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心配なF-35用のF135エンジンの耐久性：ファンが吹き飛ぶ事件発生


F135 Fan ‘Blows’ During F-35 Engine Trial

By Amy Butler
Source: Aerospace Daily & Defense Report
aviationweek.com March 06, 2014


F135エンジンで発生したファン不良の原因をプラット&ホイットニーが調査中だ。事故は昨年12月にフロリダ州で発生し、三段構造の同エンジンの第一ステージのファンが問題を起こしていた。
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  1. ファンの亀裂が発生したのは12月23日で時間加速ミッション検査 accelerated mission tests (AMT) 中にプラット社施設内で試験用エンジンFX648が設計作動時間合計の77%に到達した段階で発生したとF-35推進室長クリストファー・ボグデン中将が発表。Aviation Week主催の国防技術セミナーで同中将はプラットはファンについて「低サイクル疲労のストレスを過小評価していた」と発言し、このテストでファンが「吹き飛んだ」という。
  2. 調査は続行しているが、今回のインシデントで飛行の安全性が脅かされるとは見ておらず、配備済み機体への短期的影響はない」とプラットは文書で説明している。同社は運用中機体に搭載の各エンジンの状況を把握し、今回は低サイクル疲労が不良の原因でただちに機体の安全には影響がないと確信しているという。
  3. 問題が発生したエンジンはテスト機材のF135エンジン中で一番稼働時間が長いもので、運転時間は2,200時間にのぼり、約9年間の稼働に匹敵する長さだ。プラットによればFX648は時間数でテスト機材の他のエンジンの4倍、実戦機材のエンジンの10倍だという。
  4. 事故が発生したのはF135で三段に分かれているファンのうち、前面のファンで、エンジンは通常モードで運転していたが、「大きな破損」がエンジンの常温部分に発生したものの、リフトファンの高温部分には影響がなかったとボグデン中将はいう。この部分はF-35各型のエンジンに共通で重心移動型インレットの誘導羽根 variable-geometry inlet guide vanes の後部で、通常型ファンと低圧コンプレッサーの役割を一緒に果たす。各ステージは一体型ブレイドローターintegrally bladed rotors (IBR)で構成してあり、そのうち第一段は中空チタン切り出しで作成。第二段、第三段はチタン固体で作成してある。プラットは調査段階で振動他の要因を検討しているかをあきらかにしていないが、「各種の要因を検討中でAMTによるストレスも含まれる」としている。
  5. ボグダン中将によれば中空IBRによるコストと工作の難易度が理由でプラットはファンの再設計にとりかかっているとのことで、12月の事件の教訓も取り入れ第一段のIBRも固体チタンで作成するという。この設計変更で重量 6 lb. ほどがエンジンに加わる見込みだが、工作性は著しく向上するという。なお、IBRの設計変更はこれで二回目となり、中空材料を使う変更も重量軽減が目的だった。
  6. F135エンジンではテスト開始（2003年）以降、数点の開発上の課題が見つかっているが、ファン関連の事例はほとんど発表されていない。2009年にはF135の耐久力テストで第一段、第二段に損傷が発生しているが、その後原因は空気取り入れ口内のブッシングが摩耗したため乱流が発生したためだと判明している。
  7. 今回のファン事故はF-35全機の一時飛行停止措置が解除になって一年以上経過して発生している。飛行停止の理由は第三段の低圧タービン（LPT)のブレイドに亀裂がエドワーズ基地（カリフォーニア州）の米空軍テスト機で発見されたためだった。■


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