来源：数字孪生战场

作者：胡小花

导读：

2022年12月2日，诺斯罗普·格鲁曼（简称诺格公司）的员工从B-21轰炸机上取下白布，把它从机库中拉出来，让全世界看到。

在美国国防部于2018年发布《数字工程战略》以来，开启了数字工程革命。

工业4.0研究院认为，美军通过6年时间推动系统工程变革，最终提出了新的概念：数字工程。数字工程跟传统的系统工程不同，它是建立在数字孪生模型基础上的。

美国媒体认为，B-21轰炸机是数字工程革命的开拓者。

美国国防部长劳埃德·奥斯汀三世在揭幕后的演讲中表示，B-21轰炸机“证明了美国在独创性和创新方面的持久优势。这证明了该部门对建设先进能力的长期承诺，这些能力将加强美国阻止今天和未来侵略的能力。”

B-21轰炸机被称为“第六代飞机”，旨在作为低观测或隐形的战略轰炸机，可以穿透防空系统，在敌方领土深处运送核武器或常规武器，并在未被发现的情况下返回美国的基地。

尽管首次向公众披露了最新的远程战略轰炸机，但这仍然是一个绝密计划，正如诺格公司高管和空军人员在全天一系列简报中提醒记者的那样。

大约四分之一的轰炸机被保存在美国空军机库中，以防止B-21轰炸机后部被公开，这是整个系统的重要组成部分，它是飞机隐身能力的关键部位。然而，天气阴沉沉的，间谍卫星无论如何都看不到太多东西。

什么是翼展？他们不能说。飞机的航程是多少？不能告诉你。你认为每架飞机要花多少钱？这是绝密的。

然而，该公司确实有一个好消息要讲：即工业界和美国空军如何在7年多一点的时间里从2015年签署合同到拥有六台处于不同生产阶段的原型机。

试飞预计将在2023年的某个时候开始，这意味着该计划可能会在8年内从概念飞行到飞行。

诺格公司的目标是在2025年之前向空军交付第一批突袭者。第一个中队将设在南达科他州的埃尔斯沃思空军基地。

在飞机首次亮相前的新闻发布会上，诺格公司负责人表示，“我们正在从未来获取技术，并将其带到现在……这不仅仅是关于飞机的技术进步意味着什么，还涉及我们如何开发这架飞机。”

B-21轰炸机从第一天起就是一款数字设计的轰炸机，这意味着该公司放弃了在纸上设计飞机、CAD文件和粘土模型的传统方法，迎来了数字工程的新时代。

该技术使用计算机建模和代表复杂系统特征的数据。工程师可以在计算机模拟上运行组件测试，而不是构建现实世界的等价物。

然后，开发人员可以创建整个计算机模拟飞机，这就是所谓数字孪生体，从而实现试验鉴定。

诺格公司负责人强调，“在选择未来的设计之前，我们在数字环境中迭代了这架飞机的数千种设计。”

美国空军参谋长查理.布朗谈到了数字工程革命，“这将改变我们未来在这里做事的方式。”

美国空军负责采购、技术和物流的助理部长安德鲁·亨特说，全数字开放架构也将使飞机更具适应性。B-21轰炸机旨在穿透今天的防空系统。潜在的对手将不可避免地改进他们的雷达和其他传感器，但美国空军能够对电子系统进行数字孪生体升级，以不断实现持续对抗的能力。

亨特说：“随着我们必须执行的任务发生变化，随着威胁的发展，B-21轰炸机将继续长期执行该任务。”

一位对该计划有深入了解的消息人士透露，“数字工程和数字工具使我们能够在实际驾驶飞机之前迭代设计，更快地进行测试并进行更多测试。”

“它使我们能够制造第一架生产飞机。这降低了我们投入生产的风险。”消息人士说。

诺格公司的B-21轰炸机负责人托尼·诺尔斯表示，公司在创建数字孪生模型方面做了大量工作。

负责B-21轰炸机的员工位于佛罗里达州棕榈谷和墨尔本这两个主要地点，诺尔斯表示，维护人员、飞行员、制造专家、工程师和空军人员都共同开发了该模型。

无论工作人员在什么地方，他们都连接到一个虚拟房间，即使在新冠肺炎疫情最严重的时期，他们也在那里工作。

“我们不必等待分享信息。所有壁垒都消除了，每个人都可以实时看到相关信息，我们会立即处理它。”诺尔斯强调。

他补充说，“我们正在解决甚至还不是问题的问题。”

今天，技术人员在组装原型时正在使用增强现实护目镜。他们可以看到那里和不存在的东西，但将来这些东西会存在。诺尔斯说，在进行检查时，增强现实帮助他们了解每个组件应该放到什么地方。

布朗说，所有这些新的数字工程技术都将颠覆未来程序的开发方式。将来不需要那么多的“测试点”，这加快了这个过程，但可能会让传统主义者心烦意乱，特别是在测试和评估社区。

“对于我们的测试社区来说，这也是一个文化转变。他们喜欢测试。”布朗说。

消息人士称，B-21轰炸机投入生产并被送往美国空军作战后，开放架构将保持它们的相关性。

“我们的对手总是在变化，总是在进步。我们总是试图领先他们一步，这就是B-21轰炸机允许我们做的事情，”他说。

快速更换软件和硬件的能力将使飞机更加灵活，飞机将进化。

此外，可维护性从一开始就是一个关键要求。近年来，由于零件短缺和过时、缺乏维护人员和其他问题，美国空军和海军一直在努力保持其机队的可操作性。

消息人士表示，“这里的关键是，你必须拥有一架可维护的飞机。”

接下来是跑道测试，B-21轰炸机将在不起飞的情况下滚下停机坪。两名飞行员将在驾驶舱进行这些测试，一名受雇于诺格公司，另一名是美国空军军官。

他们都深入参与了B-21轰炸机的开发，特别是对那些将驾驶飞机的人来说很重要的事情。

“该计划的关键原则之一是降低风险，并真正专注于在进入飞行测试之前进行尽可能多的测试，以降低风险。”爱德华兹空军基地的测试主管克利夫顿·贝尔上校表示。

诺格公司的试飞员克里斯·莫斯表示，在过去的六个月里，一直在广泛研究高保真模拟器，该模拟器使他们能够评估飞机，熟悉飞机的处理方式，了解飞行控制系统，以及他们在飞机上的工作方式。

使用模拟器有助于他们了解出错与飞机应运行方式之间的区别。

莫斯说：“我们花了很多时间在模拟器上工作。”

贝尔表示，尽管数字工程推动了推动，但一些测试正在飞行测试台上进行，飞行测试台是一架可以携带组件和仪器的平台。

莫斯说：“在B-21轰炸机实际飞行之前，我们正在使用这些系统飞行。”他补充说，除了是一个更便宜的替代品外，测试台还允许他们在组件集成到轰炸机上之前发现和解决问题。

他补充说，他们还使用生产中的六架原型机之一进行负载校准和测试机身的结构强度。

贝尔在测试期间说：“你总是希望有某种发现，只是这个过程，如果你发现了一些东西，你就会把它与你在模型中找到的东西进行比较，然后你去更新任何你需要更新的东西，然后你继续前进。”他说。

莫斯说：“我们一直在使用从其他飞行测试计划中学到的经验教训。”“他们错过了什么？我们需要去哪里找？他们认为什么样的事情不是问题，最终变成了一个大问题？因为很多时候，最让你惊讶的事情是你认为根本不会有任何问题的小事。”

莫斯说，尽管如此，高保真模拟器并不能替代即将到来的真实试飞。

“在我们真正去飞行之前，我们无法验证模型。因此，我们所能做的就是为我们认为可能有问题或可能成为问题的一切做好准备，”他说。

至于当B-21轰炸机离开美国空军机库并飞向天空时，官员们的目标是2023年中期，但这不是一成不变。

知情人士表示，B-21轰炸机首次飞行的时间将是“数据驱动”，即根据测试结果来决定。

年初的测试将是关键。

他说，首先是只有跑道的测试，B-21轰炸机将以高低速行驶。

从以上公开的点滴内容，数字孪生战场实验室的读者可以更了解B-21轰炸机研制过程，以及试验鉴定情况，对数字孪生靶场的价值和意义会有更好的理解。

来源：数字孪生体实验室