北约的下一代旋翼机能力(NGRC)计划旨在用先进的中型多用途直升机更新参与成员国的航空机队。
图:2022 年 6 月 16 日,北约六个成员国的代表在布鲁塞尔签署了 NGRC 谅解备忘录。图片来源:北约
在 2035-2040 年期间,北约联盟成员的中型多用途直升机机队将有很大一部分达到服役年限,在接下来的十年中还将有更多机身退役;总体而言,预计到 2050 年,非美国的北约兵力将更换多达 1000 架中型旋转翼飞机。传统上,各国都是通过在国内开发新飞机或进口国外现役系统的方式来实施单独的武器系统采购项目。但现在有许多理由支持联合采购计划。其中包括规模经济、联合参与国最先进的设计和制造能力,以及未来机队最佳互操作性的前景。
NGRC 于 2020 年 11 月 19 日启动,签署了一份不具约束力的意向书 (LoI),以实施多国开发计划。五个签署国--法国、德国、希腊、意大利和英国(作为牵头国)--随后着手制定指导概念开发阶段的需求说明,以及实现整个项目的长期多阶段合作计划,直至投入实战。2022 年 6 月 16 日,签署方签署了具有约束力的谅解备忘录(MoU),荷兰作为第六个合作伙伴也加入了签署方行列。
加拿大将于 2023 年夏季加入该计划,随着项目的进展,其他北约成员也可能加入该计划--很可能作为观察员。
NGRC 计划将为参与的联盟成员提供一个多国框架,以集中资源和力量设计、开发并最终采购新型直升机。NGRC 被列为北约高能见度项目(HVP),该术语用于旨在解决关键能力问题的多国倡议。高能见度项目通常在国防部长一级发起,既强调了对重大需求的共识,也提高了成员国全面致力于联合项目的可能性。
北约支助和采购局(NSPA)是 NGRC 的订约机构,也是北约支助和采购组织(NSPO)的执行机构,所有 31 个联盟国家都是该组织的成员。NSPA 目前正在组织概念研究阶段的工作,并提供计划管理(采购和财务);它还将制定和管理未来阶段的采购战略。该机构的 Cyril Heckel 是 NGRC 的正式项目经理。
如今,陆军和空军的中型起重直升机执行着一系列任务,包括突击运载、特种作战运输、战场补给、战斗搜索和救援以及伤员后送/医疗后送(CASEVAC/MEDEVAC);NGRC 必须能够完成所有这些任务。未来的直升机还将取代海军现役的中型起重直升机,这意味着它必须能够在甲板上着陆,执行反潜战、海上侦察和目标支援等任务,并有可能执行反水面作战任务。与目前的作战系统相比,目标飞机的飞行特性应得到明显改善。
图:法国空军选装的 EC725/H225M 多用途直升机可执行未来 NGRC 的一系列预期任务,即兵力运输、伤员后送、战斗搜救、特种作战、海上侦察和反潜作战。资料来源:美国空军
2021 年 5 月,NSPA 提交了一份包含 15 项系统要求和另外 10 项期望属性的初步清单,为 2021 年 9 月的行业日做准备;2023 年 2 月,在伦敦举行的 IQPC 2023 年国际军用直升机(IMH)会议上,项目经理 Cyril Heckel 确认了这些要求和偏好。是否所有要求都能通过概念研究--以及对技术可行性的严格审查--还有待观察,但目前该机构正在寻求一种可选的载人平台,其最小航程为 1667 千米(900 英里),任务半径为 741 千米(400 英里),外加 30 分钟的闲逛时间,以及 8 小时的总体任务续航时间(安装辅助油箱时)。
目标最大巡航速度为 220 海里或更高,407 公里/小时(180 海里)为绝对底限。这些基准将使 NGRC 的速度提高约 50%,航程是目前中型通用直升机的两倍,性能参数更接近美国陆军的未来远程攻击机(FLRAA);预计美国飞机将与 NGRC 差不多同时全面投入使用。能够相互跟上当然有利于北约未来的行动。
目标起飞重量在 10,000 至 17,000 千克之间,内部有效载荷为 2,500 千克,内部/外部总有效载荷为 4,000 千克。每个机身的采购价格不得超过 3500 万欧元,每小时飞行成本应在 5000 欧元(目标值)和 10000 欧元(最高值)之间。飞机的任务可用率也必须达到 75%。正如 Cyril Heckel 在 IMH 会议上重申的那样,所有性能参数都必须在飞机配置差异最小的情况下实现,以最大限度地降低复杂性和成本。
其他要求的目标还有很多,包括:内部可容纳 12-16 名配备作战装备的士兵;能够执行特种作战、反水面作战、电子战(EW)、搜救、人员恢复和医疗后送任务;具有从护卫舰/驱逐舰类型的舰艇上起飞的全面作战能力;能够在敌方 EW 威胁面前执行任务。所需的属性包括:两分钟自动快速启动程序;数字驾驶舱和航空电子设备;空中加油能力;发射和控制无人机的能力(载人-无人组合);以及部署先进的乘员服务武器,包括导弹和所谓的 "空射效应"(Air-Launched Effects),这是一个总称,包括具有从侦察和监视到动能效应和 EW 等广泛能力范围的闲散弹药。
图:英国皇家海军将在 2040 年前退役其舰载可选武装 AW101 "梅林 "直升机,并可能用 NGCR 取而代之。图片来源:英国皇家海军/开放政府版权
根据北约的定义,NGRC 提供了一个多国框架,在此框架下,参与者可以共同努力,设计、开发并最终获得下一代中型多用途旋翼机的能力。该计划的目的是创造一种简洁的设计,而不是改装目前正在运行或发展中的飞机。各国政府将与工业界密切合作,评估如何使其作战要求和期望的飞机特性与技术发展以及对未来作战和威胁环境的评估同步。"NGRC对我来说是一种转型能力,提供一种基于数字骨干的开放式系统架构的飞机或机身或系统,目的是让我们这些军人和飞行员能够改装飞机,跟上威胁的步伐,"英国未来局作战航空能力发起人亚历克斯-威尔曼上校在谅解备忘录签署后说。
该计划的概念研究阶段始于 2022 年 6 月,细分为五大关注领域。目前正在准备有关作战概念、新型动力装置解决方案(审查混合电力和其他非传统推进技术的可行性)、模块化开放系统架构(MOSA)、可持续性的研究,并调查可能适用于 NGRC 的旋翼机技术创新。其中一部分研究将在公开竞争后外包给行业,而其他研究,如技术审查,出于安全考虑,将在政府或联盟层面进行。这些研究应在 2024 年年中(有些会更早)完成,大约有 18 个月的时间进行详尽的概念审查,并根据技术研究的结果调整最终的作战概念 (CONOPS)。
NSPA希望在 2025 年结束概念审查阶段。在此期间的一个主要挑战是将各个参与国的基本要求和优先事项(有时甚至是相互矛盾的要求和优先事项)统一到一个共同的框架中,同时避免变体的增加,以免增加成本和降低效率。
图:生产于多个国家的 NH90 中型直升机变型(图中为法国陆军变型)使维护工作变得复杂,并导致了可靠性问题--NGRC 项目办公室希望避免这一错误。资料来源:美国空军
北约支持和采购组织 NGRC 采购支持伙伴关系第一次正式会议于 2022 年 11 月 29 日至 30 日在卢森堡举行。所有六个谅解备忘录签署国都出席了由 NSPA 主持的会议;加拿大在成为正式成员之前作为观察员出席了会议。到 2023 年 1 月,NSPA 得以宣布 NGRC 计划小组已 "部分启动"。
NGRC 的头两次招标前会议分别于 2023 年 3 月和 5 月举行。第一次会议于3月30日至31日在卢森堡举行,专门讨论项目的整体概念阶段。20 多家旋翼机工业公司参加了会议,并听取了NSPA对新飞机的期望和要求的介绍。根据北约的新闻稿,机构介绍的重点是概念阶段研究的采购战略和项目的一号特别研究。新闻稿指出:"第一项研究将根据优势、劣势、机会和威胁分析,分析和比较旋翼机的新型动力装置解决方案",包括能力、可用性、成本和后勤足迹等因素。第二次招标前会议于 5 月 22-23 日举行,重点是非专有开放系统架构研究。与会的 24 家公司听取了开放系统需求概述,并就候选 MOSA 概念在能力和可支持性方面的优缺点和问题发表了意见。全面而正式的招标书预计将于 2023 年夏季发布,届时将启动全面的概念开发和行业展示。
许多观察家认为,支持欧洲工业是 NGRC 计划的次要目标。英国在 2022 年与华盛顿签署了关于未来旋翼机升力计划的信息共享协议,因此早期有人担心英国可能会试图将北约计划引向购买美国陆军的 FLRAA。
明确 NGRC 将被视为一个 "清白 "计划,在很大程度上缓解了这些担忧。假设一家欧洲公司或财团最终将获得一份或多份开发合同,那么空中客车公司和莱昂纳多公司(单独或联合)将是主要的竞争者,还有几家专业承包商能够提供推进、航电和其他任务系统。不过,原则上任何北约国家的工业合作伙伴仍可自由投标其技术,这为美国公司最终以某种形式参与打开了大门。
图:莱昂纳多公司开发的下一代民用倾转旋翼机(NGCTR)的技术可用于 NGRC 概念设计。资料来源:莱昂纳多
虽然 NGRC 的目标是采用简洁的设计,但这最终可能会被解释为排除购买当前军用或民用系统的升级变体。除此限制外,一些开发或概念项目可作为未来中型多用途直升机的基础,其中有几个项目已由工业界提出。其中包括空中客车公司的 Racer(快速和低成本高效旋翼机)高速垂直升降飞机概念,目前主要面向民用和公共安全应用。Racer 的设计已经满足 NGRC 的一些基准要求,包括飞行速度和混合电力系统;技术验证机预计将于 2023 年首飞。另一个潜在的起点可能是莱昂纳多正在开发的下一代民用倾转旋翼机(NGCTR),其设计巡航速度为每小时 519 公里(280 海里),航程为 1852 公里(1000 海里),(民用)载客量为 18-25 人。预计该验证机将于 2024 年首飞。
图:空中客车公司建议将该公司的Racer概念高速直升机作为 NGRC 的潜在起点。资料来源:空中客车公司
莱昂纳多还与西科斯基合作,评估美国公司的 X2 旋翼机技术是否适合欧洲市场。该技术是西科斯基公司包括 SB-1 Defiant 在内的几项设计的支柱,该设计最终在美国陆军 FLRAA 合同的竞争中败北。西科斯基公司目前正专注于国际通用直升机市场。西科斯基公司总裁保罗-莱莫说:"我们当然认为 X2 非常符合他们(NGRC 计划)的一些要求,随着时间的推移,我们将继续努力。”许多行业观察家和企业代表都指出,NGRC 所需的高速度将需要一种非常规的设计,除了主旋翼外可能还包括一个推进螺旋桨,或者采用倾转旋翼设计。
图:西科斯基公司的 X2 结构(如图中 S-97 Raider 演示飞机所示)采用了一个由尾部安装的推力螺旋桨支撑的刚性同轴主旋翼,在向前飞行时提供高速度,同时提高灵活性。无论主承包商是谁,这种推进概念的某些方面都可应用于 NGRC。资料来源:洛克希德-马丁公司/西科斯基公司
赫克尔表示,概念阶段将为参与国提供一些早期设计方案,然后再进入开发阶段和 2025 年后的初步设计审查。我们的目标是,在概念阶段结束时,能有两到三个相互竞争的设计方案可供进一步开发和评估。初步设计审查之后将授予开发合同。计划办公室建议将原型测试作为开发阶段的一部分。据 NSPA 的 Heckel 估计,原型测试可能在 2030 年左右进行。
鉴于该计划尚处于早期阶段,NGRC 未来各阶段的时间表都是暂定的。要进入全面开发阶段,参与国之间需要达成新的政府级协议。该协议将解决一些可能具有挑战性的问题,如国家间的分工、设计细节以及是否可能接纳其他北约成员国作为该计划的正式合作伙伴。关于性能要求的一些争论点--这反过来又会影响到规模和成本等因素--已经凸显出来。例如,英国和意大利优先考虑高飞行速度,但法国陆军并不认同。空中客车公司很早就警告说,计划办公室提出的 25 个优先事项将需要更大、更重、可能更昂贵的飞机。随着计划的进展,必须有所取舍。计划办公室坚持认为,应避免出现多种国家变型机,因为这可能导致维护问题和更高的成本。
最理想的情况是只有一个机身,而且模块化设计应使飞机能够根据需要改装以执行不同类型的任务。如果单一设计无法实现全方位的作战任务,那么两种变型被认为是可接受的最大结果。
在概念阶段,该计划仅限于目前的 7 个成员。2025 年后,当做出发展决定时,该计划可能会再次开放,以吸引更多的参与者,带来更多的设计和生产资源,但可能会使决策和共识的达成变得更加复杂。假设该计划没有过早终止,并最终做出生产决定,那么未参与该计划的联盟国家仍有资格获得 NGRC,从而大大提高互操作性,并有可能降低单位成本。
相反,目前的七个计划成员都不需要采购 NGRC。如果生产计划被推迟,或者飞机的外形不符合某个国家的具体要求,将有其他选择,包括美国军方的新型 FLRAA。
首批投入使用的飞机预计将在 2035-2040 年间服役,目标是 2035 年。鉴于大量直升机将在 2035 年至 2050 年间退役,如果初始作战能力(IOC)晚于 2035 年,将有可能造成至少某些联盟机队的能力缺口。根据目前的预期,生产和采购工作将持续到 2059 年,在此期间至少要进行三次重大改型,以适应重大技术发展和作战需求。一旦全面投入使用,预计 NGRC 飞机系列将在 21 世纪末主导非美国的中型旋转升力航空。