(来源:中国航空报)
郑宇航
巨头创新工厂,CCA动力研发核心力量
对于入局协同作战无人机(CCA)动力研制的行业巨头们来说,动力选型竞争将是一场对自我的多方位超越乃至颠覆,更是对其企业创新能力、敏捷研发、制造能力的一次集中大考。而这些巨头企业创新能力的一个典型载体就是其内部设立的快速原型、先进技术研发部门,这类部门也多被称作“高级技术部”或“某某工厂”。
这类“某某工厂”往往被视作巨头们针对老生常谈的“大公司病”所给出的一种解决方案——在大型公司内部设立跨职能的垂直整合的团队,与合作伙伴、上下游供应商达成更紧密的协同,与客户深度合作,它们作为严格保密的、前沿技术的探索者、攻关者、创新者的角色,有着高度预算自主权与技术路线决策权,力求实现堪称小型初创企业的效率、敏捷性和创新能力。例如,在防务业界有着鼎鼎大名的洛马的“臭鼬工厂”、波音的“鬼怪工厂”;在航空动力领域,GE航空航天的公司有“爱迪生工厂”、罗罗有“自由工厂”、普惠有“短吻鳄工厂”(GatorWorks)等。
根据行业报道,普惠公司在其最新的CCA动力的开发上就是基于此前“短吻鳄工厂”在TJ150(推力150磅,约68千克力)涡喷发动机、FJ700(推力700磅,约317千克力)涡扇发动机上的技术和经验积累。可见,航空动力巨头们行业领先的工程技术水平、技术资产,为今天投身CCA动力研制打下了坚实基础。这也意味着,当下CCA动力这一复兴赛道的竞争,核心角力点早已不只是纸面性能指标的优劣,更在于企业背后的技术积淀,是产品实力、技术积累与转化能力、新动力产品的谱系化系列化开发能力的多方位综合比拼。
行业明星创企,CCA动力领域的新锐势力
不过,巨头内部的这类创新工厂,也不一定能完全“笼络”住核心人才,也未必能孵化出创新性、颠覆性成果。正因如此,行业内始终存在巨头们的核心业务骨干、技术人员向外流动的现象,这些人才或加入自由度更高的中小型企业,或自主创业,探寻新技术快速落地的全新路径。此次获得美国空军合同的蜂巢工业公司,便是这一现象的典型案例。
创立于2020年的蜂巢工业公司,创始团队中的核心人物、董事长兼CEO穆罕默德·埃赫特沙米(Mohammad Ehteshami)就颇具行业分量,这位伊朗裔工程师已入选GE航空航天推进系统名人堂。他在通用电气供职35年,曾担任GE航空工程部副总裁兼总经理,GE增材制造事业部的首任CEO,领导着一支由8000名工程师组成的团队,负责包括自适应变循环发动机XA100、CFM的LEAP、GE9X、GEnx等多个军民用发动机项目。而蜂巢工业的其他创始成员与高管,也都是曾在GE航空、普惠、CFM国际几大传统发动机巨头中担任关键项目的高级工程、产品管理和技术岗位。
创始团队深厚的行业资历和行业人脉,无疑为蜂巢工业的快速崛起提供了关键助力;而初创企业特有的创新活力,又让其具备了灵活的研发与市场响应能力。该公司现阶段的产品战略是开发一系列推力范围从80磅~5000磅(36~2276千克力)的用于无人平台的发动机。今年1月已经如期完成一项“量产测试”,生产了30台推力为200磅(90千克力)的“狂热”发动机,验证了大规模生产能力,并对外宣称“以目前的产能来看,可以年产2000台”;正与“飞行器合作伙伴”合作,计划于第二季度在4款不同飞行器上开展发动机飞行测试。
CCA动力的制造,增材制造技术是核心
创始人穆罕默德·埃赫特沙米的GE增材制造从业经历,也赋予了蜂巢工业核心竞争力——以增材制造为业务重心,专注于依托该技术来设计、开发和生产喷气动力系统以及关键金属增材部件。而该公司的快速成长,“狂热”发动机从概念设计到测试验证的高效推进,就是一个例证,直接体现着增材制造技术在航空动力研发与生产中的重要效能。事实上,各大航空动力巨头都在新动力上广泛应用增材制造技术,并将此视为实现快速研发、快速迭代—验证和降低制造成本的“良方”。
无论是传统巨头还是蜂巢工业这类后起之秀,均在宣传中明确,通过增材制造技术来实现发动机零部件的更高集成化、结构一体化,从而让零部件总数从过去的几十个减少为寥寥几个,在显著缩短生产周期、降低制造成本的同时,仍能保证发动机的结构坚固性和可靠性。考虑到美国空军CCA项目的上千台动力需求,以及他国类似CCA的“忠诚僚机”项目中同样旺盛的动力需求,这些企业选择在新动力上“押注”增材制造,正是着眼于后续新型发动机的大规模量产需求,能够根据订单量来灵活弹性生产,达成生产上的更高效与低成本。而面向未来市场,这些制造方面的优势,将与发动机性能指标一样,成为企业核心竞争力。
民品军用,CCA小推力动力的跨界入局者
当前,以CCA动力为代表的小推力航空发动机领域的市场竞争,参与者除了巨头们的“创新工厂”与核心骨干出走后创立的新公司外,还有以喷气猫防务(JetCat Defense)为代表的一类企业——它们过去专注于民用的、航模/遥控飞机级别的微小推力的研发和生产。而这类企业得以入局的背景,是CCA、自杀无人机、防区外弹药等装备带来的小推力动力需求激增,且这类场景对发动机的性能要求发生了显著变化:不再追求数千小时服役寿命、高可靠性,而是注重“够用就好”的性能、极低的成本和更快的交付速度。
这一行业新趋势,使发动机性能指标取向转变、技术门槛也相对降低了,为喷气猫防务这类企业创造了入局的机会,使其得以向行业上游高价值领域进军。喷气猫防务是德国小型发动机厂商喷气猫与以色列企业BSEL于2025年3月,在美国俄亥俄州成立的合资公司,旨在将其成熟的商业产品谱系转化为满足防务需求的涡喷发动机,目前已经推出了100磅、200磅推力的P420和P850发动机。
见微知著,是美国国防采购改革的实践案例
总之,围绕CCA动力需求,几大行业巨头的入局,叠加像蜂巢工业、喷气猫防务等新创动力企业的涌入,让这个沉寂已久的航空动力细分领域迎来发展热潮。而这一局面的形成,离不开美国空军的幕后推动。当前在CCA增量2的技术路径尚不明确的状况下,美国空军就启动了小推力发动机的招标流程,推动多家厂商研制新发动机,其核心目的在于让美国空军在接下来的发动机竞标选型中预留充足选择空间。而这一举措,可以视为美国战争部正在“敲锣打鼓”宣称的国防采购机制改革的一部分,是其改革行动的一个缩影。
这种采购机制改革的思路,以及对竞标主动权的把控,在多处体现得十分鲜明——在CCA增量1中安杜里尔和通用原子两家的角逐尚在你追我赶,而在CCA增量2中美国空军网罗了9家公司来参与竞标;更是在于CCA项目打破行业惯例,制定了A-GRA(自主政府参考架构)标准来将让“CCA制造商”与“软件厂商”角色分离,将CCA底层的基础飞行控制软件(Flight Control Software)与协同任务自主软件(Mission Autonomy Software)彻底解耦。
镜鉴CCA项目:飞—发—控三者解耦是大亮点
以CCA增量1来看,负责基础飞行姿态控制、油门调节、导航、起降安全等的基础飞行控制软件,是高度耦合于CCA机体硬件的,它们都由CCA制造商安杜里尔、通用原子来提供。而协同任务自主软件已被美国空军选定为护盾AI公司的“蜂群心智”(Hivemind)、柯林斯宇航公司的“协同助手”(Sidekick),二者已分别于2月底在YFQ-44A、YFQ-42A上完成了首次飞行测试。
如此下来,通过A-GRA标准接口,不同厂商的协同任务自主软件可在不同型号的CCA上“即插即用”。不论是护盾AI还是柯林斯宇航公司的协同任务自主软件,它们都可以像手机App 一样在YFQ-42A、YFQ-44A以及未来CCA增量2机型上快速适配、安装与使用。可见,CCA项目在硬件层面上实现了发动机与机体平台的飞—发解耦,在软件层面上实现了协同任务自主软件与基础飞行控制软件的解耦。这种飞(机体平台)—发(发动机)—控(任务自主软件)三者之间的解耦与可互换性,可以视作CCA项目的亮点,甚至是项目一大精髓。
CCA竞标的创新性,五角大楼不再被巨头“绑架”
在美国空军“有意为之”下,CCA项目的竞标被拆解为动力、机体平台、任务自主软件三个独立“子项目”的竞标选型,由此扩大了参与项目竞标的企业范围与数量、更为充分地调动企业的积极性、提升了竞争的烈度,倒逼企业不断迭代技术,优化技术与方案。此举从根源上打破了以往大型军工项目往往被单一行业巨头“绑架”的惯例,美国空军在整个CCA项目的选型、技术路线把控乃至行业生态布局中,牢牢掌握主动权。
未来,CCA项目若能实现更理想、更乐观的落地效果,可能会催生出飞—发—控三者之间的“即插即用”,由此CCA可根据任务需求来灵活配置组合,而这无疑是航空装备理念与部署使用
理念上的一次重要探索,而CCA项目的落地意味着美国国防采购改革不再是一句口号、不再是一阵风式推进,而是初步探索出了一条可行路径,甚至有望固化为国防采购领域的新模式。届时,CCA整机竞标、发动机选型等,都将成为这场改革的标杆性案例,也将为特朗普政府、战争部长等大谈特谈的“赢”再添上一笔。
(全文完)