美國防部《2020財年國防工業能力報告》分析美軍機工業現狀與問題

2021-03-02 戰略前沿技術

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根據《美國法典》要求,美國防部每年開展國家技術與工業基礎(NTIB)評估,並向美國國會提交年度評估報告,作為制定國防工業政策、編制下一財年預算以及進行國防工業能力調整的重要決策依據。2021年1月14日美國防部工業政策辦公室發布了公開版《2020財年國防工業能力報告》(以下簡稱報告),對美國國防工業下屬飛機、電子、工具機等十六個主要領域的健康狀況進行了詳細評估,其中飛機工業依然是評估的首要領域。

2021年1月11日,美國防部發布的《2020財年國防工業能力報告》封面。報告封面上寫明完成這份報告的研究共花費了2020-2021財年經費15.9萬美元(美國防部圖片)


報告將飛機工業劃分為3個子領域,分別是固定翼飛機(包括戰鬥機、轟炸機、運輸機、特種任務飛機等有人駕駛固定翼飛機)、旋翼機(包括直升機和傾轉旋翼機)以及無人機。波音、洛馬、諾格、德事隆、空客與通用原子六家公司為美軍提供了絕大多數的飛機平臺,擁有從研究、設計、開發到全速生產的全面能力。

美國各軍種目前在役的主要機型及其主承包商如下表所示:

1 美軍現役主要機型及其主承包商(報告中的表格,作者翻譯整理)





C-130 (大力士/超級大力士/羅盤呼叫等改型)運輸機






MH-35E,CH-35D/E/K/H-60 重型直升機











1.預算影響

總體而言,美國防部2020-2024財年的飛機採購預算是相對穩定的。隨著美空軍B-21遠程轟炸機與陸軍「未來垂直起降飛行器」項目投入生產,F-35戰鬥機和T-7A教練機採購達到峰值,預計2025-2027財年的飛機採購預算將大幅增長。2029財年以後,由於預計的飛機產量下降,以及發展重點轉向六代機、新型運輸機及無人作戰飛機的開發,採購預算將減少。 

1999-2024財年美國防部飛機採購預算(報告中的圖片,作者漢化處理)

20192024財年軍用飛機研究、發展、試驗與鑑定(RDT&E)投資將減少約45%,主要原因是投資重點從開發轉向生產。預計2025財年的RDT&E預算將略高於1999財年水平,重點項目包括六代機、無人戰鬥機和新型運輸機等。20192024財年無人機RDT&E預算將減少64%,但未來幾年反無人機項目的預算可能增加。

1999-2024財年美國防部飛機研究、發展、試驗與鑑定預算(美國防部圖片)

2020財年,航宇與國防工業的併購交易量與交易額顯著下降,排名前四的併購交易中有三項始於2019財年,即雷神與聯合技術公司價值331.7億美元的合併交易,安宏資本以52.3億美元收購英國科巴姆公司,BAE系統公司以19億美元收購柯林斯航宇公司軍用GPS業務,而赫氏公司與伍德沃德公司價值77.4億美元的併購交易在新冠疫情爆發後終止。

軍用飛機工業主要存在三類風險,即對外依賴、供應商脆弱和產品安全性。其中,兩個領域的風險問題較為突出,一是商業航空,二是小型無人機。


飛機主承包商及供應商多為軍民結合型企業,例如20162018財年期間的政府銷售(以美國防部為主)佔波音公司總收入的比例約24%,2019年和2020年則分別增長至30.5%和33.9%。與美國防部的「未來年度國防規劃」(FYDP)規劃程序相比,商業客戶通常會大批量採購,需求長期且穩定。供應商往往會在其商業和軍用項目間共享設備、設施和人力等內部資源,以優化成本和生產效率。因此,穩定的商業市場對軍機製造商和供應商是至關重要的。

2019財年,由於商用飛機需求不斷增長,國防需求較為穩定,飛機製造業曾被認為是最強大與最穩定的行業之一。但2020財年連續遭遇兩起重大事件後,商業航空進入了史無前例的寒冬。

波音B737 MAX曾是業界預測的商業價值最高的民用飛機項目,但在經歷兩次致命的墜機事故後,被美國聯邦航空管理局取消認證,於2020年1月停產,波音公司損失慘重,2020年全年僅交付157架飛機,與其歐洲競爭對手空客公司的556架交付量相去甚遠,在氫動力飛機等新一代產品的研發上也大幅落後。與此同時,B737 MAX的零部件也停止了生產與交付,諸多供應商因停工與現金流受限而出現流動性危機,其中有超過一百家的供應商同時也為美國防部提供零部件和服務。新冠疫情爆發進一步加劇了飛機製造業的供應鏈問題。2020年5月,商業航班需求同比下降91.3%。為應對收入危機,主要國防承包商宣布了大量的裁員或休假計劃,如波音宣布到2021年底裁員3萬人,雷神公司宣布裁員2萬人,通用電氣宣布裁員1.3萬人。這些行動很可能會對國防工業產生連鎖反應,包括間接成本的增加與工程技能知識的損失,三個飛機子領域在維持健康可持續方面都面臨重大挑戰。


小型無人機指最大起飛重量小於20磅,正常工作高度低於海拔1200英尺,且速度小於100節的無人機。截至2020年初,美國小型無人機市場排名前十的公司中有一半是美國公司,但其市場份額合計僅為8%,而大疆卻佔據了77%的市場份額。近年來,美國許多小型無人機製造商要麼退出了消費者市場,要麼被大型公司收購。

在2020財年國防部預算中,無人機項目預算總額約為32億美元,其中小型無人機約1.53億美元,不到同年美國小型無人機市場規模(42億美元)的4%,這表明美國的小型無人機市場主要由商業因素驅動。因此,與商用無人機企業合作開發新型先進無人機對美國防部來說至關重要。這不僅將使商業與國防部門共同受益,也有助於使小型無人機迅速採用符合美國防部需求的系統。 

1999-2024財年美國防部無人機系統採購及研究、發展、試驗與鑑定預算(美國防部圖片)


根據《冠狀病毒援助、救濟、經濟保障法案》(CARES)的授權和撥付,美國防部國防創新單元(DIU)通過「商業開放解決方案」向小型無人機供應商提供了約1340萬美元資金。《國防生產法》(DPA)第三章基金向5家本土小型無人機供應商提供了資金,以支持其繼續生產小型無人機零部件或開發軟體系統,以確保美國本土小型無人機產業的健康發展,並與國外企業展開競爭。此前,DIU曾在2019年向6家小型無人機公司授予了總額1100萬美元的合同,並於2020年8月主辦了一個名為「藍色小型無人機示範日」的活動,受到資助的其中五家公司現場展示了具備網絡安全性的小型無人機產品,並於2020年9月向政府機構開放採購。至此,雖然美國防部可以安全採購並運行小型無人機,但依然存在著供應鏈風險。在對四個隨機選擇的小型無人機平臺的材料清單進行分析後發現,某些零部件嚴重依賴中國供應商,其中機身機構(碳纖維或塑料框架)、電機(汝鐵硼磁體)以及印製電路板(PCB)是對外依賴最為嚴重的零部件類別。這需要美國防部的進一步努力,以減少小型無人機供應鏈的風險。

報告給出的世界各個國家和地區(含中國臺灣地區)在美國小型無人機系統部件供應中的佔比(美國防部圖片)



美國防部將繼續跟蹤該領域內出現的威脅與機遇,一些發展速度快、能夠改變遊戲規則的技術,如人工智慧、自主性、增材製造以及先進機器人技術等,可能成為飛機工業和下一代戰鬥機(包括有人與無人)的關鍵推動因素。美空軍已經啟動了「天空博格人」等項目,打造人工智慧驅動的無人僚機;再如「敏捷至上」項目,將加速先進空中機動飛行器(如飛行汽車)的商業化。此外,美國防部還努力將增材製造、自動化以及先進機器人等先進技術引入軍事基地,不斷增強其國防工業基礎能力。


軍用飛機工業的健康與商用飛機產業的復甦密不可分,許多業內專家預測,民用航空業至少需要三到五年的時間才能恢復到新冠疫情前的全球航空客運量。由於商業航空業低迷,供應商們可能選擇關閉設施或停工來削減其生產能力,但行業復甦時這可能造成供應鏈瓶頸。






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