人少花钱多，美国空军该何去何从？
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2019年10月，CSIS发布报告《The Air Force of the Future: A Comparison of Alternative Force Structures》。报告中首先评估了美国空军的发展状况，并且对比了美国空军、Mitre以及CABA对空军未来部队结构的三项研究，对美国空军未来发展提出了建议。
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美国未来空军替代力量结构的比较
作者：学术plus高级评论员 临风
尽管预算起伏不定，空军2020财年的需求依然接近历史最高水平，但以库存中的人员和飞机数量来衡量，空军的规模一直在稳步下降。本章考察了总体预算的趋势、库存中飞机的组合、运营成本、飞机利用率、事故率和任务能力率。这些趋势共同为评估未来部队的规模、组成、可负担性和可持续性提供了重要背景。
与国防部的总体预算一样，空军的预算自1947年成立以来经历了四个完整的繁荣和萧条周期，现在正处于或接近另一个预算周期的顶峰。经过十多年的年度削减，空军总预算，包括分类和转帐资金，在1997财政年度达到了730亿美元（2020财政年度为1130亿美元）的冷战后最低水平。
如图1所示，1998财政年度预算开始温和增长，在911恐怖袭击后增长加快。从2000财政年度到2010财政年度，空军的总预算增长了61%，扣除通货膨胀因素，虽然其中一些增长是由于在伊拉克和阿富汗行动，但大部分增长（65%）是在空军的基本预算中，其中不包括海外应急行动（OCO）的资金。从2010财年到2013财年，预算实际总额短暂下降了17%，但从2014财年到2019财年，预算又恢复增长。美国空军提出的2020财年预算要求，将使总预算实际水平高于2010财年伊拉克和阿富汗战争最激烈时的水平，也将是美国空军历史上第二高的水平。
图1: 空军预算管理局总额
图2: 空军飞机总库存
然而，空军的力量结构确有着不同的趋势。与预算的起伏相反，在过去30年中，飞机的总现役库存和空军的最终兵力逐渐下降。如图2所示，飞机数量从1986财政年度的最近高峰下降到1997财政年度的34%。同期，现役军人人数下降了38%，文职专职同等人员人数下降了32%。随着预算在20世纪90年代末和整个21世纪初开始增长，人员和飞机数量都在持续下降。当空军最近一次预算周期在2010财年达到顶峰时，飞机库存创下历史新低，现役兵力在2015财年达到3111，000人的历史低点。
图3:空军军力
Ø 需要越来越多的资金来支撑不断萎缩的力量，这种趋势不太可能长期持续下去。
“接近历史最高水平的预算和接近历史最低水平的部队结构”的这种趋势表明，空军如今面临着一系列预算和部队结构挑战，与过去完全不同。当空军预算在1985财年达到2100亿美元（或994亿美元）的历史最高水平时，有9400多架飞机（TAI），现役兵力为602000。2020财年的预算与1985年相仿，为2050亿美元，但仅能支持约5300架飞机、333000名现役军人和179000名文职全职员工。而如今，空军仅有近一半的飞机和现役军人，其经费水平与冷战时期的最高水平大致相同。这是因为随着时间的推移，部队的运作、人员配置和装备费用变得越来越昂贵。所以需要更多的资金来支持不断缩小的部队，但是，这种趋势不太可能长期持续下去。
图4：美国空军当时（1985财年）与现在（2020财年预算要求）的比较
在预算接近历史最高水平的情况下，部队规模变小的原因之一是，作战与维护（O&M）成本的增长速度快于预算的其他部分。在20世纪80年代，美国空军平均每年将26%的预算用于O&M，而采购支出为36%。但在20世纪10年代，O&M的预算提高到35%，而采购支出为25%。
近几十年来，每架飞机的平均维护成本也显著增加。粗略衡量，当部队规模标准化时，运营空军机队的成本如图6所示，总库存中每架飞机的平均运行和维护成本（经通货膨胀调整后）随着时间的推移而稳步上升，虽然成本上升的一部分原因是伊拉克和阿富汗战争的行动速度加快。当这些行动的速度开始放缓时，运营和维护成本并没有回到战前的水平。按实际价值计算，目前每架飞机的平均运营和维护成本比2001财年高出74%，飞机运营成本上升似乎是新常态，历史数据显示，未来每架飞机的运营维护成本可能继续上升。
图5：按头衔划分的空军预算权份额
图6：每架飞机的空军运维成本
由于部件和系统越来越先进，现代飞机的采购成本通常更高。且新飞机在最初几运行成本更高，用新飞机替换旧飞机极有可能增加总体运营成本。此外，在过去20年中，传统飞机的每飞行小时成本也有所增加。因此，新飞机更没有大量增加到机队中，如今空军近四分之三的库存是20年前的飞机。
运营成本增长的另一个可能原因是空军库存中飞机的使用年限不断增加。然而，美国国会预算办公室（CBO）2018年的一项研究分析了历史空军成本和飞机寿命数据。在分析的9种飞机类型中表明，飞机的使用年份与每飞行小时成本的年增长率之间没有显著的相关性（相关系数为0.14）。相反，国会预算办公室发现，每飞行小时成本的增长似乎与总预算的增长有关。据估计，由于预算的增加，运营成本的年增长率平均大约高出0.9%。
图7：选定战机每飞行小时偿还率
图8：所选空运和加油机的每飞行小时偿还率
图9：选定ISR/C2飞机每飞行小时的补偿率
图10：每架飞机的年总拥有成本
空军的这几项采购是建立其未来部队结构的关键。三大优先采购项目是F-35A、B-21和KC-46A计划。此外，还计划通过陆基战略威慑(GBSD)计划取代现有洲际弹道导弹机队，购买新的训练机队(T-7A)，开发下一代红外(下一代OPIR)导弹预警卫星等等。空军面临的挑战是在管理预算上所有其他压力的同时，资助和执行这些项目。
历史上，空军的采购预算是高度循环的。然而，在过去的20年里，这一趋势已经被空军采购账户中机密资金的增长所改变。如图11所示，过去20年来，分类采购资金的实际价值增加了一倍多。即使在2010财年至2015财年国防预算总体下滑期间，空军的分类采购资金也基本上没有变化。相比之下，从2008财年到2014财年，飞机采购资金减少了一半，因为F-22、C-17和其他主要项目的采购结束，F-35的采购被推迟。此后，飞机采购资金有所恢复，但自2010财年以来，海军每年在飞机采购上的支出超过了空军。
图11：空军采购资金总额
如图12所示，在过去五年中，空军分类RDT&E资金实际增长了52%，在2020财年的申请中达到创纪录的184亿美元。同期，先进部件开发的资金也大幅增长，2020财年的申请达到85亿美元。表明：新的启动计划如B-21和GBSD，开始在收购系统中发挥作用。
图12：空军RDT&E经费总额
评估空军现状的另一个重要因素是空军的战备和作战节奏。国防战备报告系统（DRRS）中使用的战备度量试图使用代理度量来估计战备状态，例如用于生成战备状态的输入，评估合格人员的数量、现有设备和供应品的数量、执行的维护量和执行的培训量。在这项分析中公开使用的指标包括：部队的总飞行时间、每架飞机的平均飞行时间、任务能力率和事故率。
图13：空军总飞行时间和每架飞机的平均飞行时间
图13显示了过去30年43架不同飞机的年飞行小时总数，这些飞机占空军库存的90%以上。正如所料，冷战结束时，部队飞行总小时数下降了，与部队规模的总体减少成比例。自上世纪90年代中期以来，飞行总时数保持相对平稳，除了2002年和2003年阿富汗和伊拉克战争国模临时增加。自上世纪90年代中期以来，每架飞机的年飞行小时数略有上升，但仍在历史标准之内。即使是在伊拉克和阿富汗作战的每架飞机飞行小时数的增长，在2003财年也相对较小，比历史趋势线分别增长了7%和13%。
然而，近年来一些类型的飞机的使用率高于正常水平。例如，B-1成为在阿富汗和伊拉克作战的主力。20世纪90年代，B-1平均每架飞机每年飞行276小时，但从2002财年到2015财年，平均每架飞机飞行354小时，增长28%。相比之下，A-10飞机每架飞机的年飞行时间普遍下降，1990年代平均每架飞机335小时，而2010财年至2017财年为292小时。
在情报、监视和侦察（ISR）和指挥控制（C2）飞机中，无人飞机（RPA）的利用率高于载人飞机。从2013财年到2017财年，RQ-4平均每架飞机每年898小时，而U-2平均611小时M/RQ-1和MQ-9是空军库存中使用率最高的飞机，从2013财年到2017财年，每架飞机平均使用时间分别为1079和1288小时。从长远来看，MQ-9的平均机身每年飞行量是A-10的4倍多，是F-15和F-16的6倍多，而MQ-9的偿还率大约是这些其他飞机成本的十分之一或更少。
图14：选定平台每架飞机的平均飞行小时数
另一个衡量指标是事故率，表示为每100000飞行小时发生的A级和B级事故数。2000年的总体事故率平均是1990年代的三倍。造成事故率较高的主要原因之一是B-1：它占2000年所有A级和B级事故的9%，但只占飞行小时的1%。更高的事故率可能是由于阿富汗和伊拉克，其中涉及比和平时期更危险的行动。尽管事故率在20世纪10年代恢复到较低水平，部分原因是报告a级事故的阈值发生了变化，它仍然是1990年代的近两倍。21世纪初的灾难激增和此后更高的稳态水平表明，空军现在比1990年代有更多的战备问题影响飞机的安全运行。
图15：空军飞机事故率
Ø 在可获得数据的35种不同平台类型中，29种平台的平均任务执行率低于80%。
任务能力执行率是衡量飞机准备执行分配给它们的任务的时间分数。2014至2018财年的任务能力率数据显示，设备的总体任务能力率正在下降。所有空军飞机的综合任务能力率从2014财年的73.7%稳步下降至2018财年的70.0%。如图16所示，在有数据的35种不同平台类型中，29种平台的平均任务执行率低于80%。MQ-9是唯一一个任务执行率逐年上升的平台，从2014财年的86.1%上升到2018财年的90.2%。在分析的五年中，平均任务能力率高于80%目标的飞机是MQ-1B、MQ-9A、MC-130J、C-17A、AC-130U和UH-1N。如图17所示，大多数空军飞机的任务能力率继续下降。从2017财年到2018财年，T-6A、E-3G和CV-22B的任务能力下降幅度最大，而B-2A和AC-130U的改进幅度最大。重要的是，对数据的分析没有发现任务能力率与飞机平均寿命或机队规模之间的相关性。例如，F-35A和CV-22B是机队中最新的飞机之一，但它们的任务能力率最低。
图16：选定飞机的空军任务能力率
图17：2017财年至2018财年的任务能力比率变化
尽管美国空军的预算处于全速和接近创纪录水平，但飞机和人员较少，每年完成的飞行总时数较少，任务能力下降，事故率较高。因此，需要重新评估其计划的部队结构、正在部署的新能力以及将保留在其库存中的遗留飞机的组合。数据显示，小型飞机机队的运营和维护成本高昂。在可能的情况下，将小型专用平台车队组合成大型多任务平台车队可能会降低总体运营成本。
考虑到未来作战环境，美国空军的研究使用了作战指挥作战计划和联合开发的场景，但由于这些计划是保密的，因此没有详细说明使用了哪些特定场景。这份非机密报告指出的重点是“空军部门需求最高”的情况下所需的飞机库存。
美国空军使用了基于2018年国防战略的兵力规模结构，该战略要求在和平时期和战争时期不同的任务组合。
报告指出，“主要侧重于满足印度-太平洋战区持续高强度作战行动的需求”，“该地区的理论战有助于规划2030年空军的重要情景。”
CSBA研究中规划了三个主要任务区（战略威慑、国土防御和战胜大国侵略）和三个次要任务区。也包括一些具有核能力的轰炸机、一些具有双能力的战斗机、洲际弹道导弹部队以及足够的支援平台，如空中加油机和指挥控制飞机。CSBA的研究还包括国土防卫任务的部队，包括航天控制行动、空中巡航导弹防御、空运和其他支持民政当局的行动。
表1总结了每项研究为空军未来部队结构建议变化。
轰炸机：每一项研究都建议增加轰炸机总兵力。
美国空军建议从9个中队增加到14个中队，并指出“需要对轰炸机和其他远程能力进行更大比例的增加”。
MITRE的研究建议推迟轰炸机退役，直到至少50架B-21投入使用，这意味着20架B-1的不会在2030年之前退役。
CSBA的研究建议通过加速B-21的生产来增加轰炸机的兵力，以便在2030年前部署55架。它还建议继续执行逐步退役B-1的计划，并将B-2和B-52舰队维持在目前的水平。
空军计划要求战斗机数量增加13%，从55个中队增加到62个中队。 MITRE研究揭示了战斗机相对于威胁环境的一些弱点，即：短程，最大战斗任务持续时间被人为因素限制在大约10小时；而需要将飞机置于敌方导弹威胁范围之外，可能会使战斗机超出其有效作战半径，尽管如此，建议继续按照目前计划的F-35A计划，采购新的F-15EX替代现有的F-15C/DS和最终F-15ES，继续执行A-10s和F-16C/Ds作为F-35A交付的退役计划，MITRE研究提出的战斗机库存最显著的变化可能是增加了400架F/T-X轻型战斗机，这是新T-7A教练机的改进版本，以支持国土防卫任务。
CSBA建议，总体战斗机库存比目前预计的2030年略有下降。它建议退役的F-15C/Ds，而不是取代他们的F-15EX。提议“尽快”将F-35A的交付速度提高到每年70架，到2030年，F-35A的采购总量将比目前的创纪录计划所要求的增加149架。它还建议加速新的反空袭/穿透式电子攻击（PCA/P-EA）计划，从2024年开始部署作战飞机，到2030年，总共交付50架飞机。与MITRE研究一样，CSBA研究建议采购轻型攻击机，可能是改进的T-7A，对于国土防御，但它没有给出具体的飞机数量或采购时间表，轻型攻击机不包括在其兵力表中。
空军提议将RPA/轻型打击部队的整体结构从25个中队略微增加到27个中队，但它没有提供任何关于未来机队的飞机类型或能力的细节。
MITRE指出“当前无人机的长续航力和工作半径在MITRE研究的场景中不构成基地和生存能力问题。”建议维持现有的MQ-9s机队，因为战斗指挥官对MQ-9s的需求很高，并可能用空对空武器对其进行改装，以支持国土防御和战区空军基地防御任务。它还建议空军开发一种新的多任务穿透式RPA，用于打击、对空、电子攻击和其他作战任务（MQ-X），飞机于2026年投入使用，到2030年共交付40架。
ISR和BMC2：所有研究都认可ISR和BMC2飞机在未来机群中的重要性，以及当今对这些飞机的高要求。然而，它们在这些飞机未来库存的拟议规模上存在显著差异。
空军建议从40个中队增加到62个中队，增幅为55%。 MITRE没有提出对这些飞机的任何具体改变，但发现“在A2/AD环境中，这些飞机在越来越长的距离内处于危险之中。”应考虑在未来过渡到更隐蔽、更吸引人的空基平台，如果保留飞机，它应该避免使用小型的单任务飞机，因为它们的成本低。
CSBA的研究高度重视向能够在竞争环境中作战的ISR和BMC2飞机的过渡。建议按照目前的计划，到2030年保持E-3机载预警和控制系统（AWACS）飞机机队并使其现代化，到2020年代中期使E-8联合监视和目标攻击系统（JSTARS）机队退役。报告建议发展先进的作战管理系统（ABMS），该系统不是单一的飞机类型，而是一个“多域系统体系”，尽管这种能力要到2030年后才能开始部署。它还建议将RQ-4、U-2和RC-135的ISR飞机机队维持在目前的水平，并在未来开发一种新的持久性、渗透性ISR平台。报告指出，在未来竞争激烈的环境中，需要穿透性和持续性的情报、监视与侦察，以拦截“入侵北约盟国的高机动装甲车和其他陆上部队”，并发现和跟踪“机动防空导弹、导弹发射器和其他高端威胁”。
空中加油飞机：研究一致认为，未来空中加油飞机的需求量将越来越大。
空军建议将加油机队的兵力从40个中队增加到54个中队，增加35%，不过没有说明是哪种加油机。
MITRE的研究指出，在A2/AD环境下，空中加油飞机的燃料卸载量减少，因为空中加油飞机本身在较远的基地作业时需要更多的燃料，这导致了对空中加油飞机的更高需求。它建议退出KC-10（按目前计划），但推迟到KC-46A交付“正常化”。在最初的179架KC-46A交付后，米特研究建议继续每年采购10架，以适应更多KC-135的退役。
CSBA研究还建议将KC-10的退役推迟两年或两年以上，以确保交付足够的KC-46A。但该公司建议，与其继续购买更多的KC-46A，不如开发一种新的专用空中加油飞机。这艘未来的空中加油飞机要到2030年才能投入使用，而且可以远程操作，能够在有争议的环境中，从较小的分散基地进行操作。
空军提议将特种部队和战斗搜救（CSAR）中队的数量增加大约三分之一，并且在其拟议的部队结构中不包括训练中队。 MITRE研究不包括SOF或旋转翼飞机的分析，但建议加速T-7A的生产，以比计划更快地取代T-38C，并为F/T-X的联合生产做好准备。它不建议在T-1退役时更换它，而是建议用T-6和T-7A训练机动性飞行员。 CSBA建议战斗救援直升机将最终取代HH-60G。它还建议未来购买一架能够在有争议地区作战的CSAR飞机，并继续进行目前计划的SOF和训练飞机的资本重组和现代化。
（1）研究一致认为，重新关注大国竞争，意味着空军未来的兵力结构应该重新平衡，以支持更多的远程、远程平台。这包括远程轰炸机，远程RPA，以及支持它们的加油机，基地和其他使能武器。
（2）未来的空军应该从单任务、以平台为中心的系统转向更多的多任务、以有效载荷为中心的系统。
（3）威胁环境日益严重，需要在更大范围内行动，对今后的弹药库存和能力提出更高要求。未来弹药所需的能力（例如隐身、速度和射程等）；对峙弹药与直接攻击弹药之间的权衡；支持所用规划方案所需的不同类型弹药的库存；以及稳定生产和激增能力所需的弹药工业基地。
（4）全面增加空军的兵力结构。特别是维修人员和飞行员。鉴于空军在解决目前飞行员短缺问题上遇到的困难，招聘、培训和留住合格人员的能力可能是空军发展能力的最终限制因素。
（全文完）
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