Piętnaście lat od oblotu pierwszego prototypu Joint Strike Fightera zbliża się moment, w którym F-35 Lightning II stanie na rozdrożu. Wkrótce trzeba będzie podjąć decyzję, czy samolot potrzebuje nowego silnika, a jeśli tak (co staje się coraz bardziej prawdopodobne) – czy otrzyma zupełnie nową jednostkę napędową, czy też wystarczy głęboka modernizacja obecnie używanego silnika Pratt & Whitney F135.
Główne zarzuty wobec F135 to niedobór mocy i niska ekonomia pracy. Pierwotna koncepcja F-35 zakładała, że docelowy będzie on mniejszy i lżejszy od samolotów ostatecznie wdrożonych do produkcji. Zmiany w trakcie późniejszego etapu prac sprawiły, że F135, który stanowi rozwinięcie konstrukcji opracowywanej dla dwusilnikowego F-22, był projektowany dla samolotu lżejszego o jedną czwartą.
Gorszy stosunek mocy do masy sprawia, że F-35 potrzebuje więcej czasu na przyspieszenie (F-35C potrzebuje aż 43 sekund, żeby zwiększyć prędkość z Mach 0,8 do Mach 1,2), ale także ogranicza ilość przenoszonego uzbrojenia. Trwające prace nad bronią laserową wymagają zapewnienia mocy elektrycznej rzędy kilkudziesięciu kilowatów. Więcej energii wymagać będą także stale rozwijane sensory, w tym mający pojawić się w F-35 Block 4 radar APG-85.
Nie tylko niedostatki mocy stanowią słabość myśliwców F-35. W serwisie Breaking Defense opublikowano w tym miesiącu felieton Johna Venable’a, eksperta think tanku The Heritage Foundation, dotyczący wdrożenia do programu F-35 nowego silnika. Autor, były pilot US Air Force, wskazał, że istnieje kilka powodów przemawiających za zastąpieniem obecnie stosowanego rozwiązania nową konstrukcją. Jest to kolejny głos w trwającej od wielu miesięcy debacie na ten temat.
Dostawa silnika F135 po remoncie w Oklahoma City Air Logistics Complex.
(USAF / Kelly White)
Venable podkreśla, że rozwój silnika to gra o sumie zerowej: wzrost jednego parametru odbywa się kosztem innego. Większe obciążenie silnika oznacza niższą wydajność przekładającą się na wyższe spalanie i szybsze zużywanie komponentów. To skutkuje wzrostem kosztów eksploatacyjnych i spadkiem dostępności maszyn. Duże zapotrzebowanie na paliwo naturalnie przekłada się na czas, jaki maszyna może spędzić w powietrzu, i w ten sposób przeciążony F-35 ma promień działania o 15% mniejszy od zakładanego.
Oprócz spalania problemem jest też chłodzenie: zapotrzebowanie na moc chłodzącą to 30 kilowatów, dwa razy więcej, niż przewidywano. Deficyt mocy chłodzącej pokrywany jest tłoczeniem większej ilości powietrza do wymiennika, co dodatkowo obniża ciąg silnika, a równocześnie podnosi spalanie i przyspiesza zużycie części. Od 2028 roku systemy samolotu będą potrzebowały 47 kilowatów chłodzenia, a docelowo konieczne będzie zapewnienie aż 60 kilowatów.
F-35A pobiera paliwo z latającej cysterny KC-135 Stratotanker.
(US Air National Guard / Tech. Sgt. Colton Elliott)
F135 od początku boryka się także z niską dostępnością części zamiennych, długotrwałymi naprawami i małą podażą samych silników. W 2021 US Air Force utrzymywało stan części zamiennych dla F-35 na poziomie 10–12% względem 20–30% dla pozostałych samolotów we flocie. Poza deficytem części stale rosną koszty obsługi i produkcji silnika, a docelowy koszt uda się osiągnąć dopiero około 2026 roku. Produkcja silników i części mocno ucierpiała na skutek pandemii SARS-CoV-2, a także wyrzucenia z programu Turcji, która odpowiadała za produkcję kluczowych części jednostki napędowej.
Venable wskazuje, że wdrożenie nowego silnika oprócz korzyści technicznych może wydatnie wpłynąć na koszt produkcji samolotów. Od 2011 w programie JSF obecny jest tylko Pratt & Whitney, co sprawia, że jako monopolista dyktuje warunki finansowania. Rozpoczęcie postępowania w sprawie nowego silnika wprowadziłoby konkurencję, gdyż propozycję oprócz P&W może przedstawić General Electric, który pracuje nad nowym silnikiem XA100. Działający prototyp rozpoczął testy na początku 2021 roku.
Próby silnika F135 prowadzone w Arnold Engineering Development Complex.
(USAF)
Jednostka opracowywana przez GE ma pozwolić na zwiększenie zasięgu o 30% i zapewniać 20% więcej ciągu względem F135. Swoje prace prowadzi także Pratt & Whitney, który w ramach programu Adaptive Engine Transition Program rozwija silnik XA101. Tu jednak zaawansowanie prac jest znacznie mniejsze niż u konkurencji.
Obok propozycji nowej jednostki napędowej dla F-35 P&W przygotował także propozycję modernizacji i wzmocnienia obecnego silnika w ramach Enhanced Engine Program. Usprawnienie silnika ma zwiększyć ciąg o dodatkowe 10% przy mniejszym spalaniu paliwa. Dodatkowo modyfikacja ma poprawić chłodzenie poprzez zapewnienie o 50% więcej mocy chłodzącej. Producent zapewnia, że koszt przebudowy silnika ma być niższy od ceny nowej jednostki. Propozycja P&W nie usuwa jednak wszystkich ograniczeń konstrukcji F135. Obiecywane podniesienie mocy chłodzącej do 45 kilowatów już teraz sygnalizuje, że może jej zabraknąć w wersjach F-35 powyżej Block 4.
Real engine. ✅
Real performance. ✅The GE #XA100 is tested and ready to deliver revolutionary capabilities that will keep the F-35 at the leading edge of the @USAirForce fighter fleet for decades to come. pic.twitter.com/S6b2h3jNqu
— GE Aerospace (@GE_Aerospace) September 14, 2022
Ostateczna decyzja leży w rękach F-35 Joint Program Office i Departamentu Obrony. Obecnie trwają zlecone w sierpniu analizy, które mają dać odpowiedź, czy obecne propozycje rozwiązania problemów związanych z niedoborem mocy i chłodzeniem mają uzasadnienie finansowe. Trwa także ocena ryzyka związanego z aspektami technicznymi i harmonogramem wdrażania zmian. Wyniki badań mają być dostępne także dla krajów partnerskich będących uczestnikami programu.
Przed zmianą silnika na nowy, który ze względu na zaawansowanie prac najpewniej pochodziłby ze stajni General Electric, broni się Pratt & Whitney, argumentując, że rozwijana dopiero jednostka obarczona jest dużym ryzykiem „usterek wieku dziecięcego”, wynikających z początkowego etapu rozwoju i poznawania nowej konstrukcji. Podnoszony jest też argument wysokich kosztów wdrożenia nowego silnika, który według P&W może sięgać nawet kilkudziesięciu miliardów dolarów.
Sekretarz sił powietrznych Frank Kendall szacuje, że wdrożenie nowego silnika dla obecnie posiadanych samolotów może ograniczyć zakup nowych maszyn. Szacunkowo mowa o siedemdziesięciu F-35 mniej. W kontrze do tego staje Venable, który w podsumowaniu swojej rozprawy, wskazuje, że potencjalna konfrontacja w obszarze Indo-Pacyfiku z góry oznacza walkę z liczebniejszym przeciwnikiem, co wymusza zapewnienie możliwie najlepszych myśliwców, jakie może wyprodukować amerykański przemysł.
Zobacz też: Rosjanie chwalą się oblotem zmodernizowanego Su-57
US Air Force / Staff Sgt. Jensen Stidham
Zgłoś naruszenie/Błąd
Pozytywnie
Neutralnie 
Negatywnie
Lubię to!
Super
Ekscytujący 
Ciekawy
Smieszny
Smutny
Wściekły
Przerażony
Szokujący
Wzruszający
Rozczarowany
Zaskoczony
Prawda
Manipulacja
Fake news
Oryginalne źródło ZOBACZ
Dodaj kanał RSS
Musisz być zalogowanym aby zaproponować nowy kanal RSS