作者：ENS Jake Hickmanand Christopher Adams

中文翻译：Skylighter

摘要

美国国防部（DoD）面临的最重大挑战之一是复杂、耗时且昂贵的采购流程。仅在2023年，采购开支就接近1600亿美元，约占国防部总预算的10% [1]。此外，由于整个过程涉及众多相互依赖、交错和条件性的因素，一些起初看似微不足道的问题或错误，在系统最终完成采购和部署之前，往往会在时间和金钱方面带来指数级增长的成本。难怪有人开玩笑说，也许击败我们军事对手的最好办法，就是迫使他们采用美国武器系统采购过程中所涉及的所有行政要求。

1. 引言

生存力是影响武器装备采购流程的众多主题之一。鉴于它对许多武器系统的整体成功做出了显著贡献，因此与其相关的所有要求和流程需要我们给予特别的关注、深入的分析，并在可能的情况下进行改进。基于此，本文以及其更为详尽来源论文[2]的核心关注点集中在采办过程与生存力交汇的一个具体领域——即飞机作战生存力（Aircraft Combat Survivability, ACS）的要求。

在呈现这些信息时，我们认识到，有些读者可能已经熟悉生存力概念和/或其应用（尽管未必了解国防采办流程）；另一些人可能从事采办相关工作，或对其有深入了解；还有一些读者可能处于两者之间，对这两个领域都有一定程度的了解和/或经验。最后，某些读者可能对所有这些内容都比较陌生，但希望他们能以利益相关者的角度对此感兴趣。因此，我们希望本入门——旨在作为该主题的入门介绍，而非全面详尽的论述——能够使不同背景和经验水平的读者均有所获益，并促进人们对这一重要的研究课题进一步关注与研究。

2. 采办之谜

采购流程由三个关键的美国国防部（DoD）支持系统组成：
（1）规划、项目编制、预算与执行（Planning, Programming, Budgeting, and Execution，简称PPBE）流程；
（2）国防采办系统（Defense Acquisition System，简称DAS）；
（3）联合能力集成与发展系统（Joint Capabilities Integration and Development System，简称JCIDS）。

在参谋长联席会议的监督下，JCIDS 是一项制定需求的流程，其资金来源于 PPBE 流程，并由 DAS 进行管理。尽管这三个系统并行且相互交织，但 JCIDS 的核心是在 PPBE 提供的资金支持下，按照 DAS 所设定的时间节点（称为“里程碑”[Milestone, MS] 决策）来制定和推动各项能力需求的发展（如图1所示）[3]。

虽然这三大系统的平衡至关重要，但在本文中我们将主要聚焦于 JCIDS。根据《JCIDS 手册》的定义，“需求”是指“尽可能满足组织在当前或未来作战中所承担角色、职能与任务的一种能力”[4]。

简而言之，需求是用来填补能力缺口的手段，是解决问题的方案，或是满足某种需要的方式。因此，JCIDS（其中“C”代表“Capabilities”，即“能力”）之所以重点关注将需求作为问题解决方案进行整合与发展，是有其逻辑基础的。这种能力的整合与发展始于通过多种方式识别出亟需解决的问题，其中之一便是由联合需求监督委员会（Joint Requirements Oversight Council，JROC）提出，也可能由各军种主官或其他利益相关方提出。

在问题被识别之后，一个适当的解决方案会被转化为一份正式的书面文件。最初的文档在某个决策点上得到验证，随后引入新的信息和想法。通过进一步投入资源和分析，形成更新的文档，并同样经历验证过程。这种以经过验证的文档为节点的迭代过程，是需求不断演进的具体体现，也与国防采办系统（DAS）中的里程碑节点相对应（见图1）。这一过程持续进行，直到相关需求最终以合同形式与工业界确定下来，成为承包商建造系统的标准，并最终成为填补原始能力缺口的实际解决方案。

需要注意的是，在本次讨论中，“需求”的定义进一步聚焦，仅限于最初设计阶段所考虑的内容。显然，在某一平台投入使用后，可能会发现其他“满足需求的方法”（这一点将在后文进一步探讨），但关键的生存力需求必须在平台设计之初就被纳入考量，而不是作为事后补充或后期追加的内容——而这种情况在过去一个世纪中却屡见不鲜。

此外，生存力需求的一个显著特征，就是其本质上是一种用来满足某种生存需要的能力，无论该需要以何种形式表现出来。通常情况下，满足生存力需求的解决方案是通过“生存力增强特性”（Survivability Enhancement Features, SEFs）来实现的，这一观点长期从事生存力教学工作的Robert Ball博士在其即将出版的《飞机作战生存力》教科书第三版中进行了详细阐述[5]。

3. 美国生存力需求简史

那么，生存力需求是如何发展到今天在采购流程中所占据的重要地位的呢？要回答这个问题，我们有必要简要回顾一下美国军用航空的历史。

如果我们将事后追加的改进措施也视为生存力需求（尽管如前所述，真正意义上的生存力需求应当是前瞻性的），那么这类需求实际上自航空诞生之初就已存在，即使当时并未被明确列出或系统研究。

在第一次世界大战之前最早的空战实例中，法国航空先驱路易·布莱里奥（Louis Blériot）就在其飞机上测试并加装了额外装甲。然而直到一战期间，航空相关伤亡超过11.5万人，人们才开始更加重视生存力问题[6]。尽管如此，接下来几十年间商用飞机的发展主导了飞机设计方向，直到二战（WWII）时期同样的错误再次重演——这又是一场代价惨重的战争。例如，一战中的德国容克斯J.1和二战中的美国B-17轰炸机都在服役后加装了更广泛的装甲、自密封油箱以及余度系统，但由于最初设计时缺乏充分考虑，仍导致大量人员伤亡。

此外，在二战结束进入原子时代之后，核武器成为关注焦点，生存力再次被边缘化，转而让位于与核打击能力相关的考量，并影响了未来二十年的飞机设计。直到东南亚冲突及越南战争时期，生存力需求才真正开始受到重视——至少是我们今天所理解的那种生存力需求。飞机作战生存力（ACS）概念的形成很大程度上正是从这一时期开始的。

生存力需求的完整历史可以划分为三个阶段，起始于20世纪60年代中期，延续至今：

第一阶段的特点是生存力首次在飞机设计中被正式优先考虑。该阶段的一些典型代表包括：F-15“鹰”式战斗机，可以说是有史以来第一架在设计之初就将可生存性作为核心要素的美军战机；UH-60“黑鹰”直升机，以其在直升机领域前所未有的高生存力著称；以及最著名的A-10“雷电II”攻击机，因其极强的战场生存力而闻名。

从需求角度而言，F-15（见图3）在其项目早期就强调了一系列生存力提升特征，如辅助动力装置、软跑道起落架、尾钩、减速伞、自动驾驶仪、自密封或泡沫填充油箱、装甲以及防弹玻璃等。这些特性虽然带来了重量和性能上的代价，但都是为了提升生存力和操作性而合理作出的设计取舍。同样地，UH-60（见图4）在其需求文档最初的版本中，就把战斗和坠毁情况下的生存力列为四大类要求之一。由此产生了诸如“失去润滑油后仍能运行30分钟”的关键性能要求，以及其他多项重要功能。此外，正如文献[8]中详细描述的那样（见图5），A-10之所以享有坚固耐用、生存力强的声誉，很大程度上得益于该项目在初期对生存力的重点投资和优先安排。

第二阶段以隐身技术的出现为标志。尽管此前已有通过伪装手段降低被发现可能性的做法，但直到20世纪后期，先进探测与跟踪技术的应用才促使人们真正开始主动减缩飞机的易损性。SR-71“黑鸟”侦察机是这方面最早的成功案例之一——简单来说，它非常快。事实上，当时的易损性减缩策略几乎完全依赖于这一单一特性：即便被敌方雷达发现，黑鸟的速度也使其几乎无法被击落。随后，洛克希德公司在隐身技术方面进一步发展，推出了F-117“夜鹰”隐身攻击机（见图6）。这款飞机速度并不突出，而是采用了称为“多面体设计”的技术，大幅降低了雷达反射面积（RCS），从而实现了相对的“隐形”。

相比之下，格鲁曼公司则为其B-2“幽灵”隐身轰炸机（见图7）采取了不同的隐身路径。B-2并未采用多面体外形，而是围绕气动效率进行设计，同时融合了创新性的信号抑制与排气解决方案，以及更为流畅优雅的整体造型。（当然，隐身技术在此之后仍在不断发展，应用于后续的美军战机，但由于涉及保密等级较高，许多细节及其相关的生存力需求不在本文讨论范围内。）

第三阶段即当前阶段。与以往不同的是，现代项目的生存力需求不仅将隐身等核心因素纳入设计，还整合了战术、新方法论以及先进的电子对抗等多方面的特性。例如，F-22“猛禽”战斗机（见图8）在其早期研究和需求制定过程中就深受生存力理念影响，体现在其必须具备超音速巡航能力[2]、低雷达反射面积、先进的飞行控制系统、高机动性、远距离雷达探测能力以及出色的态势感知能力等方面。同样，F-35联合打击战斗机（JSF）项目（见图9）也是历史上最复杂、最严苛的需求工程之一。由于生存力是JSF计划的四大支柱之一，因此在整个复杂的需求生成与迭代过程中，这些理念始终处于基础地位，最终形成了体现对生存力高度重视的关键性能参数和其他关键功能。

4. 生存力需求的基础要素

在过去的半个世纪中，通过不断从作战飞机的设计、开发、任务执行与评估过程中吸取重要经验教训，人们逐渐总结出一些与生存力需求相关的基本原则。这些基本原则是作者基于美国国防部（DoD）流程、以往飞机项目的经验教训以及采购与生存力领域新兴研究成果而归纳整理的。因此，图10代表了我们研究的新成果，它以视觉化方式简洁地展示了构成这些基本原则的过程、工具和内容要素。接下来的段落将简要讨论这些基本要点，包括需求生成过程中的关键方面或建议，以及支持这一过程的数字工具和具体内容。

4.1. 过程

如图10所示，支撑（或应支撑）生存力需求流程的有两个主要支柱或特性：整合（Integration） 与 迭代（Iteration）。

在这个涉及众多利益相关方、存在竞争与重叠时间线、巨额资金投入和技术复杂性的过程中，整合是确保所有上述要素高效协同运作的关键。毫不奇怪，这种整合通常是通过有效的持续沟通来实现的——即在不同参与者和利益相关方之间清晰、直接且高效地共享信息。

因此，要实现理想的整合，必须具备对以下三点的良好理解：

1. 自身所处的位置；
2. 其他利益相关者的动机、态度和目标；
3. 如何最佳协调路径以实现共同目标。

同样地，迭代并不仅仅是为了重复而重复。它是一种有意为之、深思熟虑、有时甚至相当繁琐的过程，旨在从不同的视角或结合新的信息重新审视原有想法。由于文档验证过程本质上具有逐步细化和阶段性强化的特点，因此迭代也是需求制定过程中的一个核心环节。此外，迭代还意味着有明确的起点和终点，并围绕它们进行反复推进。正如前文所述，这个“起点”就是设计之初就纳入考虑的需求，而不是事后追加的内容——这一点的重要性无论如何强调都不为过。

4.2. 工具

现代生存力需求流程的这两个支柱——整合与迭代——依赖于一系列先进的设计、协作与计算工具的支持。要想在此文中一一列举并详述这些工具的功能和现状，显然超出了本文的范围和目的；不过，感兴趣的读者可以进一步查阅前述论文[2]，以及相关的生存力文献资料。

在此只需指出的是，这些工具的存在、相互兼容性及其持续改进——它们都通过“数字主线”（Digital Thread，即当今时代整体集成能力的另一种说法）[10]紧密连接在一起——已经为显著优化和提升需求流程打开了大门。

4.3. 内容

那么，一份撰写良好的生存力需求文件究竟应包含哪些具体特征或内容呢？诚然，有许多术语和特性都可以用来回答这个问题，但我们可以提出以下五个一般性特征（如图9所示）：

• 任务导向型（Mission-conscious）
• 面向未来（Future-focused）
• 专家驱动（Expertise-driven）
• 恰当明确（Appropriately specified）
• 经济可行（Affordable）

首先，只有对问题本身（即能力缺口）进行了深入细致的定义，才能写出一份高质量的需求。换句话说，作战概念（CONOPS）必须“无懈可击”，并对所有可能的任务场景进行全面深入的考量。只有明确了用途、使命和使用方式，才能制定出清晰合理的需求。因此，在编写需求之前，必须深入探讨CONOPS的范围，以避免资源被浪费在一个并不能有效弥补预期能力缺口的能力上。

其次，需求也必须面向未来，这包括战场环境的变化趋势，以及威胁与技术的持续演变。当我们寻求新的进攻能力时，也必须同时利用这些知识来增强我们在当前和未来面对威胁时的防御能力。

前两个特征隐含着第三个特征：谁比该领域的真正专家更能准确评估早期的生存力问题或未来的生存力需求呢？ 这个观点看似基础，但生存力专家的意见往往被忽视——这是一种常见却令人遗憾的现象。事实上，这些专家的意见应贯穿整个解决方案从构思到实施的全过程。

由此引申出第四个特征：恰当程度的明确性。虽然需求在接近工业合同阶段时通常会经历从宽泛到具体的演进过程，但在合同授予阶段，需求必须具备适当的明确性。这里需要找到一种平衡：一方面，需求必须是可验证、可测试、具体明确的（以便承包商承担责任），另一方面也要保留一定的灵活性和权衡空间，以鼓励创新性解决方案的提出。

为了说明这些特征在实践中的应用，我们可以举几个例子。例如，如果一项需求表述为“该飞机的易损性要比F-16低X%”，这就太过于宽泛，错误地暗示F-16只有一个统一的衡量指标，并且无法进行验证或测试，也不够恰当。类似地，若要求“将所有飞行控制系统隔离”或“提供防火保护”，则分别引发了“隔开多远？”、“什么是真正的防火保护？”等问题，并给予承包商过多自由发挥的空间，可能导致方案不够充分。

相反，如果某项需求明确规定必须采用某一制造商的特定配置和安装位置的具体系统，没有任何替代或调整空间，则属于过度规定。而像这样的表述则是合适的：“在特定任务场景下，该飞机面对直径为Y碎片以Z米/秒速度撞击、密度为Q的情况下，其对X型导弹的易损性应小于W。”这种表述清楚地设定了一个目标值，并在一个明确定义的场景中提出了可测试、可验证的要求，而不指定具体的技术手段或方法。此外，这样详细的需求显然是由专业领域专家推动制定的。再比如，在需求中使用“shall have”这样的措辞，如“XX飞机应在燃油箱X-X下方配备干舱灭火系统”，也能确保方案明确可见，既提供了足够的细节，又不会束缚设计师的创造力。

最后，第五个内容特征是：解决方案必须具备经济可行性。尽管这是一个不可忽视的问题，但我们将其放在最后论述，是为了让其他更为关键但常常因成本问题而被忽视的理念得以充分展开和探讨。

5. 总结

正如新型美国作战飞机在研发过程中所涉及的成本、复杂性和挑战持续上升，我们在采购流程中对优良的可生存性需求、流程和工具的需求也日益增强。因此，无论您是从事生存力工作的专业人员、采购领域的专家，还是相关的利益相关方，希望这篇关于美国飞机生存力需求历史与基本要素的简要概述，能够帮助读者更好地理解、评估、组织，并最终将采购过程中的各个关键环节有效串联起来。

参考文献

[1] Office of the Under Secretary of Defense.“Defense Budget Overview.” https://comptroller.defense.gov/Budget-Materials/Budget2023/, April 2022.

[2] Hickman, J. R. “The Survivability Requirements Handbook: An Introduction to Requirements for Aircraft Combat Survivability Acquisitions and Design.” Master’s thesis, Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Naval Postgraduate School, Monterey, CA, 2023.

[3] Blickstein, I., J. Yurchak, B. Martin, J. M. Sollinger, and D. Tremblay. “Navy Planning, Programming, Budgeting, and Execution: A Reference Guide for Senior Leaders, Managers, and Action Officers.” RAND Corporation, https://doi.org/10.7249/TL224, 2016.

[4] Office of the Secretary of Defense. “Manual for the Operation of the Joint Capabilities Integration and Development System.” JCIDS Manual, J-8, https://www.dau.edu/sites/default/files/MigratedCopDocuments/ Manual%20-%20JCIDS%20Oct%202021.pdf, 2021.

[5] Ball, R. E. The Fundamentals of Aircraft Combat Survivability: Analysis and Design. Third edition, to be published.

[6] Angelucci, E. The Illustrated Encyclopedia of Military Aircraft: 1914 to the Present. Chartwell Books, https://books.google.com/books?id= NhzBAAAACAAJ, 2001.

[7] Atkinson, D., P. Blatt, L. Mahood, and D. Voyls. “Design of Fighter Aircraft for Combat Survivability.” Paper presented at the National Aeronautic and Space Engineering and Manufacturing Meeting, 6–10 October 1969, and published in volume 78, section 4, paper 690706 of the Society of Automotive Engineers (SAE) Transactions, 1969.

[8] Edwards, E. “Fifty Years of B-R-R-R-R-T: A Birthday Salute to the Plane Too Tough to Die.” Aircraft Survivability, spring 2022.

[9] Joint Aircraft Survivability Program website,https://www.jasp-online.org/, 2023.

[10] Wiedenhaefer, P. “Why Adopting Digital Engineering Is Critical.” Slide presentation, Modern Technology Solutions Inc., 2023.