F-35: agora a falha foi no motor (de novo!)

Fan do primeiro estágio de um motor de testes explodiu depois de 2.200 horas de uso, ou cerca de nove anos de serviço

A fabricante norte-americana de motores Pratt & Whitney está investigando a causa de uma falha do fan no primeiro estágio (de um total de três) do motor F135 que equipa a Joint Strike Fighter (JSF). A falha ocorreu durante testes em solo, na Flórida, em dezembro passado.

A trinca no fan ocorreu no dia 23 de dezembro durante testes de missão acelerados (AMT, em inglês) no motor FX648 que se encontra nas instalações de West Palm Beach da P&W,depois que o motor atingiu 77% de sua vida esperada, informou o Diretor Executivo do Programa tenente-brigadeiro Christopher Bogdan. Discutindo o problema durante a conferência Defense Technologies and Requirements, em Arlington, Virgínia, Bogdan disse que P&W pode ter “subestimado a tensão em fadigas de baixo ciclo” do fan, que segundo ele, “explodiu” durante o teste.

“Nossa investigação está em curso, mas nós determinamos este incidente não representa um risco imediato para a segurança de voo e não terá impacto de curto prazo para a frota operacional”, afirma um comunicado da P&W. A fabricante de motores diz que vai continuar a acompanhar os ciclos operacionais para cada motor em serviço, e está confiante de que não há problema de segurança devido às condições de fadiga de baixo ciclo surgidas na falha.

O motor envolvido no evento é o F135 com mais tempo de testes em toda a frota, acumulando 2.200 horas de uso, ou cerca de nove anos de serviço como um motor de teste. Em termos de horas, a P&W informou que o FX648 possui mais de quatro vezes o tempo de qualquer motor usado nos F-35 de ensaios em voo e mais de dez vezes as horas de qualquer motor F135 operacional.

A falha, que ocorreu na porção frontal do primeiro estágio do F135 com o motor a funcionando no modo convencional, provocou “um belo de um dano” à seção a fria do motor, mas não afetou a parte quente ou o lift fan [NT: ver mais detalhes no desenho abaixo], disse Bogdan. O componente, que é comum a todas as variantes do motor do F-35 e está localizado atrás das saídas para os bocais de geometria variável, combina as funções de um fan convencional com a de um compressor de baixa pressão. Os estágios são formados por pás integradas ao rotor (IBR, em inglês), o primeiro dos quais é construído a partir de titânio oco. O segundo e o terceiro estágios são feitos de titânio sólido.

Na imagem acima é possível identificar a “parte quente” e a “parte fria” do motor pelas colocações vermelha e azul respectivamente. O “lift fan” é a peça da extrema esquerda e só existe no F-35B.

A P&W se recusa a comentar especificamente sobre se vibração potencial ou outros fatores estão sendo considerados na investigação, mas acrescenta: “nós estamos olhando para uma variedade de fatores, incluindo tensões sobre a região e os rigores do teste AMT”.

Bogdan disse que os desafios de produção e os custos associados com o IBR oco já haviam direcionado a P&W para iniciar um redesenho do fan, que estava em andamento quando a falha ocorreu. Correções com base nas lições aprendidas com o fracasso em dezembro serão incorporadas a reformulação, que envolve a produção dos IBR do primeiro estágio em titânio sólido. Espera-se que o redesenho acrescente cerca de 6 libras (algo como 2,7Kg) do peso total ao motor, mas deve aliviar significativamente fabricação. A mudança representa efetivamente a segunda adaptação da concepção do IBR, que foi alterado para uma unidade oca como parte de um esforço de redução de peso.

A P&W confirma que a modificação projetada já está em curso, dizendo: “Antes deste incidente, a Pratt & Whitney iniciou um redesenho do IBR para reduzir ainda mais os custos. Nós seremos capazes de incorporar essas mudanças com um impacto mínimo para a operação da frota de F-35. Estamos confiantes de que o projeto do IBR sólido vai resolver o problema”.

Embora o F135 tenha tido várias questões de desenvolvimento desde que os testes como o motor começaram no final de 2003, ocorreram poucos incidentes relacionados com o fan. Um problema que causou danos aos primeiro e segundo estádios durante os testes de durabilidade de um F135 ocorrido em setembro de 2009 foi depois atribuído a perturbações aerodinâmicas causadas por uma bucha gasta na tomada.

Notícias da falha do fan surgem um pouco mais de um ano após a suspensão do “groundeamento” temporário do Joint Strike Fighter, após a descoberta de uma trinca em uma pá do terceiro estágio da turbina de baixa pressão (LPT, em inglês) de uma aeronave de teste da USAF que estava na Base Aérea de Edwards, Califórnia.

FONTE:Aviation Week/poder aéreo