2022年7月19日，美国政府问责局（GAO）发布了题为《F-35飞机：美国防部应重新评估并更新F-35发动机持续保障策略》（F-35 AIRCRAFT:DOD Should Assess and Update Its Engine Sustainment Strategy to Support Desired Outcomes）的报告，称虽然美国防部已经在性能与经济可承受性之间进行权衡并制定了F-35战斗机发动机持续保障策略，但到目前为止并不满足军事服务的一些关键作战预期结果，为此GAO建议美国防部应重新评估并更新F-35发动机持续保障策略。
美国政府问责局（GAO）发布的为《F-35飞机：美国防部应重新评估并更新F-35发动机持续保障策略》报告封面（美国政府问责局图片）F-35战斗机和发动机采用基于性能的基层维修和基地维修的两级维修策略，而非传统的基层级-中继级-基地级的三级维修策略。其中将在基地维修站完成结构维修、软件升级、发动机系统大修和维修、部件维修以及其他需要专业技能或工具完成的工作。此外，美海军还为飞机提供了有限的中继级维修。美国防部制定的F-35战斗机发动机持续保障的目标是因发动机因素停飞的飞机比例低于6%。包括：（1）由于发动机零件而非模块更换导致飞机停飞的比例不超过1%；（2）由于发动机模块更换导致飞机停飞的比例不超过4%；动力模块短缺的影响越来越多的F-35飞机无法飞行，尚不能满足预计目标。此外，F-35发动机尚未达到可靠性和可维护性性能目标。美国防部实现了由于发动机零件而非模块更换导致飞机停飞数量不超过1%的目标，然而受动力模块维修能力不足及外场可更换组件可靠性问题的影响，尚未满足其他两项目标：（1）自2020年初以来受维修中心维修能力及非定期维修数量增加的影响，造成动力模块维修订单堆积、维修进度远远落后于计划安排，导致飞机因模块短缺停飞的比例高于目标的4%。（2）受外场可更换组件尤其是转速传感器可靠性问题的影响，导致由于发动机维修（正在进行或等待基层级维修）问题造成飞机因维修停飞的比例超过了目标的1%。GAO根据普惠公司的数据给出了F-35发动机在五个可靠性和可维护性指标的表现，如表1所示。可以看到F-35发动机在故障、作战任务失败、拆卸三个指标满足预期，而发动机维修和外场可更换组件这两个指标尚未达标。表1 F-35发动机可靠性和可维护性指标与预期的对比（截至2021年9月）（1）F-35A和F-35C能够满足“发动机故障”指标的预期目标，而F-35B距离该指标220个小时的平均飞行小时的目标还差约40小时（19%）。因此需要对F-35B的发动机进行更多的非定期维护。（2）所有三个型别的F-35都未达到“维修”指标的预期目标。如F-35A距离该指标140个小时的平均飞行小时的目标几乎相差了100小时（67%）。因此对F-35发动机进行非定期维修的频次要明显高于预期，需要更多的基层级维修人员。（3）所有三种型别F-35均远超“发动机作战任务失败”指标的预期目标。如F-35A该指标的实际飞行小时超过了2400小时，比预期目标高了约77%。意味着飞机在不发生发动机故障的前提下可以完成更多任务，表明发动机具有极高的可靠性。（4）所有三种型别F-35均远超“拆卸”指标的预期目标。如F-35A发动机实际无拆飞行小时超过了1950个小时，是目标的2倍还多。表明发动机具有非常高的可靠性，不需要频繁拆卸，减少了拆卸维护需求。（5）所有三个型别F-35均未达到“外场可更换组件”指标的预期目标。如F-35A距离该指标预期目标的400平均飞行小时还差约60小时（14%）。表明外场可更换组件的故障频率高于预期，需要更频繁的非定期维修和更多的维修人员。F-35战斗机发动机持续保障面临备用发动机采购成本与维修成本持续上涨的局面：（1）由于F-35战斗机发动机动力模块维修进度不能满足战备状态，因此美军寻求通过采购额外的备用发动机以减少因发动机问题而停飞的飞机数量，导致备用发动机采购成本上涨。美空军在2022财年花费了1.75亿美元用于购买额外的动力模块；美海军陆战队为确保F-35拥有足够数量的备用发动机，从2018财年开始采购备用发动机，在2019-2021财年共计采购了7台备用发动机，花费了约1.86亿美元。（2）飞机数量及飞行小时的增加导致F-35战斗机发动机年度维修成本（总持续保障成本的一部分）已从2016财年的7900万美元增加到了2020财年的3.15亿美元。在持续保障成本中，发动机持续保障成本从2016财年的7%提升到了2020财年的11%。而美军计划从2023年开始对发动机定期维护，届时将进一步提高发动机的维修成本。预计到2028财年，F-35发动机的年维护费用将超过10亿美元。据普惠的预测，2030年定期维护成本可能会超过发动机总维护成本的70%。2022－2030财年F-35发动机的定期与非定期基地级维修计划（美国政府问责局图片）2020年F-35战斗机发动机因动力模块短缺导致维修进度远超预期，随后F-35联合计划办公室（JPO）开始识别并正视发动机持续保障带来的挑战，开展实施了一系列措施。包括（1）通过提高基地的设施、人员、支持设备的能力提升维修基地的维修能力；（2）通过提高备件的可靠性和可维护性及延长发动机的在翼时间来减少基地级维修需求。美军计划将于2023年开始对F-35发动机进行定期基地级维修，并将在2030年成为常态，这需要足够的基地能力作为保障。为此自2020年秋季以来，F-35联合项目办公室和普惠采取了一系列行动计划来提升基地级维修能力，以缓解当前的维修压力并满足未来的维修需求。持续的改进计划包括：（1）提高维修基地的维修能力，包括增加维修人员、扩大维修场地和增加支持设备。①在大修中心增加轮换的维修班次，以延长维修时间；②扩大大修中心的物理空间，并配备额外的技术人员、工具和设备，以缩短维修周转时间。基于此，①美军将F-35发动机维修周转时间目标从2020年10月预期的207天缩短到了2022年1月的119天。②预计可以将大修中心动力模块的维修数量提高到2022年的75个，2025年的120个。（2）增加维修基地数量，这将是未来扩大维修能力的关键。截至2022年3月，美军有7个现役F-35发动机基地维修站，包括荷兰、澳大利亚和挪威3个海外维修基地。其中荷兰的维修基地是美军第一个具备F135发动机初始基地能力（IDC）的海外维修站，位于澳大利亚的维修基地是美军在亚太地区第一个具备F135发动机发动机初始基地能的维修站。美军计划在2024年底之前新增3个发动机基地维修站，其中包括在佛罗里达州杰克逊维尔东南部海军舰队战备中心和北卡罗来纳州海军陆战队航空基地樱桃点在内的2个本土维修基地和1个位于日本的海外维修基地，以此来提高发动机的维修能力。截止2022年3月美军现阶段及未来F-35发动机维修基地分布（美国政府问责局图片）提高发动机的可靠性与可维护性可以降低发动机的维修需求。基于此，国防部制定并实施相关计划与行动：（1）提高备件的可靠性与可维护性，降低发动机的维修需求。美国防部和普惠正努力提高发动机备件--尤其是外场可更换组件的可靠性和可维护性，以减少发动机所需的零件数量及现场维修时间。为此F-35联合项目办公室启动了一项部件改进计划，在过去3年中为该计划每月提供7000万美元的资金。并在2021年启动了一项用于改进发动机速度传感器设计的子项目，计划于2023年9月完成。（2）采用新的预测性维护方法，增加发动机的在翼时间。美国防部和普惠认为可以利用收集到的发动机性能的工程数据对动力模块中的高压涡轮叶片进行预测性维护，从而减少对维修和备件的需求。为此，普惠公司推出了一种新的发动机维护方法：基于使用情况的寿命预测（UBL）。目前该方法已经在爱尔兰内华达州内利斯空军基地和弗吉尼亚州兰利空军基地中的F-22机队使用，后续将继续开拓与其他F-22机队的合作。同时寻找将UBL扩展到F-35机队和其他商业客户的机会。未来F-35机队不断增加，定期基地级维修越来越近、越来越密集，为满足对发动机的维修需求，需要购买更多的备件，因此备件资金是美军未来面临的的主要挑战。F-35联合项目办公室和普惠在国防部2023年预算审议期间建议增加购买备件的资金。国防部最初预计，2023年到2025年期间需要投入约4.21亿美元用于采购备件以支持基地级维修。然而根据实际情况，国防部正努力提升用于采购备件的资金，预计可以达到7.54亿美元。F-35联合项目办公室和普惠不同的预测模型和数据输入导致双方预测的备件采购资金预算出入较大。普惠称由于在2022年之前就存在备件资金不足的问题，因此仍存在超过4亿美元的备件资金缺口，这将对未来的项目产生不利影响。然而国防部表示，资金缺口并没有普惠所说的那么大，而是约1.7亿美元。基于F-35战斗机发动机现有持续保障策略、现状、采取的相关措施及未来面临的挑战，GAO建议：（1）美国防部应重新评估并更新F-35发动机持续保障策略；（2）F-35联合项目办公室和普惠公司应该就共享模型与数据输入达成一致，从而为规划和预算提供更准确的信息。国外相关资料显示，武器装备的使用与维修保障费用已经占到装备全寿命周期费用的60%～80%，有的甚至超过采购费的10多倍。以F-35战斗机为例，美国防部估算在其66年的全寿命周期内，该项目的总成本将超过1.7万亿美元，其中直接采购成本估计略低于4000亿美元，剩下的均为持续保障成本，约为1.3万亿美元。我军歼20、运20等现代化空中装备形成作战能力已多年，飞机及发动机未来也将陆续进入定期维修阶段，为使飞机及发动机得到及时有效的维修，随时处于战备状态，离不开空中装备持续保障的支撑。建议：（1）建立完善的、符合我国现代化空中装备的持续保障策略；（2）建立完善的维修网络。包括根据需要建立数量充足的维修站，确保能够满足维修需求；提供额外培训，以提高技术人员的熟练程度，减少返工、提高维修效率；配备足够的支持设备，提升维修效率等。顾鹏程此前已为《空天防务观察》提供2篇专栏文章，如下所列：第1篇，备战！美国政府问责局分析F-35发动机可持续性保障问题，2022年6月13日；第2篇，B-52H轰炸机的“商用发动机更换计划”，2022年8月15日。
