محرك F-35: قوة دفع F135 وتحديثه ومشكلاته

محرك F-35 هو Pratt & Whitney F135، محرك توربيني مروحي واحد بحارق لاحق يولّد نحو 43,000 رطل من الدفع، أي أكثر من أي محرك مقاتلات آخر في الخدمة. والقلب نفسه يشغّل النسخ الثلاث، مع نظام رفع إضافي في F-35B يتيح للطائرة التحويم.

وفي المحرك مشكلة لم يحسب مصمموه حسابها. فإلكترونيات الطائرة تحتاج إلى تبريد يفوق المتوقع بكثير، وقد حُمّل F135 فوق طاقته لتوفيره، فصار يبلى أسرع. ويجري تطوير تحديث لقلب المحرك لمعالجة ذلك. يشرح هذا الدليل كيف يعمل محرك F-35 وما الذي يتغير.

ما المحرك الذي تستخدمه F-35؟

في كل F-35 محرك F135 واحد. وهو تطوير لمحرك F119 الذي يشغّل F-22 الثنائية المحرك، بمروحة أكبر لاستخراج دفع أعلى من محرك واحد. وسُلّمت أولى محركات الإنتاج في 2009.

وله ثلاث نسخ. F135-PW-100 لطائرة F-35A. وPW-400 لطائرة F-35C هو المحرك نفسه بمواد تقاوم التآكل الملحي في البحر. وPW-600 لطائرة F-35B فيه عمود إدارة في المقدمة وفوهة دوّارة في الخلف.

كيف تحوم F-35B؟

لا توجّه F-35B محركها كله إلى الأسفل كما كانت تفعل Harrier. فعمود يخرج من مقدمة المحرك يدير مروحة رفع ثنائية المراحل مركّبة عمودياً خلف قمرة القيادة. وفي الخلف فوهة ثلاثية المحامل تدير العادم نحو 95 درجة ليتجه إلى الأرض. وتحت الجناحين فوهتان صغيرتان تنفثان الهواء لإبقاء الطائرة متزنة.

والمروحة تنفث هواءً بارداً، ولذلك فعمود الغاز تحت مقدمة الطائرة أبرد كثيراً من عادم المحرك النفاث. وهذا يحمي سطح السفينة ويمنع سحب الغاز الساخن إلى مداخل الهواء. والثمن وزن وحيّز، ولهذا تحمل النسخة B وقوداً أقل، كما بيّنّا في الفرق بين F-35A وF-35B وF-35C.

لماذا يحتاج F135 إلى تحديث؟

يؤدي المحرك وظيفتين. فهو يدفع الطائرة، ويزوّدها بهواء مضغوط وقدرة ميكانيكية لتبريد الإلكترونيات وتشغيلها. وقد تبيّن أن الحاجة إلى التبريد أعلى كثيراً من المواصفة الأصلية، فيُسحب من المحرك هواء أكثر مما صُمم لتقديمه. وللتعويض يعمل على حرارة أعلى، فتبلى أجزاؤه الساخنة أبكر.

ويقدّر مكتب المحاسبة الحكومي الأمريكي (GAO) أن يضيف هذا البِلى الزائد عشرات مليارات الدولارات إلى تكاليف الإدامة على مدى عمر الأسطول. وBlock 4 يزيد الأمر سوءاً. فرادار APG-85 الجديد وأنظمة أخرى تحتاج إلى طاقة وتبريد يفوقان ما يقدر عليه المحرك الحالي والنظام الحراري.

ما تحديث قلب المحرك؟

كان أمام البنتاغون في 2023 خياران. الأول محرك جديد متكيّف الدورة طوّرته جنرال إلكتريك وبرات آند ويتني ضمن برنامج بحثي لسلاح الجو، ووعد بمدى أفضل كثيراً لكنه لا يلائم F-35B. والثاني إعادة بناء قلب F135 الحالي. فاختار الثاني.

تحديث قلب المحرك (Engine Core Upgrade) يستبدل الضاغط وغرفة الاحتراق والتوربين بقطع محسّنة مع الإبقاء على بقية المحرك. وتقول برات آند ويتني إنه يعيد للمحرك عمره التصميمي، ويوفّر التبريد الذي يحتاج إليه Block 4، ويحقق مكاسب صغيرة في الدفع واستهلاك الوقود. وهو يصلح للنسخ الثلاث ويمكن تركيبه خلال عمليات العَمرة الدورية. والموعد المستهدف لدخوله الخدمة نحو 2029. ويجري بالتوازي تطوير نظام جديد لإدارة الطاقة والحرارة.

ما المشكلات التي واجهها محرك F-35؟

أشهرها وقع في يونيو 2014، حين احتكّت ريشة مروحة بغلافها واشتعلت النار في F-35A أثناء الإقلاع في قاعدة إيغلن الجوية. أُوقف الأسطول عن الطيران أسابيع وفاتت الطائرة مشاركتها الدولية الأولى في معرض فارنبورو. وكان الحل تعديلاً في مانع تسرّب المروحة.

أما المشكلات اللاحقة فتعلقت بالدعم لا بالتصميم. فنقص الطاقة الاستيعابية في مركز صيانة المحركات ترك عشرات الطائرات بلا محركات في 2021، وبليت طلاءات ريش التوربين أسرع من المتوقع في الأجواء المغبرة. وطُوّر محرك ثانٍ منافس هو F136 من جنرال إلكتريك ورولز رويس، لكنه أُلغي في 2011، فبقي F135 الخيار الوحيد.

أرقام الأداء في سرعة F-35، وحصة المحرك من السعر في دليلنا عن سعر F-35.

الأسئلة الشائعة

ما المحرك الموجود في F-35؟

محرك واحد Pratt & Whitney F135، توربيني مروحي بحارق لاحق.

كم يبلغ دفع محرك F-35؟

نحو 28,000 رطل جافاً و43,000 رطل مع الحارق اللاحق في F-35A وF-35C. ونسخة F-35B تولّد 41,000 رطل مع الحارق.

هل في F-35 محرك واحد أم اثنان؟

واحد. وللمقارنة، في F-22 محركا F119.

من يصنع مروحة الرفع في F-35؟

تصنع رولز رويس نظام الرفع لطائرة F-35B، ويشمل مروحة الرفع والفوهة الدوّارة وفوهتي الاتزان.

ما تحديث قلب محرك F135؟

إعادة بناء لقلب المحرك لاستعادة عمره الخدمي وتوفير تبريد أكبر لأنظمة Block 4، والموعد المستهدف نحو 2029.

كم يكلّف محرك F135؟

نحو 20 مليون دولار في الدفعات الأخيرة، بحسب تقارير الصحافة المتخصصة.