Dziś tak na szybko o problemach z silnikiem F135 który napędza samolot F-35. Jak informowałem wcześniej, jeden z egzemplarzy F-35 efektownie się zapalił w czerwcu tego roku. Powodem było nadmierne tarcie w silniku. I w ten weekend Aviation Week opublikował całą serię artykułów o tym wypadku, jego przyczynach i możliwych konsekwencjach. Jako że w polskiej prasie nie znalazłem niczego sensownego (ale pewnie to moje gapiostwo?) to postanowiłem trochę streścić informacje jakie zamieścił AW.
Przede wszystkim zacznijmy od przyczyny – było nią tarcie w uszczelnieniu między statorem drugiego stopnia i uszczelką pomiędzy wirnikami drugiego i trzeciego stopnia turbiny niskiego ciśnienia. Uszczelka między tymi elementami jest bardzo ciekawie zaprojektowana – po złożeniu silnika nie ma tam żadnych rowków – dopiero przy pierwszym jego uruchomieniu tarcie elementów powoduje wyżłobienie rowka na uszczelkę. Ale na tym powinno się to zakończyć – po „dotarciu” silnika producent nie przewiduje żadnego większego tarcia w tym miejscu.
Tarcie powstało w momencie dość niewinnego manewru jaki wykonał pilot polegającego na połączeniu skrętu z obrotem i lekkim, pionowym przeciążeniem. Ten manewr nastąpił na trzy tygodnie przed pożarem, w jego wyniku nastąpiło wykrzywienie obudowy silnika, większe niż zaplanowane tarcie między elementami (temperatura osiągnęła 1900F, podczas gdy nie powinna przekraczać 1000F) i powstały mikropęknięcia. Te mikropęknięcia sobie powoli rosły aż w feralnym dniu nastąpiło rozpadnięcie się turbiny niskiego ciśnienia. Jedna lub więcej łopatek turbiny przebiła obudowę silnika a następnie trafiła w jeden ze zbiorników paliwa robiąc w nim dziurę. Jak widać na obrazku poniżej, łopatki 2 i 3 stopnia turbiny niskiego ciśnienia są mniej-więcej na wysokości kół.
Teraz trochę ciekawostek – po zbadaniu boroskopem wszystkich silników F-35 okazało się że jeszcze co najmniej pięć z nich ma mikropęknięcia w tym samym miejscu = miało podobny problem. Choć USAF zapewniało że problem jest jednostkowy i nie dotyczy reszty samolotów.
Jak do tej pory nie ustalono przyczyny tej awarii (w sensie która część jest błędnie zaprojektowana), jednakże udało się je ograniczyć do czterech komponentów. P&W nie czekając przeprojektowuje wszystkie cztery by jak najprędzej wrócić do lotów. Jedną z opcji jaką się bierze pod uwagę jest zmiana reżimu „docierania” nowych silników F135 tak, by rowek który zostanie wyżłobiony był głębszy. Poniżej zdjęcie jakie udało się zdobyć AviationWeek pokazujące to felerne uszczelnienie (podobno na tym zdjęciu widać przegrzanie od tarcia, ale ja nie jestem ekspertem więc nie wiem na co patrzyć – edycja – wydaje mi się że chodzi o szerokość tego rowka pokazującą że wirnik przesuwał się w lewo i prawo w stosunku do statora).
Pozytywną wiadomością dla podatników (a negatywną dla akcjonariuszy) jest to że P&W zapłaci za naprawy wszystkich 156 silników F135 jakie już dostarczył.
Warto też zauważyć że problem tarcia w silnikach nie jest nowy – słynny Harrier AV-8B był znany z tego że jeżeli wykonało się nim gwałtowniejszy manewr poza granicą dozwolonych w lotach nie-bojowych, to łopatki w silniku Pegasus potrafiły przytrzeć o obudowę i samolot musiał po locie iść na badanie boroskopem. Silnik Pegasus miał podobną średnicę jak silnik F135.
