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美國防部籌購F-35戰機的負擔性評估（上）

◎ 李華強（譯）

　F-35聯合打擊戰機係當前美國國防部挹注成本最高，且最雄心勃勃的計畫。該計畫成本預估近4000億美元；單就美國而言，迄2038年以前，欲完成發展作業並採購總計2457架戰機，平均每年就要投入124億美元。惟隨著該計畫成本攀升、進度落後，並還曝露出層出不窮的性能問題後，美國國會於2009年要求審計辦公室，必須在後續6年期間逐年評估該獲得計畫，並提出相關建言。透過美國審計辦公室（Government Accountability Office, GAO）於2015年4月提出的總結報告，世人可了解此一所費不貲的計畫現況、挑戰，以及未來前景，本報特節譯如后，以饗讀者。（編按）

　發展背景

　2001年10月，美國國防部啟動F-35聯合戰機獲得計畫時，其實並未充分了解飛機的關鍵技術或設計；此外，國防部的獲得策略，係將飛機的發展、測試及生產階段，安排在高度重疊的狀態。

　歷年來，美國審計辦公室的報告即指出，知識的缺乏與進度安排的高度重疊性，就是該計畫自2001年以來成本不斷攀升、期程一再延宕，以及效能不盡理想的主要肇因。本計畫經歷3次重組：第一次在2003年12月，第二次在2007年3月，最近一次則在2012年3月。最近一次重組始於2010年初，起因是該計畫的預估單位成本，超過了法定的關鍵臨界值；國防部在2010年6月向國會保證，該計畫攸關國家安全，且有必要持續進行，隨後展開大幅度的計畫重整作為，並建立新的獲得計畫基線。計畫重整作業延續至2012年，期間國防部提高了計畫的預估成本、延長測試與撥交的期程，並減少近期內採購的飛機數量，將450架的採購量向後推遲，但最終採購總數不變。

　最新的F-35獲得計畫在2012年3月拍板定案；自那時起，成本就維持在相對穩定的狀態。國防部後續在備忘錄中提到，陸戰隊、空軍，以及海軍，預劃分別在2015、2016、2018年時開始部署該型機的「初始戰力」（initial operating capability）──落後計畫最初設定值5至6年。

　美國國防部現正進行發展階段飛測作業，確認F-35的系統設計達到期望水準、足以滿足各軍種戰力需求，並如期部署初始戰力。該計畫的飛測作業，分為兩大關鍵領域：任務系統與飛行科學；前者是驗證軟體與系統能否適切提供戰力，滿足任務所需，後者則用來確認飛機的基本飛行能力。　　　就F-35任務系統能力而言，國防部發展與安排的軟體批號（Block）分別為：1、2A、2B、3i、3F等5種，各批號都承續前一批號的戰力。批號1與2A均已完成測試，目前該計畫專注於完成批號2B的測試作業，以支援陸戰隊的初始戰力，同時進行部分批號3i與特定批號3F的戰力項目。批號2B和3i將提供初始作戰能力；批號3F則提供全套完備戰力。

　在發展階段飛測進行之際，國防部同時也採購和部署飛機。F-35的機身與發動機雖屬同一計畫管理，卻是由不同合約商在各自獨立的工廠製造。機身由位於德州福沃斯堡的洛馬公司製造；F-35專屬的發動機，則由位於康乃迪克州密德鎮的普惠公司製造。美國政府直接向普惠公司採購發動機，再以政府供給裝備的方式交付洛馬公司，在生產線上與機身整合。因此，發動機的發展與測試作業，係由普惠公司全權管理。

　近期的技術挑戰

　過去1年（2014）裡，F-35計畫持續經歷一連串的發展與測試問題，主要包括F-35B持久度測試機的結構問題、發動機失效，以及任務系統測試節點的成長率高於預期等。這些問題造成整個計畫的測試期程調整，不僅要重新排序測試資源與飛機，許多的測試管制節點亦將推遲或刪除；如此雖能消弭部分排程風險，但重要的發展階段測試作業終究因此延宕。國防部已決定重新調整先期作戰測試，俾降低陸戰隊可能遭遇的作業風險；此舉將延長測試作業時程，而無法在原預劃期限內完成。隨著更複雜、更嚴謹的發展階段測試項目陸續推出，該計畫的發展仍將呈現不穩定情況。

　F-35計畫的資料亦顯示，發動機的可靠度表現極差，低於原設定值的一半，並影響整體可靠度的表現。發動機合約商普惠公司，已確認數項設計變更的需求，但仍有部分項目尚未執行。然而，儘管存在更複雜與艱鉅的測試問題，且發動機可靠度的挑戰有待克服，但美國國防部仍計畫在未來5年提高飛機採購量近3倍之多；如此高度的發展進程重疊率，早已證明將對計畫造成負面影響。該計畫報告指出，改裝（retrofit）已出廠飛機的附加成本恐達17億美元；若在發展階段完成前採購並撥交更多的飛機，該項成本將水漲船高。

　測試問題與軟體挑戰

　一架F-35B持久度測試機，在執行約9000小時持久度測試時（F-35設計需求為1萬6000小時），機身一主要隔框發生嚴重受損，並導致另一隔框龜裂，F-35B的持久度測試因此暫停逾1年，並由洛馬公司負責修復該持久度測試機。計畫官員完成根本原因分析後判定，囿於該隔框製程中並未納入設計考量，導致隔框的壽期低於原設定值，並在變形後向外轉移額外重量，導致另一隔框裂損。洛馬公司現正重新設計隔框，提高鋁合金的強度，並規劃將此更新之設計納入第9批小規模初始生產序列，計有50架飛機須以該結構強化技術執行構改。計畫官員與合約商表示，由於該問題發生在持久度測試需求的一半時段，故飛機在達到預期服役壽限之半（約10年）前，毋須執行改裝或返廠修改作業，惟迄今尚未確定相關構改之需求成本。

　2014年6月，一架F-35A在起飛時起火。整個F-35機隊因此停飛近1個月，後續更限制飛行達數月之久。普惠公司完成根本原因分析後判定，發動機風扇內組件的摩擦造成過量熱能，導致發動機零件高速飛脫，最終造成火災。機隊停飛期間，該計畫無法執行任何預劃的飛測管制節點；復飛後，囿於飛行速度與運動的種種限制，仍有數百項飛測管制節點無法執行。普惠公司於後續檢查後確認，計有22具發動機存在過熱現象，並研製一短期修理包，俾恢復機隊至正常飛測作業。迄2015年1月，上述發動機中已有18具接獲修理包，飛機亦恢復正常飛行作業。普惠公司已研擬數項長期修理措施，惟迄今尚未定案。

　F-35的2014年飛測計畫，為因應軟體修改的可能需求，針對任務系統軟體管制節點，提供45%的成長裕度。國防部長辦公室官員指出，實際上該計畫的軟體管制節點成長率達90%，近2倍於原設定值。迄2015年1月，計畫官員即確認，批號2B的功能性測試成長率已達56%。國防部官員與合約商指出，軟體修改次數高於原設定值，主要係批號2B軟體在飛測作業中表現不如預期所致。為解決上述問題，已修改軟體並延長批號2B測試期程約3個月。截至2015年1月，所有更新軟體均已投入飛測作業。