015年10月27日,美国国防部宣布,授予诺斯罗普·格鲁曼公司研发新的远程打击轰炸机(Long Range Strike-Bomber,LRS-B)的合同。随后,空军部长宣布,新的远程打击轰炸机将被命名为B-21“突袭者”,以纪念第二次世界大战中的“杜利特空袭东京行动”1。

B-21轰炸机能够突破先进的防空系统,具有较强的突防能力,既能携带常规武器,又能携带核武器实施核打击2;既能由机组人员操作,也能实施远程遥控操作。该机预计将在2020年投入使用,初期购买数量为100架。

B-21是美国空军的三大重点采购项目之一3。

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图1.B-21轰炸机

资料来源:美国空军。

二、历史

1.下一代轰炸机

B-21轰炸机项目是由美国空军“下一代轰炸机(NGB)”项目发展而来的4。2004年美国国会提出一项探索新技术的倡议,2006年的四年国防评估报告(QDR)中呼吁发展下一代轰炸机,并于2018年投入使用。作为对以上两个事件的回应,下一代轰炸机项目被提上议事日程。NGB项目寻求开发一种新的陆基、远程突防打击能力,以补充现代化的远程打击力量5。

2006年以前,美国空军曾表示,B-1、B-2和B-52轰炸机足够应用到2037年。到那时,一些先进的技术,比如高超音速巡航技术将发展成熟,并被用于后续发展的轰炸机。2006年的四年国防评估报告呼吁研制新型轰炸机,2018年开始服役,使空军部署新型轰炸机的计划几乎提前了20年的时间。

两家公司参与了NGB项目的竞争:诺斯罗普·格鲁曼公司和由波音公司和洛克希德·马丁公司组成的团队6。两家竞争团队都有现代轰炸机设计和制造的经验:诺斯罗普是B-2轰炸机的主承包商,波音公司是B-2轰炸机的主要分包商。洛克威尔国际公司(后来被波音公司收购)是B-1的主要承包商。波音公司是B-52的主要承包商。

从2004到2009财年,美国国防部用于空军NGB项目的研发预算超过14亿美元。在完成了这些初步的研究工作之后,时任美国国防部长罗伯特·盖茨宣布,他将建议推迟NGB项目的启动:“在我们更好地了解了必要性、需求和技术之前,我们不会启动空军新型轰炸机项目。”7与NGB有关的几个问题还没有得到解决,最主要的是它要不要具备无人作战能力,以及是否需要具备核打击能力。这些能力中的任何一项都将增加系统的成本和复杂性。

2.远程打击轰炸机

在2009年取消了NGB项目以后,美国空军和国防部官员进行了一次“前端分析(front-end analysis)”,提出了与完成远程打击任务相关的其他一些不同概念,包括:挂载远程防区外发射武器、常规弹道导弹、空海基巡航导弹,以及其他配置的大型飞机8。2011年,在对多个选项进行了充分考虑之后,国防部长盖茨批准了空军的请求,继续研发载人突防轰炸机。据报道,LRS-B在概念上与NGB有不同之处:

与LRS-B相比,NGB更加雄心勃勃,价格高昂,部分原因来自于对飞机几乎可以独立作战这样一种假想,从而极大地提高了对飞机的需求。为此,NGB需要有自己的情报及其他功能,而LRS-B将通过已经部署的空军平台的网络获得这些支持9。

随后,美国国会在2011财年的国防授权法案中进行授权,决定启动NGB的后续项目,与此相应,NGB项目成为远程打击轰炸机项目,简称LRS-B10。值得注意的是,NGB项目的取消仅导致非保密经费(unclassified funding)中断了两年,如表1所示。LRS-B项目的经费来源与其前身NGB相同11。

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表1.2004财年到2017财年NGB/LRS-B的经费数额(单位:百万美元)

资料来源: 2018财年及之前空军研究与发展证明书(Justification books)

项目的名称虽然因源而异,但在大多数情况下被称为“远程打击轰炸机(Long Range Strike (Bomber)或Long Range Strike-Bomber)”。这种叫法暗示美国空军可能正在发展其他远程打击系统和/或补充性的系统(比如传感器和/或通信能系统),使轰炸机具有远程打击能力。在LRS-B计划首次公开发布初期,空军的官员证实,远程打击轰炸机只是一组项目中的一个,其他未指明的项目将为轰炸机提供作战支持12。

两家竞争公司已经提交了LRS-B设计方案。2015年10月27日,美国空军部长黛博拉·李·詹姆斯(DeborahLee James)宣布,国防部打算将LRS-B的研制合同授予诺斯罗普·格鲁曼公司。另一个竞争对手,波音公司和洛克希德·马丁公司,对此表示抗议。2016年2月16日,美国政府问责署(GAO)拒绝了这一抗议。

三、基本设计

虽然B-21轰炸机的详细设计仍然是保密的,但是空军已经公布了该型轰炸机的效果图,其设计围绕以下三个具体能力展开:

1.一个大而灵活的武器载荷舱,能够挂载现有和未来的多种武器。2.航程(目前保密)。3.按照2010财年的美元不变价格计算,空军公开宣布的每架飞机的平均采购价格预计为5.5亿美元,公布这一价格的目的是鼓励参与竞争的生产厂家对飞机的设计进行限制。5.5亿美元的价格是以购买100架飞机为基础确定的,数量的变化可能影响实际成本。该单机价格是采办该型号飞机的关键指标参数,意味着如果参与竞标的公司无法满足这个价格要求可能会取消竞标。在该项目的合同授予声明中,诺斯罗普竞标成功的独立成本估计为5.11亿美元,相当于2016财年的5.64亿美元14。

从公布的效果图(图1)看,B-21采用了与B-2类似的飞翼布局,但外形比B-2有所简化。

B-21的最初版本设计为有人驾驶飞机,在形成初始作战能力(IOC)几年后可能会增加无人驾驶技术。

B-21的核打击能力也需要在初始作战能力具备后两年左右的时间内才能形成。这方面的技术细节很少被披露出来。虽然美国空军未提及轰炸机的飞行速度,但结合航程远、载荷大、经费数量可以看出,B-21将为亚音速轰炸机。B-21的大量细节,比如大小、隐身性、结构、发动机数量类型、挂载武器以及机载传感器等都处在保密状态,因此,要对飞机的成本做出估计,非常困难。

什么是飞机的隐身性能?

“隐身”或“低可观测”飞机是指那些很难让敌人探测发现的飞机。通过采用特殊外形设计减少飞机的雷达信号特征、使用特殊涂层、密封缝隙以及其他措施实现。隐身还包括减少飞机在其他方面的信号特征,敌人可能通过探测发动机热辐射、机载雷达或通讯设备的电磁辐射以及其他信号发现飞机。

实现这些信号特征的最小化是要付出代价的。为实现隐身目的而对飞机进行的外形设计方法多种多样,完全不同于为了实现速度要求对飞机进行的外形设计。覆盖飞机发动机或使用较小的动力装置就会降低飞机的性能;降低飞机的电磁特征就会导致在设计和战术上做出一些妥协让步。隐身涂层、接入端口和密封圈可能需要比传统飞机更多的维护时间和更高的成本。

由于美国空军获得了隐身飞机方面的大量经验,从F-117到B-2、F-22和F-35,飞机的技术水平不断提高,使用隐身飞机进行作战和维护飞机的成本大幅降低15。B-21将从这些经验和知识中获得好处,尽管为了实现隐身需要在飞机性能方面做出一些妥协不可避免16。

四、技术成熟度

国会研究处之前的一份研究报告指出,从B-21经费安排和研制计划可以看出,在合同授予之前飞机研制实际是上已经完成了很大一部分工作17。空军后来证实了这一点,负责此项目的高级官员说,两套竞争方案的细节和开发都具有异乎寻常的高水准,但主承包商还未确定。飞机隐身设计正在进行深入论证,以应对当前及未来的威胁,方案最终设计将要细化到维修面板级别18。这种高水平的技术准备状态有助于解释为什么空军期待从授予合同到形成初始作战能力大约只需要10年时间,而其他技术同样复杂的飞机,如F-22和F-35却花费了20多年的时间19。

主要子系统的风险消减工作已经完成,两家竞争对手的设计方案都采用了大量现有子系统,有些子系统做了特定的改进。因此降低了技术风险,缩短了未来工程制造与开发阶段(EMD)所需要的时间。事实上,尽管没有使用国防部的技术成熟度要求对项目进行评估,但项目官员表示,B-21投入生产不需要进一步的技术开发2021。美国防部认为,B-21最具挑战的环节在于EMD阶段的技术集成部分。

空军官员强调,B-21是一组项目中的一个,是分布式传感器和通信网络的一个更大的节点,更详细的细节还没有完全公开。尽管对整个大系统所有组成部分的成熟度或稳定性进行测试不太可能,但是B-21的设计从一开始仍然考虑了与整个系统的连接问题。未来,一旦外部系统发生变化,B-21将要进行相应的调整。

B-21将采用开放式系统架构,与在F-22、B-2等飞机平台上经过验证的系统架构相似。开放架构允许来自不同供应商的新传感器或其他子系统容易集成到飞机中。这意味着初期的B-21能够以较低的难度集成更先进的技术,也意味着先进传感器及其他成本昂贵的子系统可以独立于飞机之外开发,甚至可以推迟研制开发的时间。这与早些时候关于B-21是复杂系统之子系统的可能性的评论吻合,并暗示一些相关的能力可能正在其他预算项目中进行开发。

五、采购策略

尽管B-21是美国空军的大项目,但其采购策略却是非传统的,不同于常规的采购流程。B-21由美国空军快速能力办公室(Air Force Rapid Capabilities Office,AFRCO)负责管理。负责管理该项目的经费开支和人数配置均少于重大项目通常的配备规模22。尽管如此,B-21将被指定为重要国防采办项目,需要符合纳恩—麦克柯迪(Nunn-McCurdy)法案的要求23。

美国空军计划,初期先以小批量试生产形式分五个批次采购20架B-21。在启动这些批次的飞机生产之前,美空军计划采购两到三架测试机。2015年10月23日,美国国防部负责采办、技术和后勤的副部长弗兰克·肯德尔(Frank Kendall)选择诺斯罗普·格鲁曼公司(Northrop Grumman)为主要承包商,该项目也于同日正式启动。据负责项目的官员称,宣布该项目的承包商构成“里程碑B”事项,但是由于该项目执行的是快速采办程序,所以“里程碑B”评审需要的所有步骤是否已经完成,目前还不清楚24。随后,空军宣布,B-21已经通过了初步设计评审,这是“里程碑B”之前通常需要的步骤25。

美国国防部提议,B-21轰炸机研制采取“成本加奖金(cost-plus-incentive-fee)”的合同形式,此后再采用固定价格进行采购26。此决定一出立即遭到了大量批评。

六、经费预算

如表1所示,B-21的年度经费在过去几年中显著增加。与此同时,每年的“未来几年国防计划(Future Years Defense Program)”中与B-21相关项目的资金在接下来的5年里大幅增加。

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图2.B-21年度经费安排计划

资料来源:相关年份的空军研究与发展证明书(Justification books)

然而,如图2所示,在2017财年的政府预算提案中,年度经费计划发生了变化,比往年减少了35亿美元。空军的高级官员表示,经费修订的原因是B-21的实际报价比美国空军和国防部成本分析和方案评估办公室(DOD’soffice of Cost Analysis and Program Evaluation)给出的预算价格低得太多导致的。

目前的非保密预算计划不包括B-21的采购经费,也没有解释初期小批量试生产(Low Rate Initial Production,LRIP)是否使用采购或研发经费购买。

七、生产基地

诺斯罗普·格鲁曼公司打算在加利福尼亚州帕姆代尔的空军42号厂房建造B-21飞机,该工厂以前曾用于生产B-2轰炸机。目前,该公司正在现场施工生产F-35飞机部件和“全球鹰(Global Hawk)”、“特里同(Triton)”无人机,这些工作将与研制B-21的工作同时进行。虽然交货时间表还没有公布,但生产线的准备工作已经进行一段时间了27。

2016年3月7日,美国空军公布了B-21主要分包商名单,但没有对他们将提供的飞机部件进行说明。这些分包商是:

普拉特·惠特尼集团公司,康涅狄格州的东哈特堡东哈特福德;

英国宇航系统公司,新罕布什尔州纳舒厄;

吉凯恩(GKN)航宇公司,密苏里州圣路易斯;

雅尼克工业公司,华盛顿州世德罗-伍利;

轨道阿联特技术系统(ATK)公司,犹他州克里菲尔德和俄亥俄州代顿;

罗克韦尔·柯林斯公司,爱荷华州锡达拉皮兹;

势必锐航空系统公司,堪萨斯州威奇托。

B-21的研制合同授予了诺斯罗普·格鲁曼公司,而洛克希德·马丁公司将继续为国防部研制特定用途的战斗机,如图3所示。

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图3.美国固定翼载人军用飞机项目

 来源:蒂尔集团。

八、国会的问题

1.采购多少架B-21轰炸机

在最初发布有关B-21的信息时,空军宣布它希望购买80到100架B-21轰炸机。随后,在2017财年提交的预算报告和国会的证词中,这一数字被确定为100架。

我们打算最少采购100架B-21,这样才能确保美国空军空中力量在本世纪处于优势地位。采购至少100架B-21还能降低生命周期总体成本(lifecycle ownership costs)。此外,我们还在继续研究未来轰炸机部队应该确定为多大规模更加合理28。

美国空军发言人证实了这一数字的准确性,称在空军全球打击司令部的请求下,“2016年春季”这一数字发生了变化。他说,当时,美国空军确定了采购100架B-21,但这个数字是B-21机队的最小数字而不是最大。发言人说:“我们需要至少100架B-21“突袭者”飞机,与传统轰炸机混合使用,以满足未来战区指挥官的要求29。

B-21将取代目前正在使用中的76架B-52和63架 B-1战略轰炸机。B-52从上世纪60年代开始服役;B-1从上世纪80年代开始服役。

20世纪90年代采购B-2时,最初计划的采购数为132架。但是最终只获得了21架B-230。 B-2的主要目的不是取代现有轰炸机,而是为机队增加隐身能力。可以说,B-2作为一种提高能力而不是要去替换老式飞机的飞机,所以减少购买数量更容易一些,因为增加任何数量的B-2都会使轰炸机作战的能力比以前更强。

相比之下,美国空军计划到2040年将B-52轰炸机和B-1轰炸机退役。即使全部购买了计划的100架B- 21,那么在B-52和B-1轰炸机退役后,轰炸机的数量也会从159架减少到120架。尽管数量并不直接等于能力,但是B-52和B-1退役给B-21提出了最低的数量要求,B-2已经是不可能满足这种需求了。在证词中,美国空军负责战略计划、项目和需求的副参谋长说,美国需要一支165架轰炸机的机队31。

另有一些人则认为,轰炸机力量太小,国防部应该多采购B-21,而不是只买100架。例如,退休空军中将迈克尔·莫勒(Michael Moeller)在一篇论文中就建议使用150—160架战斗编号的轰炸机,需要至少200架B-213233。

(1)旧的轰炸机是否要延长服役年限?

在决定是否和如何快速获得B-21的过程中,国会希望要在新飞机的成本和保证飞机的性能两者之间进行权衡,并且可以考虑延长现有B-52和B-1的服役期限。这是一个具有挑战性的设想,特别是B-52轰炸机将要服役80年,这种使用寿命是前所未有的。除了B-52在不断发展的防空环境中的作战适应性之外,维护和操作一架服役80年的飞机的挑战还不得而知。也就是说,多年来,许多B-52的系统已经经过升级和更换,生产时间并不一定代表飞机已经到寿退出现役34。

(2)B-21什么时候能够装备部队

预算文件和在国会的证词都显示,B-21预计将于本世纪20年代中期形成初始作战能力。最近,空军的声明提到初始作战能力形成的时间可能要往后延期。

美国空军全球打击司令部司令罗宾·兰德(Robin Rand)对记者说,B-21轰炸机“进展得很好”……看来,“在本世纪20年代中期,我们将会拥有第一架B-21飞机”,在“20年代后期”,B-21飞机将形成初始作战能力。他多次强烈建议美国空军购买“至少100架”轰炸机,“确保在30年代末能够全部装备部队”。如果要实现这样的要求,那么每年就必须生产5架左右B-21飞机35。

目前还不清楚“20世纪20年代后期”形成初始作战能力这一提议是否会受到项目问题、预算紧缩以及其他问题的影响。这个说法可能有误,但是在随后的空军证词中却没有对这一说法提出反对意见。

2.价格问题

(1)还有哪些预算项目支持B-21?

空军副参谋长在证词中说:“毎架B-21的平均采购成本以2016年的美元不变价格计算为5.64亿美元,这是空军能够负担得起的能力36。”

如上所述,B-21设计的许多方面仍然处于保密阶段,要想对飞机的成本进行验证还有较大困难。此外,在空军研究、开发、测试和评估领域中列出的B-21的非机密预算仅为该项目资金的一部分,是否B-21本身还享受额外的机密经费的支持不得而知。空军官员已经声明,B-21是一组项目中的一个,而且相关技术的研究工作仍在继续。目前还不清楚,B-21为了完成其任务,要在多大程度上依靠其他系统。然而,如果这些系统对B-21完成某些或全部任务是至关重要的,那么用于研究这些技术的费用就可能被认为是B-21费用的一部分。

但是,国防部并没有公开确认过这些支持系统。

众议院和参议院通过的《2017财年国防授权法案》中包含了国防部披露的B-21的总体成本要求。但是,这些条款并没有出现在最后的会议报告中37。

(2)核打击能力的成本

如前所述,早期的“下一代轰炸机(Next-Generation Bomber)”项目中的一个问题是,使轰炸机具有核打击能力会不会增加飞机的成本。对B-21来说,对这一问题的回答是肯定的。国会希望在B-21具有核打击能力与其他投送核武器方式之间进行权衡分析。关于“三位一体”核打击能力每条腿的威慑能力的作用是一个长期争论的问题,就像对突防平台和防区外武器的成本/有效性问题的争论一样。后一个问题再次出现在国防部关于发展远程防区外导弹(平常所说的LRSO)和“武器库飞机(Arsenal Plane)”的提议中(参见脚注8)。远程防区外导弹或者陆基洲际弹道导弹是否具有与轰炸机一样的灵活性,以及任何额外的灵活性所要付出的成本,都可能成为国会要考虑的问题,不只是对B-21飞机,还包括其他的核现代化项目38。

3.采购程序问题

(1)B-21应该使用什么类型的合同?

如上所述,B-21采用成本加奖金的合同方式,然后再采用固定价格进行采购。参议员约翰·麦凯恩公开质疑签订这样的合同,认为还是采用固定价格合同的模式对政府更有利:

麦凯恩说,“我已经告诉他们了,我绝对不会给这样的成本加合同(cost-plus contract)授权”。“如果你搞了一份成本加合同,告诉我,不会再产生额外的费用,那么我会重新考虑的。五角大楼的人搞不清楚,还觉得这种方式是可以接受的,真是让人恼火39。”

另一些人指出,在重大技术问题得到解决的情况下,签订固定价格的合同会更好,如果该产品有广阔的市场,即使研制成本高于固定价格,也可以让承包商收回其开发的成本。

在对B-21的采购策略进行评估时,国会将要考虑,已经宣布的子系统的风险消减到底在多大程度上实际降低了整个B-21项目的技术风险。国会也可能在考虑,要么固定研制成本,飞机所需的能力就可能有些实现不了;要么固定技术要求,制造商就可能要承担成本增加的风险40,还要考虑改变已经在执行的采办策略将会带来成本增加的问题41。

在这种背景下,需要值得注意是,国防部已经发现“合同类型的使用与成本或进度之间没有统计相关性42”。

(2)成本估算的准确性

如上所述, B-21的竞标价大大低于国防部独立评估给出的价格。过去,承包商被指控为了赢得合同而给出不切实际的低价格,然后利用各种优势来争取更高的拨款。就像目前的合同一样,采取成本加奖金的研制方式,似乎给政府带来了增加成本的风险,而采取固定价格的采购方式则很可能增加承包商的成本。

国会希望对国防部的成本估算进行讨论,以弄清国防部为什么给出了远远高于承包商实际出价的原因。此外,国会希望利用其监督机制确保合同按照签订的价格完成,或者选择一种承包商责任最大化的合同类型,确保能够按照投标的价格进行研制。

4.监督问题

(1)快速采购计划的监督

B-21通过非传统方式进行采购,由空军快速能力办公室而不是标准专用项目办公室负责。尽管这种方法可以提高采办速度和便利程度,但是国会在此方面的监管经验相对较少。这个项目每年耗资30亿美元,比传统上的快速采办项目要大很多。国会考虑它监管此类采购的能力是否充足,快速采购程序产生的优势及其对项目监管带来的挑战,两者之间应该如何权衡取舍。或者,国会将考虑修改现有的采办制度,使其更接近快速采购的实际。

(2)对高度机密项目的监管

和许多国防技术项目一样,B-21项目被指定为“特殊接触项目(Special Access Program)44”。作为美国国家秘密管理中的一种特殊类型,“特殊接触项目”通常指那些,通过秘密、机密或绝密三级定密方式难以达到保密目的,需要采取特殊措施的涉密信息及其管理方式。众议院45和参议院46制定的制度决定了国会成员和他们的工作人员获得有关国家安全保密信息的方式。

政府项目的主要监管责任通常由按照众议院和参议院的规定建立的有司法权的委员会的成员实施。对于B-21项目,这些委员会包括众议院和参议院军事委员会,以及众议院和参议院拨款委员会的国防小组委员会。由于B-21项目的规模、对国防预算的影响,以及美国国防战略中核武器的作用等问题,B-21可能会引起那些没有接触过这些问题的成员的兴趣。国会认为这些成员需要更大程度上了解项目的有关数据,或者是否可以在现行规定下充分解决这些问题。

(3)适当的保密级别

2017财年综合拨款法案(P.L. 115- 31)要求国防部总检查长对B-21研发的保密情况进行审查,并于2017年11月向国会提交一份报告。该审核正在进行中47。

5.B-21是否应该通过独立的战略力量基金进行融资?

2015年,美国国会批准了俄亥俄级弹道导弹核潜艇的替代方案——弹道导弹战略核潜艇(SSBN(X))项目,SSBN(X)就像B-21一样承担核打击任务。该项目就不是由海军负责提供预算资金,而是通过国家海上威慑基金会提供资金48。2016年3月16日,空军部长黛博拉·李·詹姆斯告诉众议院军事委员会,美国所有战略部队都应该从军种外获得预算资金。49两天后,国防部长阿什顿·卡特(Ashton Carter)同意詹姆斯的意见,他说“应当建立一个包含范围更广泛的核威慑基金50。”

支持建立独立的核威慑基金的人认为,核威慑任务是一项联合的、国家的行为,不是某一军种的行为,因此项目经费应该由军种之外提供。

他们同样注意到,在十多年的战争之后,军种正面临着延迟军队现代化和资本重组等“冲击波”的威胁,将昂贵的核力量转移到独立的预算中,将使军种专注于增强其独特任务的能力,而无需牺牲威慑力量51。另有一些人注意到,不管使用的预算是从哪条线下来的,反正所有经费都来自国防部,将资金重新分配到国防部范围内的威慑基金,将会减少所有军种的总金额。

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