分享:

美空军通过多种措施持续提升能源使用效率

2021-03-30 14:36:05 中国航空报 黄涛

3月10日,美空军空中机动司令部(AMC)发布题为《美空军寻求加速提升效率》(The Air Force seeks to accelerate efficiency)的文章,其中多个案例是我们已知情况的最新进展,通过文章让我们进一步感受到创新、管理和工具可能带来的巨大效益。在该文中,美空中机动司令部提出:随着现代战争的不断发展,美空军重新专注于维护安全的燃料网络和优化行动,以最大限度地提高作战能力。在过去的一年里,空军作战能源办公室聚焦旨在提高作战效率、整合现代技术和流程以及改善持续保障能力的具体举措。此外,这些工作还具有减少温室气体排放的额外收益,这是美国防部长确定气候变化优先顺序的一个关键方面。该文章指出了空中机动司令部若干最新成就,以及它如何为空军带来21世纪的能源解决方案。

移动规划软件证明了其投资回报

当2017年国防创新单元(DIU,彼时还叫做国防创新实验单元DIUx)首次推出数字化加油机规划工具“拼图”(Jigsaw)时,其目的在于快速与有效。这一工具大大缩短了联合空中作战中心(CAOC)规划空中加油任务的时间,从以前的8~12小时缩短到4小时。此外,该工具还将加油机资产利用率提高了3.6%,使每天所需的加油机出动架次数减少了1.8架次。更重要的是,通过提高每次出动的效能,美空军可以在满足任务需求的同时,每周节约18万加仑(约合68.13万公升)燃油和9名机组人员。

2020年,空中机动司令部继续支持和资助“拼图”的自动化规划功能的发展和部署,从而进一步优化加油机的规划与调度。估计自动化能力将把规划时间缩短到30分钟以内,并将调度效率再提高10%,相当于执行每个平均的“空中任务指令”(ATO)再减少5架加油机。这些效率的提升使美国空军在保持相同作战出动率的同时,减少燃油消耗、降低作战风险。

此外,司令部还资助了为“阿罗哈·火花”(Aloha Spark)创新单元(注:美空军鼓励基层部队创新,建立了多个名称带有“火花”/Spark的创新单元,这是其中的一个)购买安全软件——TRON,以加速名为“即刻安全”(NowSecure)的移动应用的开发、数据收集以及向数字化形式的迁移。“即刻安全”已于2020年10月部署,满足了国防部关于安全软件开发的要求,将使TRON能够快速实现应用程序向作战环境的过渡,更快地将工具交到作战人员手中,便于收集燃料消耗和相关飞行费用数据。

同样,司令部从2019年开始资助和支持的“麦哲伦”(Magellan)全球机动性分配工具,也已在2020年成为美国空军空中机动司令部的在册系统。该软件将多个手动流程合并为一个协作、透明的平台,用于“战备程度驱动的分配进程”(RDAP),预计每月可为规划人员节省约300小时。这一工具已于2020年7月形成初始作战能力,现在是空中机动司令部分配决策的唯一数据源。

综合数据分析为运行提供信息

利用空军云计算平台,空中机动司令部帮助开发实时分析管道,通过集成多个数据源生成对主要武器系统可操作的分析,从而掌握燃料使用和生产速度。这些管道是“作战能源数据收集战略”的重要组成部分,并扩大了对空军行动的可预测程度。这些数据已经使人们深入了解燃料规划如何影响飞机的可用度以及燃油效率的提高对加油机作业效率的影响。

例如,司令部评估了C-17“全球霸王”Ⅲ和KC-135“同温层油船”加油机10年期的燃料规划和飞机可用度数据。结果表明,精密的燃料规划可以减少对飞机部件的压力和相关的维护要求,提高飞机可用于训练或执行作战任务的时间,从而增加了飞机的可用度。历史上,通过精确燃料规划,携带燃油仅减少10000磅(约合4536千克),飞机可用度与当前基线相比将提高1%。

同样,使用“空中加油模型”(ARM),司令部确定了燃油效率与续航能力改善、外供燃油以及完成任务所需的受油机和加油机数量间的关系。在这种情况下,可取得以下收益:外供油量增加幅度是燃油效率的大约两倍、延长了在加油区停留时间、通过工程措施实现节油效果的数倍。

工程持续保障现代化

司令部的办公室与空军“创新工场”(AFWERX)、空军特种作战指挥部和工业界一起,资助了两个项目,以验证CV22“鱼鹰”和KC-135发动机上的有核泡沫清洗如何降低单位燃油消耗率和排气温度,降低维护成本,减少二氧化碳排放,并延长机上时间。2020年11月,在俄亥俄州里肯贝克空军国民警卫队基地进行KC-135测试的初步结果表明,使用有核泡沫而不是水,发动机温度显著降低,显示出改进发动机性能极大潜力。CV-22泡沫洗涤的测试和分析于2020年12月,在佛罗里达州的赫尔伯特靶场开展,预计将持续到2021年12月。

将作战能源纳入联合作战演习

演习中作为能源工作的一部分,司令部为美海军领导的“太平洋能源分配和关键基础设施演习”提供了关键支持。演习凸显了海军支持空军燃料需求的能力之间的脆弱性,并告知高级领导人应如何解决差距和进行未来的部署。此外,司令部还帮助提供了几个建模和模拟工具,如“联合作战能量建模系统”,以便更好地将燃料集成到演习场景中。为了支持2020年“未来战争”,司令部为STORM 开发了一个后勤数据库模块,以支撑作战规划,并与空军作战集成能力办公室(AFWIC)开发的战斗生成模拟集成。

这些举措只是提高业务效率的冰山一角。无数其他高投资回报率技术和创新将扩大飞机航程、减少排放、提高作战能力,同时为空军人员提供附加值——多给他们一次机会或者节省规划时间。美军司令部正在建立一种文化,认识到效率不彼此妥协,而是最大限度地提高能力。

责任编辑:实习编辑