برنامج صيانة وإعادة تدوير محرك F22 Raptor

تعتمد خطة إعادة تدوير وصيانة محرك F22 Raptor على البيانات. في فبراير 2025، منحت القوات الجوية الأمريكية شركة برات آند ويتني عقدًا بقيمة 1.5 مليار دولار أمريكي لتوفير دعم لوجستي شامل لحوالي 400 محرك F119 على مدى ثلاث سنوات.

ويتمثل جوهر هذا البرنامج في نظام الصيانة القائم على الاستخدام، والذي يحل محل جداول الصيانة التقليدية القائمة على التنبؤات المحاكاة من خلال مراقبة تآكل المحرك الفعلي في الوقت الفعلي.

تتطلب عملية صيانة محرك F22 رابتور دقةً فائقة. في مارس 2025، استعرض فريق الصيانة في قاعدة إلمندورف-ريتشاردسون المشتركة في ألاسكا عملية تفكيك محرك F119. تواجه مكونات المحرك الداخلية تآكلًا غير مرئي، كالتآكل وتدهور مانع التسرب، مما يستلزم تجديدها لضمان معايير الأداء والسلامة.

ما هي المواد الاستهلاكية التي يستخدمها محرك F22 Raptor؟

تعتمد مكونات محرك F22 رابتور عالية الحرارة على أحدث تقنيات المواد. ويتكون قلبه من شفرات توربينية مصنوعة من سبيكة أحادية البلورة عالية الحرارة، مصنوعة من النيكل، وهي ضرورية لمقاومة المحرك للحرارة.

تحتوي سبائك الجيل الثاني أحادية البلورة عالية الحرارة ، المصنوعة من النيكل ، مثل René N5، على حوالي 3% رينيوم، مما يعزز بشكل كبير من متانة الشفرة في درجات الحرارة العالية ومقاومتها للأكسدة. كما تتميز شفرات توربينات F22 Raptor هذه بأنظمة طلاء عازل حراري، مما يُحدث انخفاضًا في درجة الحرارة يتجاوز 100-170 كلفن بين طبقة الشفرة وسطح الطلاء.

تُستخدم مركبات مصفوفة السيراميك على نطاق واسع في محرك F22 Raptor. هذه المواد أخف من الألومنيوم، لكنها أقوى بمرتين من سبائك التيتانيوم، مما يُمكّن فوهة المحرك من تحمل درجات حرارة عادم تصل إلى 1650 درجة مئوية.

تُستخدم مركبات بين معدنية، مثل سبائك التيتانيوم والألومنيوم، في شفرات الضاغط، مما يُخفّض الوزن بنسبة 15% مقارنةً بسبائك التيتانيوم التقليدية، ويُحسّن قابلية التشغيل. تضمن هذه المواد المتخصصة مجتمعةً موثوقية محرك F22 Raptor في الظروف القاسية.

النماذج الكلاسيكية لمحرك F22 Raptor

محرك F119-PW-100، الذي طورته وصنعته شركة برات آند ويتني، هو المحرك الحصري لطائرة F22 رابتور. بفضل قوة دفعه البالغة 35,000 رطل (156 كيلو نيوتن)، كان أول محرك قياسي في العالم قادر على الطيران بسرعة تفوق سرعة الصوت.

مقارنةً بالتصاميم السابقة، يُوفر محرك F22 Raptor زيادةً في قوة الدفع بنسبة 22% مع تقليل عدد المكونات بنسبة 40%. وتظل تقنية فوهة توجيه الدفع ثنائية الأبعاد الفريدة من نوعها متطورةً للغاية، مما يُسهم بشكلٍ أساسي في قدرة F22 الاستثنائية على المناورة.

ومن الجدير بالذكر أن محرك F135 الذي يعمل على تشغيل المقاتلة F-35 العاملة هو مشتق محسن بشكل كبير من محرك F22 Raptor.

تعمل شركة برات آند ويتني على تحسين أداء محرك F119 من خلال تحديثات برمجية. وتُعدّل خطة التحديث لعام 2025 نظام FADEC (التحكم الإلكتروني الرقمي الكامل) لزيادة سرعة استجابة الدفع بنسبة 15% دون الحاجة إلى استبدال أي مكونات. ويوضح هذا النهج المبتكر إمكانات الأداء الكامنة في التصميم الأصلي لمحرك F22 Raptor.

لماذا إعادة تدوير محركات F22 Raptor؟

يرتكز قرار إعادة تدوير محركات F22 Raptor على ثلاثة عوامل رئيسية: استراتيجية، واقتصادية، وفنية. ومع تمديد العمر التشغيلي لأسطول F22 حتى أواخر عام 2031، أصبح ضمان توافر المحركات أولوية قصوى.

يبلغ العمر الافتراضي لمحرك F22 Raptor حوالي 4300 ساعة طيران، أي أقصر من عمر هيكل الطائرة، مما يعني أن المحركات قد استُبدلت بالفعل في الأسطول العامل. وتعزز إعادة التدوير والتجديد الاحترافي الاستفادة القصوى من هذه الموارد القيّمة.

العوامل الاقتصادية المحفزة قوية بنفس القدر. يُظهر مشروع "تايفون 2 ستورم" في المملكة المتحدة نموذجًا عمليًا: إعادة تدوير شفرات توربينات مقاتلات تايفون المُتقاعدة إلى مسحوق معدني لطباعة مكونات ثلاثية الأبعاد لمقاتلات الجيل التالي.

يُقلل هذا النهج الاعتماد على سلاسل التوريد العالمية، وخاصةً للمعادن الأساسية مثل التيتانيوم. وتُقدّر شركة برات آند ويتني أن نظامها UBL سيوفر للحكومة الأمريكية ما يقرب من 800 مليون دولار على مدار دورة حياة محرك F22 Raptor بأكملها.

من الناحية التكنولوجية، تضمن إعادة تدوير المعادن الثمينة وتجديدها إعادة استخدام المواد. قد يكون أداء المكونات المُنتجة بالطرق التقليدية أقل من أداء الأجزاء المُعاد تدويرها المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، والتي تتميز بخفة وزنها وقوتها ومتانتها.

بالنسبة للمكونات الأساسية، مثل شفرات توربينات F22 Raptor، لا تتجاوز تكلفة تجديدها 20% من تكلفة تصنيع شفرات جديدة. وتُعالج تقنيات مثل اللحام الفراغي والتكسية بالليزر عيوبًا مثل التشققات والتآكل بفعالية.

تعمل هذه الحلول مجتمعة على دعم جاهزية تشغيل محرك F22 Raptor، مما يضمن استمرار هذا المحرك - الذي طار لأكثر من 900 ألف ساعة - في الخدمة النشطة