B-21！诺格公司称B-21轰炸机的数字模型精度达到工业标准的两倍

来源：空天防务观察

作者：张洋

2023年9月18日，美国诺格公司发布有关B-21“空袭者”轰炸机的新闻，并再次发布于7月31日拍摄的首架试验机的一张新照片。

图1 2023年9月18日，诺格公司在发布本条动向所述内容时新发布的B-21首架试验机新照片。该照片也同样拍摄于7月31日，早晨6点16分。B-21采办计划自2011财年重新确定需求以来，就被定为“特别准入计划”（SAP），对相关信息分出不同的保密级别。迄今，除每财年公布研发采购预算额之外，其他一切信息都由美空军及诺格公司（经美空军部批准）进行选择性披露。2023年9月12日美空军参谋长布朗上将透露首架试验机已进行地面发动机起动，美国防部国防视觉信息分发系统网站的2张、诺格公司的1张照片也在同一天发布，显然是军地多方协调进行的一场选择性信息披露活动。本轮发布的照片都拍摄于7月31日，显示首架原型机在美空军位于加利福尼亚州帕姆代尔的42号工厂厂区诺格公司总装厂房中检测、准备牵出，以及移出厂房之后的情况。首次看到的特征包括：大气数据传感器向下倾斜，或意味着该机通常带正迎角飞行；机头下部两侧有平行四边形透波罩，或是有源相控阵雷达／多功能射频系统天线；每侧后缘有4个操纵面等。尽管未宣布首飞日期，但该机仍有可能在2023年年底前首飞。（美国诺格公司图片）

诺格公司表示，美空军领导层于9月12日在美国空军协会的空天网大会上宣布的B-21首架试验机已起动发动机。该公司重申，首架试验机采用了生产代表性工艺、材料和工装，因此它“不是原型机，而是在同一条生产线上用严格的生产工艺和相同的工装制造的，这些工装将用于继续塑造B-21机队；与其他飞机开发计划不同，B-21的首架试验机已配装了主要任务系统，如通信和导航系统”（Rather than a prototype, the first B-21 Raider test article has been built with rigorous production processes on the same manufacturing line with equal tooling that will be utilized to continue shaping the B-21 fleet. Unique to aircraft development programs, the first B-21 test article is equipped with its primary mission systems such as communications and navigation systems.）。

图2 2022年12月3日，美国《时代》杂志网站配合12月2日B-21首架原型机（如本动向所述，诺格公司认为它成熟度高，不算是传统的原型机，在自身发布的动向中称之为“试验产品”或“试验机”）出厂仪式新闻报道照片，实际拍摄时间是11月28日，在美空军部统一安排下、在出厂仪式后发布。美空军称，在“远程打击轰炸机”（LRS-B）采办计划的工程研制竞标阶段，波音／洛马公司团队的方案和诺格公司团队的方案都达到了很高的设计成熟度，“设计细致到了每个口盖”；在诺格公司2015年10月赢得工程研制竞争后，该采办计划于2017年一季度完成初步设计评审，2018年一季度开始制造原型机，11月完成关键设计评审。为充分应用美国防部2018年6月出台的数字工程战略，诺格和美空军建立了整机、主要部件和子系统数字模型，完善优化了设计，在原型机上即充分考虑了制造创新、维护性和保障性，并使用与初始生产型相同的生产线、工装、工艺和人员制造原型机，其完善度与生产型飞机相当。虽然因此适当后延了周期，但时任美空军采办、技术与后勤助理部长罗珀认为这完全值得。本条动向，诺格公司再次强调，首架试验机是在生产型机的生产线上，采用基本相同的工艺和工装制造的，是“生产代表型飞机”（美国《时代》杂志网站图片）

该公司称，建造具有高度代表性的试验机将使诺格和美空军能进行高度有效的试飞，从一开始就将试验鉴定工作推向早期，这与B-21采办计划的执行策略保持一致。诺格公司还称，它在B-21的研制早期就重视了未来的持续维持工作，因此该计划在技术数据方面的做法比以前的采办计划超前很多，现在该公司已在开发B-21的产品支持、物资储备和培训等内容，使该型机在交付用户之前就可以准备好一些支持和持续维持活动。

同时，B-21采办计划的整个寿命周期都采用数字技术，从设计到开发和试验，最后到持续维持，都利用了最新的数据工具和能力。在各种地面试验中，B-21数字模型的精度达到了工业界标准水平的2倍（As the B-21 undergoes various ground tests, digital models are outperforming industry standards with twice the accuracy.）。首架试验机的地面试验表现都符合预期，对发动机、弹舱舱门、起落架和控制的演示都证明了预期的结果，并表明了数字建模的有效性和价值。

图3 诺格公司公布的B-21采用数字工程示意图。诺格公司称，该公司在B-21方案设计中，评估了“成千上万种设计”（“thousands of designs” ，该句不适翻译为数千种设计，因为美英thousand的下一个计量是million百万，类似于我们的从“万”到“亿”；因此，thousands实际包括≥10 thousands但是＜1000 thousands的情况，故我们翻译为“成千上万”），本次则是诺格公司首次进一步透露细节，如数字模型的精度达到工业界标准的2倍——那么这个工业界标准指的究竟是哪个标准呢？以及，在地面试验中主要组件的试验结果证实了数字模型。此外，2022年9月21日诺格公司宣布，该公司与美空军签订了美国工业界的首份数据权利协议，开放了B-21隐身轰炸机计划的数据访问和合作，其中包括为B-21的数字孪生启动一个共享环境。该协议建立了一个访问通用数据和数据环境的级别，这在B-21这么大规模的美军计划中，或者在美军装备寿命周期的如此早期阶段，还没有实现过。在2022年早些时候，该公司和美空军成功演示了将B-21地面系统数据向云环境迁移，演示内容包括开发、部署和试验一套B-21的数据（包括B-21的数字孪生，用于支持该型机的运行和持续维持），试验的成功证实了B-21在主操作基地的和在部署包中的地面系统踪迹可大幅缩小，这将在该型机的运行和持续维持中提高经济可承受性和战备水平……诸如此类，因此诺格公司称，B-21计划在数据访问和数据管理方面的成就，是该公司用来使其他计划受益的优良实践，“B-21是真正的数字原生（digital native）产品”（美国诺格公司图片）

诺格公司再次宣称，B-21是世界上首型“第六代飞机”，它以几十年的隐身技术专业知识为后盾，针对高端威胁环境进行了优化；它采用了开放架构和云技术，为无缝集成软件升级和新功能做好了准备。该公司已证明了B-21将能集成第三方技术，从而支持美空军在该采办计划中对后续现代化的最高关注，这将使B-21武器系统能始终应对最新威胁。

图4 2022年12月2日，B-21首架试验机出厂仪式上，该机布罩被拉下之前的全景。美空军确实高度重视B-21未来的升级改造，2023年3月17日发布的2024财年预算要求文件中，首次在B-21采办计划下新设“B-21现代化”项目，2024－2028财年规划分别安排2.41195亿、3.87019亿、3.98638亿、3.74064亿、2.55313亿美元，共计16.56229亿美元，这意味着B-21轰炸机计划将从2024财年开始，在开展试验试飞的同时启动升级改造研发。先前，美国防部早在2015年4月就签署采办计划备忘录，明确“远程打击轰炸机”（LRS-B）未来的升级改造将采用竞争方式实施。美空军在2018年9月透露该型机的传感器、通信、电磁信号特征和自卫能力可随威胁变化和技术发展快速升级。显然，数字工程、模块化开放式系统架构、敏捷软件开发，以及容器化软件、具备自学习能力的人工智能算法等先进工业界标准、实践和技术，还需要配合相应的采办体制机制改革，才能发挥出最大的效益。B-21在这些方面迈出了一大步，即使该采办计划“求其上，只得其中”，没有完全实现预定的目标，但它都已经迈出了革命性的步伐；在这些方面的落后方，最重要的应是迎头赶上、迎接变革，先做到让自己的装备技术、科研生产工具、科研生产关系“三位一体”都形成可持续发展的生态，并且都能与对手“同时代”竞争（美空军视频截图）