Den seneste sag om motorproblemer med det højteknologiske kampfly F-35 har været skidt for producenten, Lockheed Martin. Motoren i en ny F-35 brød i brand under en testflyvning ved en militærlufthavn i Florida i juni, og det amerikanske forsvarsministerium reagerede ved at give samtlige F-35 flyveforbud.
Det medførte blandt meget andet, at Lockheed Martin måtte aflyse kampflyets internationale debut ved de prestigiøse britiske flyshows Farnborough og Riat, som er verdens største militære luftshow.
F-35 er stadig under udvikling, og kampflyet udgør det amerikanske forsvars dyreste våbenprogram nogensinde med en pris på over 2.300 milliarder kroner for 2.443 kampfly. Det er samtidig i spil som afløseren for F-16 i Danmark.
F-35 har ad flere omgange tidligere været ramt af motorproblemer. I 2007 og igen i 2008 var problemet revnede turbineblade i motoren, og i 2009 gentog et lignende problem sig i en ny, redesignet motor. I 2013 fik én af de tre F-35-versioner flyveforbud på grund af hydraulik-problemer, og kort tid efter fik alle F-35’erne flyveforbud på grund af nye revner i turbinebladene.
I juni i år fik samtlige F-35 igen kortvarigt flyveforbud efter en olielækage, og senere samme måned opstod altså motorbranden i Florida, som igen udløste flyveforbud.
Og man kan ikke udelukke nye motorproblemer med F-35 i fremtiden, siger Yung Le, der er Lockheed Martins direktør for forretningsudvikling i Nordeuropa:
»Vi kan ikke sige med sikkerhed, at dette er det sidste problem med motoren. Vi er stadig i udviklingsfasen. Derfor må vi være forberedt på, at der kan opstå problemer. Selv motorbranden, som set udefra kan virke som et kæmpestort problem, anser vi ikke for en show-stopper. Den slags er forventeligt, når vi udvikler og tester på samme tid,« siger Yung Le, da Ingeniøren møder ham i København.
F-35, også kendt som Joint Strike Fighter eller JSF, er ligesom Boeings F/A-18 Super Hornet og Eurofighter Typhoon finalist i konkurrencen om at blive Danmarks næste kampfly. F-35 er af militærforskere blevet udpeget som konkurrencens favorit, ikke mindst fordi Danmark i forvejen deltager i udviklingen af F-35 og bidrager til programmet med to milliarder kroner, hvoraf de 648 millioner allerede er betalt. F-35 produceres i en A-version til konventionel take-off og landing, en B-version til vertikal landing og en C-version til hangarskibe. Det er A-versionen, der er med i feltet i Danmark, og det var netop i et sådant fly, motorbranden i juni opstod.
Årsagen til motorbranden opstod i motorens kompressor flere uger tidligere, da en testpilot foretog en såkaldt ridge riding-manøvre med kampflyet – en kombination af drejning og rulning, mens flyet udsættes for g-påvirkning.
Når man foretager den manøvre med et spritnyt fly, vrider det flyet en smule, siger Yung Le. Den vridning påvirker også motoren. Kompressoren i motoren indeholder en tredelt fansektion med fanblade, der gnider mod fansektionens polyamid-indersidebelægning, når de roterer.
»Meningen er, at bladene skal røre belægningen, men de skal kun lige strejfe den. Det forhindrer luften i at blive suget tilbage, og det forbedrer motorens ydeevne. Men da piloten under de første ture drejede og dermed vred motoren, begyndte bladene i den ene af de tre fansektioner at gnave sig ind i indersidebelægningen,« siger Yung Le.
Friktionen forårsagede en overophedning af fanbladene til over 1.000 grader, næsten det dobbelte af den forventede temperatur. Den belastning gav over tre uger små revner i titaniumbladene. Da de til sidst gav efter, fløj små dele ud gennem flyets brændstoftank og startede branden.
Indikerer episoden, at I indledte jeres testflyvning uden tilstrækkelig forberedelse?
»Nej. Vi har en meget metodisk tilgang til vores testplan. Motoren er forud for testflyvningen blevet testet alene uden resten af flyet. Men vi skulle teste den sammen med resten af flyets systemer for at finde frem til dette konkrete problem. Når vi tester, udvider vi jo flyets flight envelope (flydesignets kapacitet mht. eksempelvis hastighed, højde, g-påvirkning og manøvredygtighed, red.). Vi starter med en begrænset flight envelope for hvert fly og udvider den så efterhånden for at sikre, at flyet kan klare den højeste hastighed og g-påvirkning, det er designet til,« siger Yung Le.
Kunne I ikke have forudset, at vridningen af motoren ville afføde øget friktion i fansektionen?
»Nej, det kunne vi ikke,« siger Yung Le.
Motorproducenten Pratt & Whitney har testet to midlertidige løsninger på problemet, som skal holde F-35 på vingerne, indtil man finder en permanent løsning. Den ene er at lade motoren undergå en såkaldt burn in-periode, en skånsom opstart, hvori kampflyet bliver udsat for tiltagende belastning, eksempelvis med reduceret hastighed eller g-påvirkning. Motoren bliver testet efter hver flyvning, og når flyet bliver erklæret parat, kan det benyttes i sin fulde flight envelope.
Den anden er at fræse en fuge i polyamid-belægningen i motorens fansektion, såkaldt pre-trenching, så friktionen mellem fanbladene og belægningen ikke opstår.
»I øjeblikket overvejer man hos Pratt & Whitney, hvilken af de to løsninger der er bedst. De er tæt på at kunne foreslå en løsning,« siger Yung Le.
De skulle oprindeligt have forelagt en løsning i oktober. Hvornår kan man regne med, at løsningen er klar?
»Pratt & Whitney og JPO (Joint Program Office, repræsentanter fra U.S. Air Force, U.S. Navy og U.S. Marine Corps, red.) har identificeret årsagen til problemet og er i gang med at verificere løsningen. Vi forventer, at den ligger klar inden udgangen af 2014,« siger Yung Le.
Motorproducenten Pratt & Whitney skal i alt reparere 156 motorer med enten en burn in-periode eller en fræset fuge i polyamid-belægningen. Det er samtlige af de motorer, der indtil videre er leveret til F-35. Pratt & Whitney betaler for reparationen af motorerne.
Hvad koster det at reparere motorerne?
»Den oplysning deler Pratt & Whitney ikke med os. Det er deres forretning, ikke vores,« siger Yung Le.
Pratt & Whitney arbejder sideløbende på en ny motor-prototype med en permanent løsning på problemet. De første nye motorer ventes klar i slutningen af 2015.
Når Lockheed Martin kører på med produktion og testflyvning, mens F-35 stadig er under udvikling, skyldes det, at flyet bliver udviklet efter en såkaldt concurrency-model, hvor det amerikanske forsvar køber ufærdige fly, som siden opgraderes.
»Concurrency var ikke Lockheed Martins ønske. Det er den amerikanske regerings ønske. Modellen indebærer, at vi testflyver allerede i udviklingsfasen. Det betyder, at vi tester fly, som ikke er færdigudviklede i alle konfigurationer,« siger Yung Le.
Concurrency er en ofte benyttet indkøbsmodel for Pentagon, men aldrig før i så omfattende et program og med så stort et overlap mellem udvikling, testfase og produktion.
»Programmet ville strække sig over meget længere tid, hvis processen foregik ét trin ad gangen. Så den amerikanske regering har ønsket, at vi går i gang med at producere flyet, selv om de første fly ikke har den fulde kapacitet eller lever op til alle kravene. Men vi kan stadig bruge dem til pilot-træning og til vedligeholdelsestræning,« siger Yung Le.
Flyveforbuddet for F-35 er nu ophævet, men kampflyet er blevet pålagt hastighedsrestriktioner på mach 1,6 og manøvrerestriktioner på 3,2 g, og motoren skal inspiceres efter hver sjette flyvetime.
Er det stadig status?
»Det er stadig status. Men vi har fået bekræftet, at reparationerne virker. Så hvornår restriktionerne bliver ophævet afhænger af, hvor hurtigt Pratt & Whitney kan gennemføre reparationerne,« siger Yung Le.
