诺格：B-21轰炸机是数字转型的奇迹

导读：近期美国空军发布了“第六代”B-21轰炸机，其中使用了大量的数字技术，值得大家关注和了解。本文为2021年诺格自己推广的文章，发布在美国媒体上，编译后分享给读者参考。

美国空军目前正在开发（本文于2021年发表）的新轰炸机B-21突袭机将与其冷战时期的前身B-1/B-2/B-52轰炸机有与F-35闪电II与其二战时期的前身P-38闪电机一样多的共同点。

例如，B-21代表了比30年前的B-2 Spirit向前迈出的重要一步，因为B-21由诺斯罗普·格鲁曼（简称诺格，他还制造了B-2）设计，以对抗最先进的现代防空系统，如俄罗斯的S-400地对空导弹系统。

B-21将是当代制造的奇迹，它利用最新的数字功能来改进设计、制造和支持。数字转型是美国空军和国防部采购的新方向。

“数字工程和管理、敏捷软件和开放架构的数字三位一体是隐身的真正继承者。这是军事技术主导地位的下一个重大范式转变，”最近离职的美国空军采购、技术和装备助理部长罗珀在2020年10月的报告中说：“没有勺子：新的数字采办现实”（标题引用了电影《黑客帝国》中的一句话）。

罗珀写道，数字工程和管理部门不仅构建更好的系统，还构建了更好的系统。它为更快的设计、无缝组装和更轻松的升级打开了大门。据罗珀称，随着平台计划之间的多年和几十年，以及国防制造商整合，追逐更少的合同授予，美国目前没有该倡议。“如果这仍然保持现状，我们将失去与中国和俄罗斯的竞争。”

数字流程如何更好地构建系统

然而，在数字行动领域，空军大约五年前超越了现状，部分原因是罗珀的努力。数字运营的新方法提供了一种战略能力，可以虚拟化飞机的整个生命周期，从开发到生产和组装，再到维持。

除了B-21突袭机外，空军采取这一发展策略的其他计划的例子包括：下一代空中优势（开发第六代战斗机的绝密计划）；A-10重新翼计划；B-52商用发动机更换计划；以及地面战略威慑（GBSD），这是诺格的计划，旨在取代老化的LGM-30 Minuteman III洲际弹道导弹系统。

对于B-21和这些计划，美国空军正在寻找更快的周期时间和更实惠的系统来应对快速变化的威胁。数字发展也是诺格的口头禅，诺格正在利用数字转型来整合其设计、开发和制造流程和环境。

诺格研究、技术和工程部门副总裁Chris Daughters说：“我们都在尽我们所能，通过更快、更高效地交付更好的产品，为最终用户、技术和工程提供更好的产品来优化体验。”“我们一直在努力创造最先进的3D设计，但也将这些设计与我们的制造技术相结合。而且，我们能够生产下一代技术，并以非常具有成本效益的方式将其付诸实践。”

这种数字化转型对于保持领先于快速发展的威胁环境是必要的，也为诺格的GBSD计划提供了信息，可以说它的基础是B-21突袭者计划的基础。

通过数字转型加速运营

在完成B-21突袭机关键设计审查后的短短两年多时间里，诺格将其下一代轰炸机的数字设计带入生活。由于今天有两架测试飞机正在生产，预计第一次飞行将于2022年进行。

诺格副总裁兼总经理Steve Sullivan说：“我们与空军快速能力办公室（DAF RCO）的关系是该计划的关键区别。”“我们的共同目标是按时交付这个武器系统——这意味着尽早识别问题，并迅速果断地共同行动，以解决这些问题并保持我们的势头。”

B-21突袭机是DAF RCO管理的第一个大型飞机开发计划。

B-21的基础与传统的大规模收购不同，因为诺格广泛使用创新的数字工具和解决方案，使该公司能够降低突袭者计划的技术风险和成本。特别重要的是，该公司在工程和制造开发（EMD）阶段的早期部署了这些工具。

诺格的数字化转型过程通过创建功能和平台的集成数字模型来加速运营，以便实时进行改进，并在模型中直观地反映出来。这些高保真数字模型在设计和结构、热、电气、飞行控制和签名分析等领域跨技术学科和项目合作伙伴共享。

诺格称这种方法为MB(x)或基于模型的一切。结合基于模型的系统工程，这是一种寻求优化建模和仿真应用程序的方法的心态，增强跨功能和整个系统生命周期的沟通和协作。

Sullivan说：“我们的方法结合了现成的数字工具，找到支持设计、生产和维持的新的创新应用程序，以及倾向于敏捷软件开发和受限的基于云的软件协作。”“我们继续通过我们的方法看到的结果最令人鼓舞的是，我们能够高效执行的速度，以及我们从设计到制造的大幅降低成本和风险。”

B-21降低风险

在B-21计划的各个方面，降低风险是诺格的首要问题。曾经的设计、构建、原型和测试的循环现在可以以数字方式同时进行，通过减少最终平台集成的需求来加快运营并降低风险。这将减少向作战部队部署B-21的时间，加快空军的能力并提高可负担性。

该公司降低风险的方法包括专注于广泛的集成和测试能力。有了这种集成的技术能力，早在运营和维持环境中出现问题之前，就有可能对其进行数字设计、集成、测试和解决。这将有助于提高性能、项目可负担性和可持续性。

诺格很早就投资了位于佛罗里达州墨尔本的载人飞机设计卓越中心的基础设施、实验室和员工，使其能够以不同程度的保真度开发、集成和测试轰炸机的子系统。这方面的一个例子是，该公司如何通过在具有代表性的任务环境中测试系统来管理硬件和软件集成和测试，使用灵活的开发平台，并创新地使用建模和仿真工具。

最近，该公司用其飞行测试台完成了一次演示，验证了B-21硬件和软件集成进度的成熟度。像这样的示威活动继续建立空军对轰炸机首次飞行路径的信心。

据贸易媒体报道，美国空军快速能力办公室主任兼项目执行官Randall Walden说：“不必在那里安装实际的测试飞机，而是具有相同系统的飞行测试变体确实有助于文章本身的集成方面。”“在过去的几个月里，我们又进行了一次成功的端到端演示......以进一步成熟该硬件和软件，并且它运行良好。”

结论

诺格正在通过其使用模块化、开放界面和架构的软件定义、硬件化方法引领国防能力的数字化转型革命。这些固有的数字系统可以更快地部署，并实现必要的快速软件更新，以适应和领先于对手。

数字系统使硬件平台从根本上具有多功能性，并在多个领域运行。数字化转换的防御系统不受硬件约束的限制，但可以随着威胁的发展通过软件升级进行进化。他们可以快速适应和交付最初没有为系统设想的任务。

在更快的商业时间尺度上推进能力的能力将新战斗机能力的部署时间从几年缩短到几个月，从几个月到几天，并提供原始系统部署时没有设想的功能。

美国空军全球打击司令部总司令Timothy Ray承认，“将新的对峙导弹集成到B-2中需要几年时间，但有了B-21，鉴于其开放的任务系统，我将需要几个月，而不是几年。”