美国《航空周刊》网站2016年3月21日刊文称,洛克希德马丁公司利用最新的可用制造技术,达到了F-35联合攻击战斗机(JSF)的性能和隐身目标。经济可承受性也是一个目标,但是研制中的困难和其它因素推高了成本。现在,随着生产速度提升带来的成本降低逐渐趋于饱和,项目把眼光重新放到制造技术上来,力求通过使用机器人、近净成形铸造、增材制造和其它技术,驱动飞机价格的降低。
工业界在项目中承诺把投入资金的四分之三用于提升F-35的经济可承受性,因此洛马公司预计从第10批次生产开始,每架飞机的出厂成本将减少170万美元。额外的资金投入预计将再使飞机成本减少100万美元。但是这距离单位出厂成本减少的目标还有很远——到2019年末约1000万美元,使常规型F-35A的价格达到8500万美元——需要政府客户从2017年起开始为制造改进投资。
使用机器人对进气道外表面进行注模原位喷涂
在2015年透露的“经济可承受性蓝图”计划中,洛克希德马丁、诺斯罗普格鲁门、BAE系统公司搭达成协议,在2年内投资1700万美元。该计划假定政府将在随后3年间提供额外3000万美元,以使每架飞机价格降至8500万美元。
项目中的另一个3900万美元投资已经确认,使得这一方面的总投入将达到2.09亿美元,这将让第11批次开始生产的每架飞机再便宜280万美元。洛马表示与JSF项目办公室“正在谈判”这些额外的计划,“将由工业界或者政府进行投资。”
F-35项目总经理Jeff Babione表示:“JSF项目执行官Christopher Bogdan已经谈到了在第11批次的时间框架内继续‘经济可承受性蓝图’计划的问题。我们预计他会授权一个类似的项目。”
经验使得锻件能够近净成形
洛马目前正在以每架F-35A 1.08亿美元(包含普惠的F135发动机)的价格执行第8批次合同。在接下来两个批次上的协议预计在3月底达成,即第9批次F-35A单价1亿美元,第10批次低于1亿美元。
从第1批次到第8批次,F-35的成本已经降低57%,但随着预算压力减缓生产速度提升,以及制造学习曲线趋于平稳,成本降低速度也正在稳定。学习曲线是衡量技术工人熟悉任务之后所需时间减少的标准。70%的曲线意味着工时减少30%,生产速度加倍。
Babione表示:“学习曲线曾在60%,目前稳定在70%多。到第10和第11批次将达到80%。项目至今保持在70%~74%的水平是一项成就,但现在我们需要改变行动方式以保持成本降低。”
蓝图计划的项目已经在第8批次生产中为每架飞机减少了26万美元,第9批次计划节省110万美元,第10批次节省170万美元,在工业界的投资项目完成后,从第11批次起,预计每架将节省280万美元。
一个手持工具,用于对难以达到的地方进行紧固件孔周围的底层材料激光烧蚀
洛马举例称,使用一个注模机器人替代手工向进气道外表面施加隐身涂料,节省数十小时。机器人扫描结构,计算材料需要喷涂多厚以完成特定的外模型线,之后注模施加涂层。该项目投资74.2万美元,每架飞机节省6000美元,已经用于第8批次生产。“由于需要投资,你不会将不常做的事情自动化。这个方面需要许多返工,我们就改进了质量,减少了时间。”
另一个案例是,在难以到达的位置向金属结构上连接螺母板之前的激光表面准备。螺母板用于保护从结构外(比如连接机翼蒙皮)嵌入的紧固件。在连接前去除底层材料现在是手工操作,会在装配中损失螺母板。现在一个手持工具开发了出来,用一个激光器将孔背面的表面周围烧蚀,每个孔三次,10秒钟,而手工需要数分钟。该项目投资80万美元,每架飞机将节省15000万美元,将从第9批次起开始用于生产。
用了合作伙伴的投资,福克航宇开发了一个近净成形钢锻件,用于F-35C的拦阻钩结构,减重达200磅,节省了加工时间和废料。该项目投资29.8万美元,每架F-35C节省3.04万美元。
其它成本减少案例包括:
——驾驶舱盖透明件自动热成形,投资66.6万美元,每架节省3500美元
——翼稍和平尾边缘的合模工艺,投资49.3万美元,每架节省1万美元
——尺寸刚好的铝隔框锻件(F-35A),投资65.2万美元,每架节省6.5万美元
——低温加工延长刀具寿命,投资11.9万美元,每架节省4000美元
——3D打印钛合金驾驶舱盖框,投资34.2万美元,每架节省1万美元
——舵梁制造改进,投资36.02万美元,每架节省6.5万美元
——将进气边条转为机加件,投资460万美元,每架节省3.7万美元