F-35C tailhook test değerlendirmesi
(the-engi-nerd.github.io)- F-35C'nin ABD Donanması'nın CATOBAR uçak gemisi operasyonları için inişte tailhook ile arresting wire'ı güvenilir biçimde yakalaması gerekiyordu, ancak 2011'de Lakehurst NAS'taki ilk testlerde tasarım başarısız oldu
- Kancanın konumu ve gövde içi alan kısıtları zaten çok sıkışıktı; ayrıca gerçek tel davranışını doğru tahmin edemeyen wire dynamics modeli de başarısızlığı büyüttü
- Lastikler önce tele basıp onu güverteye yakın şekilde bastırınca kanca teli yakalayamadan üzerinden geçti ve beklenenden büyük açısal ivme ile yukarı sıçrayarak ölçüm ekipmanına bile zarar verdi
- Yeniden tasarım; daha güçlü bir damper, iyileştirilmiş bir lateral limiter, daha dayanıklı ölçüm ekipmanı ve alçakta kalan teli kepçeler gibi yakalayan scoop biçimli hook shoe ile sonuçlandı
- 2016'da harici silah yükü konfigürasyonunda yapılan off-center arrestment testinde FLOLS ayar sorunu nedeniyle yüksek alçalma oranlı bir iniş yaşandı; ardından program off-center ve wire-only arrestment takibini resmen sonlandırdı
F-35C ve ilk tailhook başarısızlığı
- F-35C, ABD Donanması'nın kullandığı CATOBAR uçak gemileri için geliştirilen F-35 Joint Strike Fighter varyantıdır
- CATOBAR, Catapult Assisted TakeOff, Barrier Assisted Recovery anlamına gelir
- Bu yöntemde uçak buharlı veya elektromanyetik katapultla kalkar ve inişte tailhook ile arresting wire'ı yakalar
- Kanca, uçuş sırasında clamshell door ile kapatılan bir bölmede saklanır
- Elektronik olarak kontrol edilir ve hidrolikle hareket eder
- İlk tasarım, gerçek testlerde istenen şekilde çalışmadı
- Tam ölçekli carrier suitability testleri 2011 yazında Lakehurst NAS'ta başladı
- Jet Blast Deflector uyumluluk testlerinden sonra sıra tailhook testlerine geldi
- Tony “Brick” Wilson, Lakehurst'teki testlerin çoğunu izledi ama kancanın teli yakaladığı bir an göremedi
Kanca teli neden kaçırdı?
- Bir ölçüm teknisyeni, 6 Kasım 2010'da CF-01'in Pax'e ulaştığı gün, kancanın kısa olduğunu, tekerleğe fazla yakın bulunduğunu ve hook shoe şeklinin uygun olmadığını söyleyerek bolter yaşanacağını öngördü
- Kanca noktası, ana iniş takımı aks merkezinden biraz fazla 7 feet uzaklıktaydı
- Gövde içindeki alan çok dardı, bu yüzden tasarımcıların ayar yapabileceği hareket alanı sınırlıydı
- Tasarım, arresting wire davranışını simüle eden bir bilgisayar modeline göre şekillendirilmişti, ancak gerçek testlerde bu tahminler tutmadı
- Daha sonra F-35 simülasyon doğrulama ve geçerleme (V&V) çalışmaları sırasında Donanma'nın sağladığı wire dynamics modelinin düzgün V&V'den geçmediğini duyduğunu, ancak bundan emin olmadığını belirtti
- Sonuçta bu model, çalışmayan bir tasarıma yol açtı
Gerçek testlerde ortaya çıkan wire davranışı
- Arresting inişlerde uçağın ana iniş takımı veya burun iniş takımı lastikleri önce tele çarpar
- Bu darbeyle telde bir dalga oluşur ve dalga lastikten uzaklaşan yönde ilerler
- Uçak ileri hareket etmeyi sürdürürken dalga tel boyunca iki yöne yayılır ve tel çoğunlukla güverteye yassı biçimde serilir
- Model, bir sonraki aşamada telin güverteden sekerek yukarı kalkacağını öngörüyordu
- Gerçekte tel alçakta kalmaya devam etti ve kanca telin üzerinden atladı
- Kancanın gövdeye doğru geri sıçrama hızı o kadar yüksekti ki test ekibi hook up-swing ivmeölçerinin arızalandığından şüphelendi, ancak ekipmanın sağlam olduğu doğrulandı
- Lakehurst test ekibi, hızı giderek düşürülmüş roll-in arrestment denemelerini tekrar etti ama başarılı olamadı
- IPP sorunu nedeniyle uçuş yasağı olan günlerde bile düşük hızlarda denemeler sürdü
- Kanca sürekli büyük açısal ivmeyle yukarı fırladı ve hassas tailhook ölçüm ekipmanı zarar gördü
- Ağustos 2011'de hasarlı kablolamanın toparlanması ve tailhook dönme konumu sensörünün tekrar tekrar kalibre edilmesi gece geç saatlere kadar sürdü
- Hurricane Irene Lakehurst'e yöneldikten sonra uçak PAX'e döndü ve o dönemin hayal kırıklığı yaratan testleri de sona erdi
Yeniden tasarım ve süren güvenilirlik sorunları
- Kancanın yeniden tasarlanması kaçınılmaz hale geldi
- Çok daha güçlü bir hold down damper uygulandı
- Upstroke için yeni bir damper eklendi
- Lateral limiter iyileştirildi
- Her arrestment sonrasında bozulmayan ölçüm ekipmanı kullanıldı
- Hook shoe da alçakta kalan teli daha kolay yakalayacak bir şekle dönüştürüldü
- Yeni şekil, teli kepçeleyerek alan bir scoop yapısına daha yakındı
- Eski hook profile mavi, yeni profile kırmızı, arresting cable ise mor olarak karşılaştırıldı
- 2013'te kancanın çalıştığı görüntüler vardı, ancak sorunlar burada bitmedi
- Sahadaki mühendis kişisel nedenlerle 2012 ortasında F-35 programından ayrılmış, yaklaşık iki yıldan biraz kısa süre sonra aynı işle geri dönmüştü; bu yüzden 2013 görüntülerini doğrudan görmedi
- Daha sonra pitch pivot pin'in geçtiği bearing tarafında da sorunlar sürdü
- Pin'in en az 25 arrestment dayanması gerekiyordu, ancak pin sleeve galling nedeniyle 1-2 denemede bile hasar görebiliyordu
- Galling, metaller birbirine sürtünerek kayarken bir yüzeydeki malzemenin diğer yüzeye aktarılmasıyla oluşan bir aşınma türüdür
- Bu pin/sleeve içinde, test sırasında kanca açı konumunu doğrudan control room'a bildiren bir konum sensörü vardı ve sık değişim gereksinimi CF-03'ün tailhook çalışma süresini ciddi biçimde uzattı
- Gece vardiyası mühendisliği, toplantılardan çok uçuş desteği, sorun giderme ve ertesi günkü test için ölçüm ön kontrollerine odaklanıyordu
- CF-03'ün tailhook, launch bar ve landing gear ölçümleri çok fazla bakım gerektiriyordu; bu yüzden çoğu zaman bir kişi yalnızca CF-03 ile ilgileniyordu
- Pitch pivot pin değiştirildiğinde synchro dönme konumu sensörünü yeniden kalibre etmeye gerek bırakmayan bir yöntem geliştirildi
- Çünkü yeni kalibrasyon, yeni bir ölçüm projesi ve display check gerektiriyor, bu da günler sürüyordu
2016 off-center arrestment ve testlerin sonu
- 2016'da CF-03, Lakehurst'teki en zorlu tailhook testini gerçekleştirdi
- Testler tam harici silah yükü konfigürasyonuyla yapıldı, ancak dış kanat istasyonlarındaki AIM-9X'ler kanat yapısında değişiklik gerektirdiği için hariç tutuldu
- Test hedefleri arasında off-center arrestment de vardı
- 2016 Mayıs'ında bulutlu bir günde, mümkün olduğunca centerline'dan uzak bir arrestment deneniyordu
- Sahadaki mühendis, Donanma'nın geliştirdiği taşınabilir mini control room olan MITS (Mobile Instrumentation/Telemetry System) içinde ölçüm durum ekranlarını, test sesini ve videoyu izliyordu
- F-35C normalde inişte burnu yaklaşık 11-13 derece yukarıda olacak şekilde yaklaşır
- Bu yaklaşmada ise uçak neredeyse düz bir pozisyonda geliyor ve hızla alçalıyordu
- Yerde Landing Signal Officer görevini yapan pilot arkadaşından “WAVE OFF” çağrısı gelmesi bekleniyordu ama duyulmadı
- F-35 üç tekerleğiyle aynı anda zemine temas etti, pistte sekti ve ardından yeniden piste oturdu
- Pilot kontrolü koruyarak tekrar havalandı ve telsizden “Lightning seven three is airborne, going back around” dedi
- Veri incelemesi sonucunda inişin, F-35C'yi 20 feet yükseklikten bırakmaya eşdeğer bir yüksek alçalma oranıyla gerçekleştiği doğrulandı
- Uçak neredeyse tamamen düz temas etmişti ve hücum açısı yalnızca 2 dereceydi
- Bunun nedeni, kullanılan FLOLS'nin (Fresnel Lens Optical Landing System) doğru ayarlanmamış olmasıydı
- Pilot kendisini glide slope üzerinde sanıyordu, ancak gerçekte fazla dik bir yaklaşma hattındaydı ve LSO bunu çok geç fark etti
- Uçak crew chief tarafından impound edildi ve resmi denetim kriterleri hazırlanana kadar çalışma yasaklandı
- Ertesi gün yalnızca ölçüm donanımına uygulanan 200'den fazla adımlı bir kontrol listesi e-postayla geldi
- Diğer teknisyenler ve mühendisler de kendilerine ait kalın kontrol listeleri aldı
- İnceleme 3 gün sürdü ve yeni bir landing gear gerektiği doğrulandı
- Bu değişim Lakehurst'te yapılamadı, ancak uçak bir kez daha kalkış ve iniş yapabilecek kadar dayanıklıydı; bu nedenle PAX'e döndü
- Program, off-center arrestment ve wire-only arrestment takibini sürdürmeyi resmen bıraktı ve böylece tailhook testleri de sona erdi
1 yorum
Hacker News yorumları
Yazarı benim. Bu yazının HN’ye çıkacağını hiç beklemiyordum; sadece paylaştığım bir mühendislik saha deneyimiydi
Arada liseyi bitirip diploma alıp evlenecek kadar uzun bir süre geçmiş; zamanın uzunluğu baş döndürücü. Bu kadar uzun bir süre boyunca sürekliliği nasıl koruduklarını da merak ediyorum. Yazılımda proje 6 ayı geçince sanki çöpe atıp yeniden yazılıyormuş gibi oluyor
Yoksa bu tür kuyruk kancalarının hepsi bir sebeple mi özel tasarım?
Böyle mühendislik bilmeceleri hikâyeleri dinlemeyi seviyorum. Medya bu tür tasarım yinelemelerini F-35’in abartıldığına ya da mevcut savaş uçaklarından kötü olduğuna kanıt gibi sunmayı seviyor; ama bana göre bu inovasyon ve yeni şeyler deneme.
Bazen başarısız olsalar da sonunda şaşırtıcı bir savaş uçağı ortaya çıkarma süreci. Yine de yeni savaş uçaklarına ihtiyaç duyulmayan bir dünyada bu zaman ve emeğin barışçıl işlere harcanabilmesini isterdim
Yazının iyi gösterdiği gibi, kanca kadar basit görünen bir şeyde bile muazzam iş var. Diğer unsurları çözmek çok daha karmaşık olabilir. Yanlış hatırlamıyorsam F-35’in entegre güç paketi[1] de epey sorunun kaynağıydı. Ama bu tür geliştirmeler sayesinde uçak ağırlığı kontrol altında tutulabildi ve sonuçta F-35B gibi süpersonik bir STOVL savaş uçağı mümkün oldu.
Yorumcular “Bu aptalca, sadece şöyle yapsalar ya!” dediğinde her seferinde rahatsız oluyorum. O kadar kolay olsaydı zaten baştan sorun olmazdı.
Yeni savaş uçaklarına ihtiyaç duyulması gerçeğine dair duyguyu anlıyorum. En azından bu mühendislik ilerlemelerinin bir kısmı sivil alana da yarıyor. İyi bir örnek C-5 Galaxy; geliştirme süreci sancılıydı ama yenilikçi TF-39 motorunun geliştirilmesine yol açtı, o da daha sonra CF6’ya dönüşerek başarılı yolcu uçaklarını uzun süre çalıştırdı.
[1] https://www.defenseadvancement.com/feature/3-aircraft-system...
Örneğin ilk kancada pabuç fazla yukarı bakıyordu, bu yüzden teli yakalayamıyordu. Mühendisler kusurlu bir simülasyon modeline dayanarak tasarım yaptı; saha test ekibi ise görür görmez çalışmayacağını anladı. Hatta mühendis olmayan partnerime fotoğrafı gösterdiğimde ilk söylediği şey “Yönü doğru değil” oldu.
https://the-engi-nerd.github.io/posts/welcome/images/clipboa...
İlk tasarımı (mavi) ve düzeltilmiş tasarımı (kırmızı) görebilirsiniz.
https://the-engi-nerd.github.io/posts/welcome/images/clipboa...
“Program, merkez hattı dışı yakalamaları ve yalnızca tel yakalamalarını artık izlememe yönünde resmen karar aldı” ne anlama geliyor merak ediyorum.
Bu, F-35C’nin kancayı düzgün takabilmesi için neredeyse tam merkeze yakın inmesi gerektiği anlamına mı geliyor? Bir de “wire only” nedir? Uçak gemisindeki arresting landing’lerin hepsi zaten sadece tel kullanmıyor mu?
Genelde yöntemlerden biri, merkez hattından epey sapmış bir noktada yakalama denemesi yapmaktır. Bu durumda frenleme kuvveti bir tarafa çok daha güçlü biner. Bir diğeri de uçağın tekerlekleri hâlâ güvertenin üzerindeyken kancanın teli yakalamasıdır; bu da uçağı güverteye çok sert şekilde çarptırır.
Bu kazadan sonra test planının amacının yeterince karşılandığına karar verildi.
Üstelik yakalama yapabilen enstrümante uçak sayısı azdı. Programda sadece iki tane vardı ve bunlardan biri sınırlarına kadar zorlanmıştı
Her mühendisin bozuk test ekipmanı yüzünden en az bir kez canının yandığını, her kıdemli mühendisin de düzgün çalışan test ekipmanına güvenmediği için en az bir kez canının yandığını düşünüyorum.
Keyifle okudum
Keyifle okudum; sonraki yazıyı da merakla bekliyorum. Eskiden Harrier bakım teknisyeniydim; 2002-2007 arasında görev yaparken F-35B bakımını öğreneceğim bana gerçekten sık sık söylenirdi ama tabii ki gerçekte hiç olmadı.
Bu yüzden eski bir bakım teknisyeni ve mevcut bir mühendis olarak geliştirme hikâyesini daha fazla duymak isterim.
“Enstrümantasyon projesi için yeni bir XML formatı oluşturmak istemeyen mühendislerin saf tembelliği, programın zaman ve parasından tasarruf ettiriyor. Dünyanın ilerlemesi galiba kabaca böyle oluyor” kısmına katılıyorum.
Sağlık, fintech ve reklam alanlarında çalıştım; üçünde de aynı şeyi yaptım. Yeni bir format üzerinde uzlaşma sağlamamak için şimdiye kadar 20 dilde XML ayrıştırıcı yazmış ya da debug etmişimdir.
Harika bir yazı. O dönemde yeni mezun bir yazılım mühendisi olarak IFLOLS üzerinde çalışmıştım.
Devletten ayrılıp çeşitli yazılım startup’larında çalıştıktan sonra, böyle gerçek dünya mühendisliğini özlüyorum.
Yeni uçak gemilerinde havalı elektromanyetik katapultlar olduğuna göre, hibrit otomobillerdeki gibi rejeneratif frenleme kullanılsa nasıl olur diye düşünüyorum. Katapult akümülatörlerini yeniden şarj edip epey enerji tasarrufu sağlayabilir.
Tabii şaka yapıyorum.
F-35C hakkında ilginç bir yan bilgi var. Sipariş ve tasarım sırasında, yedek motor parçalarına ayrılsa bile onu uçak gemisine taşıyabilecek bir uçak yoktu. C-2 Greyhound’a sığmıyordu; bu da oldukça tuhaf bir gözden kaçırma gibi görünüyor.
Osprey’in CMV-22B varyantına sığıyor ama şu anda uçuşları durdurulmuş durumda; CH-53K King Stallion’a da sığdığını biliyorum. Ancak bu uçaklar yakın zamana kadar yoktu.
Düzelteyim: C-2’nin genel olarak yedek motor taşıyamadığını değil, F-35 motorunun sığmadığı için taşıyamadığını kastediyorum.
Öncelikle bir uçağa yedek motor ulaştırabilecek CTOL uçaklar var. Sorun, F-35 yedek motorunun büyük fan kanadı çapı nedeniyle olmaması. ABD Donanması geçmişte bu görev için C-2 Greyhound kullanıyordu, ancak gövdesi çok küçüktü ve emekliye ayrılıyordu. Emekliye ayrılmış bazı S-3B’leri uçak gemisi ikmal uçağına (COD) dönüştürürken F135’i alabilecek daha geniş bir gövdeye çevirmek de konuşulmuştu ama ilerlemedi. https://archive.ph/20150209193642/http://www.defensenews.com...
İkincisi, Boeing Sea Knight dâhil F-35 yedek motorunu taşıyabilecek çok sayıda helikopter var. https://en.wikipedia.org/wiki/Boeing_Vertol_CH-46_Sea_Knight ABD Donanması’nın geleneksel helikopterlere bel bağlamak istememesinin nedeninin nispeten kısa menzil olduğunu düşünüyorum.
Gözüme çarpan bir nokta var. Bu anlatıma göre tailhook gerçek koşullarda zaten çalışamazmış gibi görünüyor. Blog, üreticinin kullandığı bilgisayar modelinin yanlış olduğunu söylüyor.
O hâlde üreticiler donanımı sahada test etmiyor mu demek? Öyleyse ürkütücü bir durum.