美國防部報告聚焦協同作戰飛機項自經濟性

針對美國空軍日益增長的飛機生產成本和周期問題，美國國防部從協同作戰飛機（CCA）研制過程中尋求提高項目經濟性的措施。

2024年8月，一家美國智庫—戰略與國際研究中心（CSIS），發布了《國防部協同作戰飛機項目》報告，該報告從美國空軍日益增長的飛機生產成本和周期問題入手，闡述了發展協同作戰飛機的優勢，及在研制過程中所采取的能夠提高項目經濟性和降低時間成本的措施。

項目背景

近年來，美國國防部持續關注空軍飛機生產的高成本、高耗時問題。2021年9月22日，時任美國空戰司令部司令馬克·凱利曾公開表示，美國空軍未來在特定海峽的沖突很有可能落敗。該觀點的主要支撐來自于米切爾航空航天研究所的兵棋推演結果，原因如下：一是美國空軍機隊超過 80% 的戰斗機已經超過了自身設計的使用壽命；二是美國戰斗機的生產成本長期保持著高速增長的態勢，現有的飛機產能無法彌補推演中未來特定海峽作戰中的大量飛機損失。因此，美國國防部認為必須在預算范圍內尋找一種能夠快速填補飛機作戰能力缺失的方法，由此協同作戰飛機（CCA）項目應運而生。

在滿足軍事技術層面的需求的同時，CCA項目也是美國空軍突破傳統采辦形式的一次嘗試。美國空軍以往的飛機類采辦項目會受到來自美國政府內部多部門的影響，從而導致研制成本逐漸飆升，例如，新型F-16的單架成本為

5700萬美元，F-35的單架成本為8000萬美元到1.1億美元（不含研發與后期維修），不需要安裝與飛行員相關系統的“全球鷹”無人機的單架成本更是高達1.3億美元或更多。通過犧牲飛機性能來降低成本是以往研制部門慣常做法，而聯合發射聯盟（ULA）在SpaceX推出成本更低、性能更好的火箭后，已表明在不降低載荷、安全和速度的前提條件下，成本依然可以大幅壓降，甚至下降一半。

研制中提高經濟性的四類舉措充分利用歷史項目資源

為了確保項目的成功，美國國防部連續多年對CCA項目的研制投入大量資金支持，以幫助其跨越了“死亡之谷”。另一方面，軍種項目辦公室通常是將資源優先分配給符合戰略目標的技術或已驗證、成熟的技術，然而，作為全新的裝備技術且未經過驗證的CCA項目，卻打破常規，得到美國國防部軍種項目辦公室的全力支持，由此可見，美國國防部及軍種方面對該項目的偏愛與重視程度。

CCA項目并不是一蹴而就的，從發展歷程上看，CCA項目以Skyborg項目作為基礎，吸收了ACE項目中的人機協同作戰技術、OBSS/OBWS項目中的開放式系統架構飛機技術以及Avatar中部分未公開的技術。通過其他項目先期試錯和先進技術積累，為CCA項目的研發積累了大量的技術優勢，提高了項目落地的可行性。

從資金投入量來看，CCA項目所獲得的資金總投入要遠高于所有CCA前驅項目之和。從2015財年到2023財年，美國國防部開展的CODE、ACE、LCAAT、Skyborg、Avatar、OBSS/OBWS等項目累積獲得投資10.81億美元，而CCA項目在2024財年就獲得了6.61億美元的資金支持，并且美國國防部對該項目的預計投入呈指數級增加，截至2029財年，CCA項目獲得的資金支持將達到32.19億美元，遠高于其前驅項目的投入。能夠獲得如此高額的資金投入，表明國防部的研究人員對CCA項目的在未來戰場的應用持積極態度，因此才不遺余力地投入大量資金進行支持。

由行業主導創新與競爭

SpaceX在可重復火箭領域內的成本控制與技術能力的雙重成功，讓美國國防部意識到“魚和熊掌”可以兼得。然而，由于美國國防部在過去進行項目招標時，對投標方的要求過于嚴苛，以至于供應商沒有機會展示創新性的系統、科技或工程方法，無法充分利用行業主導的競爭優勢。

目前，美國國防部正在逐步嘗試采用充分利用行業競爭的采辦方式，例如，在太空發射服務領域，美國空軍和天軍將國家安全太空發射任務的第一階段和第三階段合同授予了藍色起源公司，但未授予其第二階段合同。如果藍色起源想要參與國家安全太空發射任務的第二階段合同，那么它必須通過自籌資金來投資技術開發，從而滿足美國天軍的成本和任務目標需求。

美國空軍在CCA項目上也運用了同樣的采辦方式，這使得所有獲得CCA項目合同的公司都時刻面臨著競爭壓力，只有同時滿足性能和成本兩個條件，這些公司才能持續獲得國防部的后續合同授權。雖然國防企業安杜里爾（Anduril）和通用原子兩家都獲得了CCA增量1的樣機設計、研制及測試的合同，并獲得了相應的研發資金支持，但未被選中的公司，如波音、洛馬和諾格等依然有機會競爭未來的增量1全速生產合同以及增量2相關合同。前提是，這些公司需要自行出資為后續的相關研究進行技術開發。這種持續競爭的策略，能夠為新加入者提供充足的競爭機會。

軟件和硬件獨立采辦

在CCA項目中，美國空軍在硬件和軟件分別采取了不同的采購路徑。從以往的經驗來看，硬件和軟件都由同一家垂直整合的供應商提供似乎能帶來最佳性能。例如，蘋果公司長期主張的硬件和軟件的垂直整合能夠提升產品整體性能；大疆通過硬件和軟件的垂直整合，成為了全球消費級無人機市場的領軍供應商；SpaceX在航天領域通過自主開發硬件和軟件，也取得了顯著成功。然而，將硬件和軟件的采購分開對政府則有多重優勢。首先，這允許政府同時選擇硬件和軟件中最優秀的供應商。否則，政府就需要面臨著硬件優秀而軟件勉強滿足要求（或者是軟件性能優異而硬件勉強滿足要求）的供應商。在過去，以硬件為主導的國防承包商負責的重大采購項目常因軟件問題而延誤。而在美國國防工業基礎層面，許多領域硬件市場的競爭并不激烈，因為硬件新進入者的成本和風險要明顯高于軟件。2024年3月，自動飛行軟件供應商ShieldAl成功將其HivemindAlPilot軟件與奎托斯（Kratos）公司MQM-178Firejet進行集成，該項目預計在180天內完成。美國參議院武裝部隊委員會在2025財年《國防授權法案》（NDAA）中提到，國防部長應確保國防部的自主無人航空系統采辦項目在最大程度上采用硬件和軟件分開的、平行的采辦方式。

為了更好地實現硬件與軟件的分開采辦，CCA項目還采取了一種全新的方法一自主-政府參考架構（簡稱A-GRA）來支持自主系統。政府通過這種架構提供了一套明確的方針或標準奎托斯公司的MQM-178Firejet正在與另一家公司提供的軟件集成。

來指導各相關方進行設計、研發、生產和維護。這有助于不同的供應商依照統一的規則開發產品，確保這些產品能夠無縫地與現有系統進行整合和協作，甚至實現兵種間的互通。美國空軍推進這一政府參考架構最重要的原因在于其模塊化特性，例如，在更新飛機軟件時，經常會遇到飛行適航認證的問題。由于飛機取得適航認證需要較長時間，因此它會在飛機拿到適航認證后凍結相關軟件開發從而限制了創新和性能改進，而在CCA項目的A-GRA中，政府可以指定軟件的哪些部分是已經通過飛行認證并且相對不變的，同時允許增加一些不影響該認證的模塊，或者這些模塊可以通過單獨的認證流程，這樣既降低了項自風險，又加速了創新過程。目前已有相關商業公司在美國國防部項目中成功應用了這種開放架構模型，使其能夠使用新傳感器及配套軟件而不影響整個系統的FAA飛行認證。

考慮非傳統的國防供應商

美國國防部高度集中在幾個核心供應商一一洛馬、諾格、雷神技術、通用動力、L3哈里斯科技等公司，單個領域內的供應來源趨近單一化。非傳統的國防供應商進入該采辦系統的壁壘高、難度大。而軟硬件分開采辦的模式能夠逐步引入非傳統的國防供應商，從而改善這一局面，并充分利用非傳統的國防供應商在軟件領域如自主系統和人工智能的優勢。

美國大數據公司帕蘭蒂爾（Palantir）獲得美國陸軍4.8億美元Maven人工智能技術合同、人工智能公司安杜里爾（Andruil）獲得了CCA項目增量1價值數十億的合同，這些合同為那些猶豫是否加入國防市場的投資者打了一針興奮劑。而且，這些非傳統的國防供應商在新興科技領域的技術優勢，可以有效緩解傳統國防供應商在研制過程中因軟件問題導致的交付延遲。

啟示

CCA項目的采辦過程中應用了很多新的理念、方法和工具，值得有關方面借鑒參考。

一是充分利用競爭和行業主導的創新引領國防工業發展。從CCA項目、SpaceX的發展過程來看，引入行業主導的創新機制能夠持續激發國防工業進行自主研發的活力，多家供應商共同競爭某一項目形成良性的市場環境，可以在控制成本的基礎上保持產品的性能，進而形成控制目標成本的環境氛圍，更好地發展國防工業。

二是推行標準化研發、模塊化產品，增強通用性。CCA項目中，A-GRA的目標是建立一個標準或規則，使后進入國防工業領域的軟件供應商按照既定的規則進行產品的研發、生產和維護。該架構的提出，能夠提高自主系統中軟件產品的通用性，甚至有望在未來實現飛機上部分軟件更新或升級后，采取模塊化驗證的方式提高技術創新速度。制定標準化研發過程、模塊化產品結構，能夠在未來科技快速迭代的環境下提高武器裝備的驗證效率。

三是建設完整的技術投入與利用機制。CCA項目并不是美國國防部近幾年“心血來潮”的產物，該項目是吸收了ACE、Avatar、Skyborg和OBSS/OBWS等多個項目的經驗，這些項目最早在2017財年就已經啟動，先期的技術積累和路線試錯對該項目的成功啟動做出了巨大貢獻。而CCA的前置項目也是經過了多輪次迭代，例如，ACE、Avatar分別承接了CODE的人工智能算法與拒止環境協同作戰技術的開發，Skyborg和OBSS/OBWS則是繼承了LCAAT的消耗型無人機與開放式系統架構飛機的研發，這些項目的啟動最早可追溯到2015財年。從CCA項目及其前驅項目的進程來看，美國國防部對于技術的開發和應用保持了較高的延續性，充分利用每個項目的成果產出，逐步完成積累。正如DARPA在1960年開始對人工智能的投資，如今已經讓美國成為人工智能領域的軟件和硬件雙料巨頭。建設完整的技術投入與利用機制，能夠充分利用研發成果，無論是失敗經驗還是成功案例，都能夠減少后續重復投入導致的資金浪費，提高項目的成本效益。