Bewertung der Tests des F-35C-Tailhooks

Über den Tailhook-Test der F-35C

• Die F-35C ist eine Variante des Joint Strike Fighter F-35, die für Flugzeugträger der US Navy mit CATOBAR-Betrieb (katapultgestützter Start, fangseilgestützte Landung) ausgelegt ist.
• Das Flugzeug startet per Dampf- oder elektromagnetischem Katapult und fängt bei der Landung mit dem Tailhook das Fangseil.
• Der Tailhook ist im Flug durch eine muschelförmige Klappe verdeckt, wird elektronisch gesteuert und hydraulisch bewegt.

Scheitern der frühen Tests

• Im Sommer 2011 begannen auf der Naval Air Station Lakehurst die Trägertauglichkeitstests der F-35C.
• In der frühen Testphase funktionierte der Tailhook nicht richtig, was ein Techniker während der Tests bereits vorausgesagt hatte.
• Es gab konstruktionsbedingte Einschränkungen, weil die Position des Tailhooks nicht mehr als 7 Fuß von der Achsmitte des Hauptfahrwerks entfernt war.

Konstruktionsproblem und Modellfehler

• Die Ingenieure von Northrop Grumman entwarfen das System auf Basis eines Computermodells, das das Verhalten des Fangseils simulierte, doch das Modell war fehlerhaft.
• Das Fangseil sollte bei der Landung vom Reifen getroffen werden, eine Welle bilden und flach auf das Deck gedrückt werden; tatsächlich wurde es jedoch nicht niedergedrückt und sprang über den Tailhook hinweg.

Schwierigkeiten im Testverlauf

• Es wurde mehrfach versucht, den Tailhook korrekt zum Funktionieren zu bringen, jedoch ohne Erfolg.
• Wegen der hohen Winkelbeschleunigung des Tailhooks wurde Messausrüstung beschädigt, und durch Hurrikan Irene wurden die Tests unterbrochen.

Neuentwurf des Tailhooks

• Der neue Tailhook erhielt einen stärkeren Hold-down-Dämpfer, einen neuen Upstroke-Dämpfer, verbesserte Seitenbegrenzer und robustere Instrumentierung.
• Der neue Tailhook wurde in einer schaufelartigen Form ausgelegt, damit er das Fangseil auch bei niedriger Decklage erfassen kann.

Anhaltende Probleme und Lösung

• Im Innenlager des Pitch-Pivot-Pins des Tailhooks traten weiterhin Probleme auf, sodass der Pin häufig ersetzt werden musste.
• Die Ingenieure fanden eine Methode, den Pivot-Pin auszutauschen, ohne anschließend eine neue Kalibrierung durchführen zu müssen.

Letzte Testphase

• 2016 wurden mit CF-03 außermittige Landungstests bei externer Bewaffnung durchgeführt.
• Bei einem Test landete die F-35C in einem ungewöhnlichen Winkel und sprang heftig auf, der Pilot gewann jedoch wieder die Kontrolle.
• Durch diesen Vorfall musste das Fahrwerk ersetzt werden, und außermittige Landungen sowie Landungsversuche nur mit dem Fangseil wurden offiziell eingestellt.

Meinung von GN⁺

• Die Tailhook-Tests der F-35C zeigen, dass Flugzeugkonstruktion und Erprobung auf unerwartete Probleme stoßen können. Das spiegelt die grundlegenden Herausforderungen von Engineering-Arbeit an komplexen Systemen wider.
• Der Artikel bietet interessante Einblicke in die Komplexität von Flugzeugentwicklungsprojekten und in den Prozess, mit dem Engineering-Teams reale Probleme lösen.
• Aus kritischer Sicht können solche Probleme zu höheren Projektkosten und Terminverzögerungen führen, was Debatten über Verteidigungsbudgets beeinflussen kann.
• In der Flugzeugentwicklung wird die Bedeutung von Simulation und realen Tests betont; das gilt ebenso für andere hochkomplexe Technologieprojekte.
• Vor der Einführung solcher Technik sind Verifikation und Validierung (V&V) von Simulationsmodellen wichtig, ebenso wie Prozesse, mit denen sich Konstruktionsfehler durch umfassende Tests in realen Umgebungen früh erkennen und beheben lassen.

[GN⁺]

Hacker-News-Kommentare

• Kommentar des Autors: Er habe nicht erwartet, dass dieser Artikel auf Hacker News erscheinen würde. Es sei eine geteilte Geschichte über Engineering im Krieg.
• Zur Tatsache, dass die Medien die Design-Iterationen der F-35 als überbewertet oder als Beleg dafür darstellen, dass sie schlechter als bestehende Jets sei, meint ein Kommentator, er sehe darin Innovation und den Versuch von Neuem; dabei gebe es zwar auch Fehlschläge, am Ende entstehe jedoch ein erstaunlicher Jet.
• Technische Frage zur Landung der F-35C: Es wird gefragt, ob die F-35C bei der Landung nur dann korrekt ein Fangseil erwischt, wenn sie nahe der Mitte ist, und was „wire only“ bedeutet.
• Jeder Ingenieur habe schon einmal erlebt, von fehlerhaftem Testequipment in die Irre geführt zu werden, und jeder erfahrene Ingenieur habe schon einmal erlebt, dass ihn sogar korrekt funktionierendes Testequipment wegen zu großen Vertrauens getäuscht habe. Der Artikel habe Spaß gemacht zu lesen.
• Ein ehemaliger Harrier-Mechaniker und heutiger Ingenieur würde gern mehr über die Entwicklung der F-35B hören. Während seiner Dienstzeit von 2002 bis 2007 habe er oft gehört, dass er an der F-35B arbeiten lernen würde, aber dazu sei es nie gekommen.
• Interessante Tatsache zur F-35C: Zum Zeitpunkt von Bestellung/Entwurf habe es kein Flugzeug gegeben, das auf einem Flugzeugträger ein Triebwerk austauschen konnte. In die C2 Greyhound habe es nicht gepasst; in die Variante CMV-22B Osprey und in die CH-53K King Stallion passe es, aber diese Flugzeuge seien erst in jüngerer Zeit überhaupt verfügbar geworden.
• Im Scherz heißt es, dass die Welt so vorankomme, dass ein Ingenieur keine Lust habe, ein neues XML-Format zu entwerfen, und damit dem Programm Zeit und Geld spare. Bei der Arbeit in Bereichen wie Gesundheitswesen, FinTech und Werbung habe man XML-Parser in mehr als 20 Sprachen geschrieben oder debuggt, nur um keinen Konsens über ein neues Format herstellen zu müssen.
• Im Scherz wird angemerkt, dass neue Flugzeugträger elektromagnetische Katapulte haben und man doch wie bei Hybridautos durch Rekuperation viel Energie sparen könnte, um die Katapult-Kondensatoren wieder aufzuladen.
• Jemand, der als neuer Softwareingenieur an IFLOLS gearbeitet hatte, vermisse nach dem Wechsel aus dem Staatsdienst in verschiedene Software-Startups diese Art von echter Engineering-Arbeit.
• Ein Kommentar zeigt Neugier, ob militärbezogene Informationen nicht als geheim eingestuft würden, ob für die Veröffentlichung eine Freigabe nötig gewesen sei und ob das US-Militär bei solchen Informationen (wie den im Artikel erwähnten) nicht besonders streng sei.