Heather Wilburn
Centrum Gotowości Floty Wschód

Baza lotnicza piechoty morskiej w Cherry Point, Karolina Północna – Centrum Gotowości Floty Wschód osiągnęło kamień milowy, wprowadzając pierwszy samolot F-35B Lightning II, który poddano modyfikacjom polegającym na śrutowaniu laserowym. Kierownictwo przewiduje, że nowe obciążenie pracą zapewni ciągłość pracy ośrodka przez następne kilka lat.

Proces śrutowania laserowego odbywa się w nowym zakładzie o powierzchni 1500 metrów kwadratowych (ok. 1500 m²), który składa się z dwóch stanowisk i przyległej przestrzeni mieszczącej generator laserowy. Ten specjalnie wybudowany zakład, wart 6 milionów dolarów, daje FRCE możliwość produkcji samolotów F-35, które będą dostępne tylko w jednym innym miejscu na świecie. Proces, który został już zastosowany w samolocie F-22 Raptor oraz w produkcji komponentów samolotów, wykorzystuje impulsy laserowe o wysokiej energii do wzmacniania materiałów bez dodawania dodatkowego metalu lub masy, co przekłada się na wydłużenie żywotności samolotu i obniżenie kosztów konserwacji.

“„Jesteśmy podekscytowani rozpoczęciem tego programu w Centrum Gotowości Floty Wschód i pracą nad zapewnieniem Korpusowi Piechoty Morskiej samolotów F-35B zdolnych do osiągnięcia pełnego limitu żywotności” — powiedział dowódca FRCE, kapitan Mark E. Nieto. „Ten zakład śrutowania laserowego jest strategicznym atutem, który pozwoli nam zapewnić wsparcie dla samolotów F-35B, jakiego nie możemy uzyskać nigdzie indziej na świecie”.

Ike Rettenmair, szef działu F-35 w FRCE, powiedział, że prace nad pierwszym F-35B przeznaczonym do śrutowania laserowego powinny zakończyć się wczesną wiosną. Po ukończeniu prac nad tym samolotem, wkrótce pojawi się drugi F-35B, a wkrótce potem planowane jest pełne obciążenie. Chociaż nie każdy F-35B wymaga tej procedury, wiele z nich ją wymaga – co zapewni zajęcie się śrutowaniem laserowym przez dłuższy czas.

“„Do późnej wiosny powinniśmy osiągnąć punkt, w którym będziemy pracować z pełną wydajnością” – wyjaśnił Matt Crisp, kierownik FRCE w Biurze Wspólnego Programu F-35. „To zajmie nam wiele lat modyfikacji F-35B metodą śrutowania laserowego. Będziemy mieli pełne zaplecze z taką ilością pracy”.

Kiedy F-35B trafia na modyfikacje metodą śrutowania laserowego, specjaliści ds. konserwacji samolotów FRCE najpierw rozbierają samolot i usuwają odpowiednie części, aby umożliwić dostęp do obszarów ramy wymagających wzmocnienia. Następnie prace wykonują podwykonawcy z firmy, która opracowała i przeprowadza proces śrutowania laserowego.

“„Unoszą samolot w powietrze, a potem, gdy wykonawcy zaprogramują wizytę, roboty przejmują kontrolę. W ich przypadku jest to procedura, podczas której faktycznie strzelają laserami do samolotu” – wyjaśnił Rettenmair.

Wykonawca zainstalował i uruchomił specjalnie zaprojektowany sprzęt w zakładzie śrutowania laserowego i będzie go używał do obróbki przegród i płatowca samolotu, powiedział Brent Dane, dyrektor ds. technologii laserowej w Curtiss-Wright Surface Technologies, firmie, która opracowała ten proces. Nowe grodzie montowane w nowych samolotach F-35B są poddawane tej samej obróbce w zakładzie śrutowania laserowego w Kalifornii, dzięki czemu nowe myśliwce F-35 korzystają z takiego samego wzrostu wydajności i wydłużenia żywotności od razu po zejściu z linii montażowej, dodał.

Podczas śrutowania laserowego, wysokoenergetyczna wiązka laserowa jest wystrzeliwana w metal, tworząc na jego powierzchni obszar plazmy. Uderzenie wywołuje falę uderzeniową, która rozchodzi się po metalu, a w metalu pozostają naprężenia ściskające. To ściskanie pomaga poprawić odporność metalu na uszkodzenia, wytrzymałość zmęczeniową i wytrzymałość, co przekłada się na trwalszy produkt.

“„Wzmacnia materiał bazowy bez konieczności dodawania dodatkowego materiału – co zwiększyłoby wagę samolotu, co nie jest dobrym rozwiązaniem – lub usuwania i zastępowania tych części, co również nie jest opcją, gdy dany element jest integralną częścią konstrukcji samolotu” – powiedział Crisp. „Ta procedura jest dobrym rozwiązaniem, aby wzmocnić to, co już istnieje”.

Efektem końcowym są samoloty wzmocnione bez zwiększania masy, co zmniejszyłoby możliwości myśliwca poprzez ograniczenie jego pojemności paliwa lub ładowności. Z tego powodu, proces śrutowania laserowego doskonale nadaje się do obróbki elementów krytycznych dla bezpieczeństwa w zastosowaniach wojskowych, powiedział Dane. Zapewnia on zwiększoną niezawodność i wydłużenie żywotności, nieosiągalne w przypadku żadnej innej obróbki powierzchni dostępnej obecnie na rynku.

Po zakończeniu przez wykonawcę procedury śrutowania laserowego samolot wraca na linię produkcyjną F-35 FRCE w celu ponownego montażu, podobnie jak wszystkie inne samoloty przechodzące przez zakład – wyjaśnił Rettenmair. FRCE złoży samoloty z powrotem, przeprowadzi wszystkie testy w locie i przekaże je z powrotem flocie. Rettenmair powiedział, że spodziewa się pewnej elastyczności w przewidywanym czasie realizacji procedury śrutowania laserowego.
podczas tego pierwszego uruchomienia.

“It’s „to rodzaj doświadczenia edukacyjnego dla każdego” – zauważył.

Każda pierwsza modyfikacja będzie miała pewien bufor czasowy, dodał Crisp. Celem jest najpierw udoskonalenie procesu, a następnie rozpoczęcie poprawy jego wydajności.

“„Kiedy po raz pierwszy przeprowadzasz modyfikację – pierwszy raz, kiedy ktoś to robi – znajdziemy pewne rzeczy, którymi trzeba się zająć, zmienić, zaktualizować lub ulepszyć” – powiedział. „Następnie, w miarę upływu czasu, dążymy do ciągłego udoskonalania, aby cofnąć ten harmonogram tak daleko, jak to możliwe, przyspieszyć proces i sprawić, by stał się jeszcze szybszy”.

Crisp dodał, że optymalizacja harmonogramu śrutowania laserowego będzie miała duże znaczenie, ponieważ FRCE będzie kontynuować ten proces w ciągu najbliższych kilku lat, aby zapewnić procedurę wzmacniania samolotom, które tego potrzebują, wtedy, gdy tego potrzebują, a tym samym zapobiec opóźnieniom lub degradacji.

“Z perspektywy Marynarki Wojennej i Korpusu Piechoty Morskiej to naprawdę wielka sprawa. To pomoże przywrócić samoloty Korpusu Piechoty Morskiej do stanu, w jakim chcieli, i zapewni im pełnię życia, jakiego się od nich oczekuje – wyjaśnił. „Termin jest kluczowy, ale teraz mamy drogę do ekologii, że tak powiem. Możemy doprowadzić wszystkie te samoloty do stanu używalności, zanim będą potrzebne”.

Oprócz zwiększenia gotowości floty F-35B, liderzy programu F-35 mają nadzieję, że procedura ta przyniesie korzyści również innym obszarom lotnictwa morskiego. Zastosowanie śrutowania laserowego rozszerzyło się w ciągu ponad 20 lat – od zastosowania w komponentach silników odrzutowych w lotnictwie komercyjnym, przez inne komponenty, aż po F-22 Raptor, a teraz także F-35 Lightning II. Sam proces przeszedł w tym samym okresie znaczący postęp w zakresie projektowania i modelowania inżynieryjnego, dostarczania wiązki laserowej i automatyzacji procesów, powiedział Dane.

“Nasze zespoły ds. rozwoju inżynieryjnego i produkcji z dumą wykorzystują zalety tej wyjątkowej technologii w szerokim zakresie ważnych zastosowań, zwłaszcza tych, które przyczyniają się do naszej obronności — dodał Dane. — „Z niecierpliwością oczekujemy na coraz szersze zastosowanie tej technologii w kluczowych zasobach wojskowych, aby wzmocnić obronność naszego kraju i pomóc chronić bezpieczeństwo żołnierzy”.

Na szczeblu lokalnym Rettenmair i Crisp zachęcają pracowników programu F-35 oraz innych linii produkcyjnych samolotów i podzespołów do poszukiwania potencjalnych zastosowań śrutowania laserowego.

“„Wiele osób nie wie nawet, że taka technologia istnieje, więc posiadanie jej w swoim otoczeniu może być dla nich impulsem do rozważenia innych zastosowań śrutowania laserowego” — powiedział Rettenmair. „To absolutnie wielki atut i mam nadzieję, że poszerzy nasze horyzonty w zakresie dostępnych technologii”.

Crisp przyznał, że ta unikalna technologia daje FRCE wyjątkową możliwość.

“Sądzę, że musimy rzucić sobie wyzwanie” – powiedział. „FRCE skorzystało na tym, że Biuro Programu Wspólnego podpisało umowę na dostarczenie tej technologii i pomoc w uruchomieniu obiektu” – oczywiście, musieliśmy włożyć mnóstwo pracy, aby dojść do tego punktu.

“Teraz, gdy mamy taką możliwość w FRCE, mam nadzieję, że istnieje potencjał, aby inne jednostki mogły przeanalizować tę możliwość pod kątem jej przydatności dla swojego programu, być może w celu przedłużenia żywotności kolejnego zasobu, który już znajduje się w zasobach Marynarki Wojennej i Korpusu Piechoty Morskiej. Mam nadzieję, że wykorzystamy to doświadczenie i nie tylko przejdziemy do czegoś innego, ale wyciągniemy z niego wnioski, zaangażujemy się w nie i zastosujemy je w innych lokalizacjach, które potrzebują rozwiązania.

Crisp zauważył, że oprócz zapewnienia możliwości rozwoju w ramach innych programów, prace związane z laserowym śrutowaniem stanowią również początek ekspansji programu F-35 w FRCE.

“„W ciągu najbliższych kilku lat musimy osiągnąć wzrost wykraczający poza obecne możliwości i zaplecze” – powiedział. „Jeśli chodzi o stabilność programu w tym regionie i perspektywy gospodarcze, wygląda to naprawdę dobrze”.

FRCE to wiodący ośrodek konserwacji samolotów F-35B Lightning II na poziomie bazy. Od 2013 r. przeprowadzane są tam modyfikacje i naprawy wersji samolotu krótkiego startu i pionowego lądowania używanej przez Korpus Piechoty Morskiej. Ośrodek pracował również nad wersjami F-35A (konwencjonalny start i lądowanie) i F-35C (nośnikowy).

FRCE to największy w Karolinie Północnej dostawca usług konserwacji, napraw, remontów i usług technicznych, zatrudniający ponad 4000 pracowników cywilnych, wojskowych i kontraktowych. Jego roczne przychody przekraczają 1 miliard dolarów. Baza generuje siły powietrzne dla amerykańskiej piechoty morskiej i sił morskich, pełniąc jednocześnie funkcję integralnej części Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych, Dowództwa Systemów Powietrznych Marynarki Wojennej oraz dowódcy Centrów Gotowości Floty.