Feb 23 2013

Vliegverbod voor alle JSF’s na hernieuwde motorproblemen

Gepubliceerd door JSFNieuws.nl om 16:12 onder Aanschaf JSF, Ontwikkeling JSF

Kesteren – Het Pentagon heeft vrijdag 22 februari 2013 met directe ingang een vliegverbod ingesteld voor alle F-35 toestellen, nadat bij een routinecontrole op de vliegbasis Edwards een scheur was ontdekt in een turbineblad in een van de motoren van een F-35A. Al eerder waren er herhaaldelijk problemen met gescheurde turbinebladen in de periode 2007-2009, wat heeft geleid tot aanzienlijke vertragingen in het testprogramma en tot een gedeeltelijk herontwerp van bepaalde gedeelten van de motor.

Op 19 februari 2013 vond een routinecontrole plaats van een Pratt & Whitney F135 motor op Edwards AFB, USA. Bij een inspectie met behulp van een boroscoop waren er indicaties dat sprake was van een scheur, dit werd na verder onderzoek bevestigd. Het turbineblad is naar Pratt & Whitney in Middletown (CT), USA verstuurd voor nader onderzoek.

Wat is er aan de hand ?

Het betrof een motor met 700 draaiuren, waarvan 409 vlieguren. De scheur werd gevonden in een turbineblad van het “low pressure” gedeelte. Dit maakt het onwaarschijnlijk dat het is ontstaan door zogeheten FOD (Foreign Object Damage), bijvoorbeeld een vogelaanvaring, omdat voor het “low pressure” gedeelte een dergelijk object dan de Fan (3 kransen); Compressor (6 kransen), combustor en “high pressure” turbine gedeelte moet passeren. Scheuren in turbinebladen in het “low pressure” gedeelte zijn meestal het gevolg van hitte of andere sterke belastingen van het turbineblad. De krachten in de (omgerekend) 29.000 pk leverende motor zijn enorm. Een vliegverbod na een dergelijke ontdekking duurt meestal relatief kort (bijvoorbeeld een week); meestal is sprake van een productiefout of andere duidelijk aanwijsbare oorzaak. Dit is waar vooralsnog van uit gegaan moet worden. Tot die tijd blijven alle 51 aan het test- en training programma afgeleverde JSF’s van alle versies (F-35A, B en C) aan de grond.

Lange historie van motorproblemen sinds 2006

Het is niet onmogelijk dat het probleem structureler is, dan een simpele productiefout of een eenmalig incident. Sinds 2006 is er een sprake van een lange rij van aan het licht gekomen motorproblemen.
Al in mei 2006 schreef Aviation Week reporter David A. Fulghum een uitvoerig artikel “Joint Strike Fighter F135 Engine Burns Hotter Than Desired” en kwam het risico van een kortere levensduur of beschadiging door de groter dan verwachte temperaturen aan de orde.
In augustus 2007 en februari 2008 deden zich serieuze problemen voor. Turbine bladen braken daarbij telkens plotseling af door een vorm van metaalmoeheid. Een oorzaak wordt gezocht in een combinatie van factoren.
Op 30 augustus 2007 brak in testmotor FX634 na 122 testuren een turbineblad in de 3e LPT compleet af. Op 4 februari 2008 gebeurde iets soortgelijks bij motor FTE06, eveneens in de 3e LPT, na 19 draaiuren.
De problemen met de motor droegen in hoge mate bij aan de vertraging in het JSF testprogramma de periode 2007-2008.

Herontwerp van de motor in 2008

Begin 2008 werd een motor, de FX640 grondtest motor, voorzien van tal van sensoren en instrumenten. Hiermee gingen op 21 april 2008 proeven van start om de oorzaak te achterhalen. Middels een nauwkeurig testplan is werd geprobeerd de krachten en spanningen die ontstaan in de motor precies in kaart te brengen bij een verschillend vermogens bereik. Het leek primair vooral een probleem te zijn van de F-35B STOVL (verticaal landende) versie. De breuken in de turbinebladen ontstonden op precies dezelfde plaats, en leken op te treden wanneer overgegaan werd van voorwaartse naar verticale aandrijving. Later in 2008 kwamen de resultaten beschikbaar. De oorzaak bleken bepaalde trillingen te zijn die tot materiaalbreuk leidden.
Dit leidde tot een herontwerp van een aantal elementen in de motor. Een van de aanpassingen betrof een verandering van de turbinebladen en de afstand tussen de turbinebladen. Hierna werd de motor opnieuw getest en gecertificeerd. Eind 2008 gaf de fabriek in een persverklaring aan dat ze ervan overtuigd waren dat de problemen nu achter de rug waren.

In 2009 problemen met aangepaste motor

In juli 2009 gaf het toenmalig hoofd van het JSF Program Office, generaal Heinz nog duidelijk te kennen niet blij te zijn met de F-135 problemen, hij zei toen: “The problems include too many individual blades that fail to meet specifications, as well as combined “stack-ups” of blades that fail early. I’m not satisfied with the rates that I’m getting.“
Ook gaf hij aan ontevreden te zijn over de kostenontwikkeling van de motor. Enkele dagen later kreeg hij opdracht van het Pentagon zich niet meer in het openbaar uit te laten over problemen met de F-135 motor.
In september 2009 kwamen opnieuw serieuze motorproblemen aan het licht tijdens het testen van de Pratt & Whitney F-135 motor van de JSF. Op een cruciaal moment in de discussie in het Amerikaanse Congres over de keuze voor twee concurrerende motortypen, waarbij uit bezuinigingsoverwegingen het Pentagon de tweede motorkeuze (GE/Rolls Royce F-136) wilde schrappen liep een Pratt & Whitney F-135 motor kapot. Opnieuw bleek de oorzaak te liggen in afgebroken rotorbladen. Nu deed het probleem zich voor in het vernieuwde type motor met de herontworpen turbinebladen.

Motorproblemen lijken ook in 2011 niet echt opgelost

Na de problemen in 2009 lieten officials zich niet meer publiekelijk uit over de motorenproblematiek. Er waren evenmin indicaties dat er nog daadwerkelijk problemen waren met de motor of dat de betrouwbaarheid in het geding was. Daardoor verlegde de aandacht zich van de F-135 motor, naar andere componenten.
In april 2011 echter moest admiraal Venlet, het toenmalig hoofd van JSF Program Office, opnieuw tegen verslaggevers toegeven dat er opnieuw motorproblemen waren, die invloed hadden op het afleverschema.
Het vliegverbod van afgelopen vrijdag 22 februari 2013 zet de motor opnieuw volop in de schijnwerpers van de publiciteit. Nu betreft het echter niet de complexere F-35B STVOL versie, maar een motor in een F-35A, de luchtmacht versie. Het is voor Pratt & Whitney te hopen dat het een eenmalig, en geen structureel, probleem betreft.

Overzicht artikelen motorproblemen 2006-2011

Aviation Week; 28-mei-2006; David Fulghum; “Joint Strike Fighter F135 Engine Burns Hotter Than Desired”

JSFNieuws; 8-feb-2008; “Nieuwe motorproblemen Pratt&Whitney

JSFNieuws; 28-mrt-2008; “Intensieve tests beide motortypes

JSFNieuws; 26-apr-2008; “Cruciale weken voor F-35B en motoren

JSFNieuws; 25-11-2008; “Motorprobleem leidt tot nieuwe vertraging JSF F-35B”

JSFNieuws; 03-02-2009 “JSF F-135 motor kan test hervatten”

Aviation Week; 13-sep-2009; Graham Warwick; “BREAKING NEWS: F135 damaged in ground test

Reuters; 13-sep-2009; Andrea Shalal-Esa “F-35 engine damaged in test”

Flight International; 27-apr-2011; Stephen Trimble; New engine snag upsets F-35 manfacturing progress

Auteur: Johan Boeder

JSFNieuws130223-JB/jb?

Comments RSS

Reageer ook

Je moet ingelogd zijn om een reactie te kunnen plaatsen.