Heather Wilburn
Flottenbereitschaftszentrum Ost
MARINE CORPS AIR STATION CHERRY POINT, N.C. – Das Fleet Readiness Center East hat mit der Inbetriebnahme des ersten F-35B Lightning II-Flugzeugs, das Laser-Peening-Modifikationen unterzogen wurde, einen Meilenstein erreicht, und die Verantwortlichen gehen davon aus, dass die Einrichtung in den nächsten Jahren aufgrund der neuen Arbeitsbelastung ausgelastet sein wird.
Der Laser-Peening-Prozess findet in einer neuen, 1.500 Quadratmeter großen Anlage statt, die aus zwei Hallen und einem angeschlossenen Bereich mit dem Lasergenerator besteht. Die speziell errichtete, sechs Millionen Dollar teure Anlage verschafft FRCE Kapazitäten für F-35-Flugzeuge, die es weltweit nur an einem anderen Standort gibt. Das Verfahren, das bereits beim F-22 Raptor und bei der Herstellung von Flugzeugkomponenten eingesetzt wird, nutzt hochenergetische Laserpulse zur Verstärkung von Materialien ohne zusätzliches Metall oder Gewicht. Dies verlängert die Lebensdauer des Flugzeugs und senkt die Wartungskosten.
“„Wir freuen uns, dieses Programm im Fleet Readiness Center East auf den Weg zu bringen und darauf hinzuarbeiten, das Marine Corps mit F-35B-Flugzeugen auszustatten, die ihre volle Lebensdauer erreichen können“, sagte der kommandierende Offizier des FRCE, Captain Mark E. Nieto. „Diese Laser-Peening-Anlage ist ein strategischer Vorteil, der es uns ermöglicht, Support für die F-35B bereitzustellen, der nirgendwo sonst auf der Welt verfügbar ist.“
Ike Rettenmair, Leiter der F-35-Abteilung bei FRCE, sagte, die Arbeiten an dieser ersten F-35B, die zum Laser-Peening freigegeben wurde, dürften im Frühjahr abgeschlossen sein. Sobald dieses Flugzeug fertiggestellt ist, folgt dicht dahinter eine zweite F-35B, wobei die Arbeitsbelastung kurz darauf auf Volllast hochgefahren werden soll. Zwar ist nicht jede F-35B für das Verfahren erforderlich, aber viele – was den Laser-Peening-Betrieb noch eine ganze Weile beschäftigen wird.
„Bis zum Spätfrühling sollten wir den Punkt erreicht haben, an dem wir mit voller Kapazität arbeiten“, erklärt Matt Crisp, FRCE-Standortleiter des F-35 Joint Program Office. „Und das wird uns viele Jahre lang mit Laser-Peening-Modifikationen an der F-35B beschäftigen. Mit dieser Arbeitsbelastung wird die Anlage voll ausgelastet sein.“
Wenn eine F-35B zur Laser-Peening-Modifikation eintrifft, zerlegen die Flugzeugwartungsexperten von FRCE zunächst das Flugzeug und entfernen die entsprechenden Teile, um Zugang zu den zu verstärkenden Bereichen des Rahmens zu erhalten. Anschließend übernehmen Vertragspartner des Unternehmens, das das Laser-Peening-Verfahren entwickelt hat und durchführt, die weiteren Arbeiten.
„Sie heben das Flugzeug in die Luft, und sobald die Auftragnehmer den Besuch programmiert haben, übernehmen die Roboter. So nennen sie den Vorgang, bei dem sie tatsächlich mit den Lasern auf das Flugzeug schießen“, erklärte Rettenmair.
Der Auftragnehmer hat in der Laser-Strahlanlage speziell entwickelte Geräte installiert und aktiviert und wird diese Geräte zur Behandlung von Stellen an der Schottwand und der Flugzeugzelle einsetzen, sagte Brent Dane, Leiter der Lasertechnologie bei Curtiss-Wright Surface Technologies, dem Entwickler des Verfahrens. Nagelneue Schottwände, die in neue F-35B-Flugzeuge eingebaut werden, werden in der Laser-Strahlanlage des Unternehmens in Kalifornien auf die gleiche Weise behandelt, sodass neue F-35-Kampfflugzeuge direkt vom Band von der gleichen Leistungssteigerung und Lebensdauerverlängerung profitieren, fügte er hinzu.
Beim Laser-Peening wird ein energiereicher Laserstrahl auf das Metall gerichtet, wodurch ein Plasmabereich auf der Metalloberfläche entsteht. Der Aufprall erzeugt eine Stoßwelle, die sich durch das Metall bewegt und Druckeigenspannungen zurücklässt. Diese Kompression trägt dazu bei, die Schadenstoleranz, die Dauerfestigkeit und die Festigkeit des Metalls zu verbessern und so ein langlebigeres Produkt zu erzielen.
„Es verstärkt das Grundmaterial, ohne dass wir zusätzliches Material hinzufügen müssen – was das Gewicht des Flugzeugs erhöhen würde, was keine gute Option ist – oder diese Teile entfernen und ersetzen müssen, was auch keine wirkliche Option ist, wenn das Teil integraler Bestandteil der Flugzeugstruktur ist“, sagte Crisp. „Dieses Verfahren ist eine gute Lösung, um das Vorhandene zu verstärken.“
Das Endergebnis sind verstärkte Flugzeuge ohne zusätzliches Gewicht, das die Leistungsfähigkeit des Kampfflugzeugs durch Treibstoff- oder Waffenkapazität einschränken würde. Aus diesem Grund eignet sich das Laser-Peening-Verfahren hervorragend für die Behandlung sicherheitskritischer Komponenten in militärischen Anwendungen, so Dane. Es bietet eine höhere Zuverlässigkeit und Lebensdauer, die keine andere Oberflächenbehandlung auf dem Markt bietet.
Sobald der Auftragnehmer das Laser-Peening-Verfahren abgeschlossen hat, geht das Flugzeug zur Wiedermontage zurück an die F-35-Fertigungslinie von FRCE, genau wie alle anderen Flugzeuge, die die Anlage durchlaufen, erklärte Rettenmair. FRCE wird die Jets wieder zusammenbauen, alle Flugerprobungsfunktionen durchführen und sie wieder in die Flotte aufnehmen. Rettenmair sagte, er erwarte eine gewisse Flexibilität bei der voraussichtlichen Bearbeitungszeit für das Laser-Peening-Verfahren.
während dieses ersten Laufs.
„Es ist für alle eine Art Lernerfahrung“, bemerkte er.
Bei jeder erstmaligen Änderung sei ein gewisser Puffer in den Zeitplan eingebaut, fügte Crisp hinzu. Ziel sei es, zunächst den Prozess zu perfektionieren und dann seine Effizienz zu verbessern.
„Wenn man zum ersten Mal eine Änderung vornimmt – und das ist das erste Mal, dass jemand so etwas tut –, werden wir feststellen, dass wir einige Dinge ansprechen, ändern, aktualisieren oder verbessern müssen“, sagte er. „Dann streben wir im Laufe der Zeit nach kontinuierlichen Verbesserungen, um den Zeitplan so weit wie möglich nach hinten zu verschieben, den Prozess zu beschleunigen und ihn noch schneller umzusetzen.“
Die Optimierung des Zeitplans für das Laser-Peening werde wichtig sein, da FRCE den Prozess in den nächsten Jahren weiter durchführe, fügte Crisp hinzu, um das Verstärkungsverfahren den Flugzeugen, die es benötigen, zum richtigen Zeitpunkt zur Verfügung zu stellen und so Verzögerungen oder Leistungseinbußen zu vermeiden.
„Aus Sicht der Marine und des Marine Corps ist das eine große Sache. Es wird dazu beitragen, die Flugzeuge des Marine Corps wieder in den gewünschten Zustand zu versetzen und ihnen die erwartete Lebensdauer zu ermöglichen“, erklärte er. „Der Zeitplan ist entscheidend, aber wir haben jetzt sozusagen einen Weg in die grüne Phase gefunden. Wir können alle Flugzeuge bis zum erforderlichen Zeitpunkt wieder instand setzen.“
Neben der Steigerung der Einsatzbereitschaft der F-35B-Flotte hoffen die Verantwortlichen des F-35-Programms, dass das Verfahren auch anderen Bereichen der Marinefliegerei zugutekommt. Das Laser-Peening hat sich in über 20 Jahren von der Anwendung bei Triebwerkskomponenten der kommerziellen Luftfahrt über andere Komponenten bis hin zur F-22 Raptor und nun zur F-35 Lightning II ausgeweitet. Das Verfahren selbst habe im gleichen Zeitraum bemerkenswerte Fortschritte in den Bereichen Konstruktion und Modellierung, Strahlführung und Prozessautomatisierung erfahren, so Dane.
„Unsere Entwicklungs- und Produktionsteams sind stolz darauf, die Vorteile dieser einzigartigen Technologie für eine Vielzahl wichtiger Anwendungen nutzbar zu machen, insbesondere für Anwendungen, die zu unserer militärischen Verteidigung beitragen“, fügte Dane hinzu. „Wir freuen uns auf die immer zahlreicheren Anwendungsmöglichkeiten dieser Technologie für kritische militärische Ressourcen, um die Verteidigung unseres Landes zu stärken und zur Sicherheit der Soldaten beizutragen.“
Vor Ort ermutigen Rettenmair und Crisp die Belegschaft des F-35-Programms und anderer Flugzeug- und Komponentenlinien, nach potenziellen Einsatzmöglichkeiten für das Laser-Peening zu suchen.
„Viele Leute wissen gar nicht, dass es diese Technologie gibt. Sie direkt vor unserer Haustür zu haben, könnte der Auslöser sein, dass sie über andere Einsatzmöglichkeiten des Laser-Peenings nachdenken“, so Rettenmair. „Sie ist wirklich ein großer Vorteil und ich hoffe, sie erweitert unseren Horizont hinsichtlich der verfügbaren Technologien.“
Crisp stimmte zu, dass die einzigartige Technologie FRCE eine exklusive Gelegenheit bietet.
„Ich denke, wir müssen uns selbst herausfordern“, sagte er. „FRCE konnte davon profitieren, dass das Joint Program Office diese Technologie in Auftrag gegeben hat, um beim Aufbau der Anlage zu helfen – es war offensichtlich eine Menge Arbeit, um an diesen Punkt zu gelangen.“
„Jetzt, da wir hier beim FRCE über diese Fähigkeit verfügen, bin ich zuversichtlich, dass auch andere Stellen hier diese Fähigkeit prüfen und prüfen können, ob sie für ihr Programm geeignet ist, vielleicht um die Lebensdauer einer anderen Ressource zu verlängern, die sich bereits im Bestand der Marine befindet. Ich hoffe, dass wir diese Erfahrung nutzen und nicht einfach am Ende zu etwas anderem übergehen, sondern aus den Erfahrungen lernen, Engagement schaffen und sie an anderen Orten anwenden können, wo eine Lösung benötigt wird.“
Neben der Bereitstellung von Entwicklungsmöglichkeiten für andere Programme stelle die Arbeitsbelastung durch das Laser-Peening auch den Beginn einer Erweiterung des F-35-Programms bei FRCE dar, bemerkte Crisp.
„Wir müssen in den nächsten Jahren über die Einrichtungen und Kapazitäten hinauswachsen, die wir jetzt haben“, sagte er. „Was die Stabilität des Programms in der Region und die wirtschaftlichen Aussichten angeht, sieht es wirklich gut aus.“
FRCE ist der führende Standort für die Wartung der F-35B Lightning II auf Depotebene und führt seit 2013 Modifikationen und Reparaturen an der Kurzstart- und Senkrechtlandevariante des Flugzeugs des Marine Corps durch. Die Einrichtung hat auch mit den Varianten F-35A (konventioneller Start und Landung) und F-35C (Träger) gearbeitet.
FRCE ist North Carolinas größter Anbieter von Wartungs-, Reparatur-, Überholungs- und technischen Dienstleistungen mit über 4.000 zivilen, militärischen und Vertragsmitarbeitern. Der Jahresumsatz liegt bei über einer Milliarde US-Dollar. Das Depot erzeugt Kampfflugzeuge für die US-Marines und Seestreitkräfte und ist integraler Bestandteil der US Navy, des Naval Air Systems Command und des Commander, Fleet Readiness Centers.
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